一种海上基桩抗拔试验装置及其试验方法

摘要

本发明涉及一种海上基桩抗拔试验装置及其试验方法，包括位于中间的基桩和位于基桩两侧的平台船，所述基桩上端与横置的反力梁中间位置活动连接；所述反力梁两端分别与位于其下方的大平衡梁中间位置相铰接，大平衡梁与反力梁垂直设置；所述大平衡梁两端分别与位于其下方的小平衡梁中间位置相铰接，小平衡梁与大平衡梁垂直设置；所述小平衡梁两端下方分别铰接有支撑座，所述平台船上设置有顶着对应侧支撑座的千斤顶。本发明直接解决了作业平台问题和海上的反力支座难寻的问题，也解决了海上大直径桩抗拔试验需要花费大量人力、物力及时间专门设置锚桩的问题，现场检测效率和经济性得到极大的提升。

权利要求

1.一种海上基桩抗拔试验装置，其特征在于：包括位于中间的基桩和位于基桩两侧的平台船，所述基桩上端与横置的反力梁中间位置活动连接；所述反力梁两端分别与位于其下方的大平衡梁中间位置相铰接，大平衡梁与反力梁垂直设置；所述大平衡梁两端分别与位于其下方的小平衡梁中间位置相铰接；所述小平衡梁两端下方分别铰接有支撑座，所述平台船上设置有顶着对应侧支撑座的千斤顶；所述基桩上端固定连接有固定座，位于反力梁中间位置上方设置有与固定座通过螺杆连接在一起的连接座，所述反力梁与固定座之间留有间隔并且位于反力梁中间位置设置有向上凸起的弧形凸部，所述连接座下侧设置有与所述弧形凸部相配合的弧形凹槽。

2.根据权利要求1所述的海上基桩抗拔试验装置，其特征在于：所述千斤顶为电动液压千斤顶。

3.根据权利要求1所述的海上基桩抗拔试验装置，其特征在于：所述平台船通过其下方的支撑腿固定于海底，并且平台船高于海面高度。

4.一种海上基桩抗拔试验方法，采用如权利要求1所述的海上基桩抗拔试验装置，其特征在于：包括以下步骤：（1）在基桩上埋设应力测量元件和应变测量元件，并在基桩上端焊接固定座；（2）将两艘平台船分别开到基桩两侧相应位置并固定；（3）在每艘平台船上放置两对千斤顶，并在每对千斤顶上方搭设带支撑座的小平衡梁；（4）在每艘平台船上的两对小平衡梁上方搭设大平衡梁，大平衡梁两端与小平衡梁中间位置相铰接；（5）在两艘平台船上的大平衡梁之间搭设反力梁，反力梁两端与大平衡梁中间位置相铰接；（6）在反力梁的弧形凸部上方扣上连接座，并通过螺杆将连接座与基桩上端的固定座连接在一起；（7）调节千斤顶柱塞高度和压力，保证试验所需要的上拔力；（8）开始试验，记录应力测量元件和应变测量元件测量得到的试验数据并分析。

说明书

一种海上基桩抗拔试验装置及其试验方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种海上基桩抗拔试验装置及其试验方法。

背景技术

[0002] 基桩竖向抗拔静载试验，就是采用接近与竖向抗拔桩实际工作条件的试验，确定单桩竖向抗拔极限承载力，单桩竖向抗拔静荷载试验主要的目的包括以下三个方面：

[0003] 1、确定单桩竖向抗拔极限承载力及单桩竖向抗拔承载力特征值；

[0004] 2、判定竖向抗拔承载力是否满足设计要求；

[0005] 3、当埋设有桩身应力、应变测量元件时，可测定桩周各土层的抗拔摩阻力。

[0006] 抗拔试验需要提供一个反力装置，宜采用反力桩（或工程桩）提供支座反力， 但在海上提供这种反力支座比较困难。

[0007] 图1为现有技术的海上基桩抗拔试验的示意图，如图1所示，锚杆13为反力支座，采用反力桩（或工程桩），加荷系统千斤顶7，横梁14架设在千斤顶7上，横梁14与基桩通过螺杆固定连接；试验时，千斤顶7给横梁14加荷，横梁14给基桩1提供一个上拔力，通过试验得到单桩竖向抗拔极限承载力及单桩竖向抗拔承载力特征值来判定定竖向抗拔承载力是否满足设计要求。

[0008] 现有技术存在以下缺陷：

[0009] 1、海上基桩抗拔试验所需要的反力支座难以寻找，如果专门为试验打锚桩，此方法不但费时费力，而且经济性差；

[0010] 2、海上需要一个平台作业，没有作业平台给施工造成一定难度。

发明内容

[0011] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种省时省力的海上基桩抗拔试验装置及其试验方法，大大提高现场检测效率和经济性。

[0012] 本发明采用的技术方案是：一种海上基桩抗拔试验装置，包括位于中间的基桩和位于基桩两侧的平台船，所述基桩上端与横置的反力梁中间位置活动连接；所述反力梁两端分别与位于其下方的大平衡梁中间位置相铰接，大平衡梁与反力梁垂直设置；所述大平衡梁两端分别与位于其下方的小平衡梁中间位置相铰接，小平衡梁与大平衡梁垂直设置；所述小平衡梁两端下方分别铰接有支撑座，所述平台船上设置有顶着对应侧支撑座的千斤顶。

[0013] 进一步的，所述千斤顶为电动液压千斤顶。

[0014] 进一步的，所述基桩上端固定连接有固定座，位于反力梁中间位置上方设置有与固定座通过螺杆连接在一起的连接座，所述反力梁与固定座之间留有间隔并且位于反力梁中间位置设置有向上凸起的弧形凸部，所述连接座下侧设置有与所述弧形凸部相配合的弧形凹槽。

[0015] 进一步的，所述平台船通过其下方的支撑腿固定于海底，并且平台船高于海面高度。

[0016] 本发明采用的另一技术方案是：一种海上基桩抗拔试验方法，包括以下步骤：（1）在基桩上埋设应力测量元件和应变测量元件，并在基桩上端焊接固定座；（2）将两艘平台船分别开到基桩两侧相应位置并固定；（3）在每艘平台船上放置两对千斤顶，并在每对千斤顶上方搭设带支撑座的小平衡梁；（4）在每艘平台船上的两对小平衡梁上方搭设大平衡梁，大平衡梁两端与小平衡梁中间位置相铰接；（5）在两艘平台船上的大平衡梁之间搭设反力梁，反力梁两端与大平衡梁中间位置相铰接；（6）在反力梁的弧形凸部上方扣上连接座，并通过螺杆将连接座与基桩上端的固定座连接在一起；（7）调节千斤顶柱塞高度和压力，保证试验所需要的上拔力；（8）开始试验，记录应力测量元件和应变测量元件测量得到的试验数据并分析。

[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明直接用其中一艘平台船当做前期准备工作的服务平台，解决了作业平台问题，同时平台船当做反力支座，还解决了海上的反力支座难寻的问题，可以轻轻松松完成原本费时费力的检测工作，也解决了海上大直径桩抗拔试验需要花费大量人力、物力及时间专门设置锚桩的问题，通过自身的平衡设计和自动化的控制手段，保证试验所需要的垂直上拔力，现场检测效率和经济性得到极大的提升。

[0018] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

[0019] 图1为现有技术的海上基桩抗拔试验的示意图；

[0020] 图2是本发明实施例试验装置构造示意图；

[0021] 图3是图2的俯视图；

[0022] 图中标号说明：1-基桩、2-平台船、3-反力梁、4-大平衡梁、5-小平衡梁、6-支撑座、7-千斤顶、8-固定座、9-连接座、10-螺杆、11-弧形凸部、12-弧形凹槽、13-锚杆、14-横梁。

具体实施方式

[0023] 如图2 3所示，一种海上基桩抗拔试验装置，该试验装置以基桩为对称线左右对称~设置，包括位于中间的基桩1和位于基桩1两侧的平台船2，所述基桩1上端与横置的反力梁3中间位置活动连接；所述反力梁3两端分别与位于其下方的大平衡梁4中间位置相铰接，大平衡梁4与反力梁3垂直设置；所述大平衡梁4两端分别与位于其下方的小平衡梁5中间位置相铰接，小平衡梁5与大平衡梁4垂直设置；所述小平衡梁5两端下方分别铰接有支撑座6，所述平台船2上设置有顶着对应侧支撑座6的千斤顶7，千斤顶7与支撑座6一一对应，在本实施例中，所述千斤顶7为电动液压千斤顶以提供基桩抗拔试验所需要的上拔力；千斤顶7通过调节压力和柱塞高度来保证每个支点受力均匀，大平衡梁4可以保证平台船在一个方向上一定程度的倾斜不影响试验，小平衡梁5可以保证平台船在另一个方向一定程度倾斜不影响试验，保证每个支撑座的受力均匀。

[0024] 做抗拔试验时，通过千斤顶7给基桩1提供一个向上的上拔力，可以轻轻松松完成原本费时费力的试验检测工作，而且也解决了海上大直径桩抗拔试验需要花费大量人力、物力及时间专门设置锚桩的问题，通过自身的平衡设计和自动化的控制手段，保证试验所需要的上拔力，现场检测效率和经济性得到极大的提升。

[0025] 在本实施例中，千斤顶7有自动调整功能，当平台船有上下位移时可以自动调整千斤顶7液体压力和柱塞高低来保证试验基桩1的受力；其中平台船可以结合运维船、安装船设计，不用专门制造，节约成本。

[0026] 在本实施例中，所述基桩1上端固定连接有固定座8，位于反力梁3中间位置上方设置有与固定座5通过螺杆10连接在一起的连接座9，螺杆10上端由位于连接座上侧的螺母锁紧固定，螺杆下端由位于固定座下侧的螺母锁紧固定，所述反力梁3与固定座5之间留有间隔并且位于反力梁中间位置设置有向上凸起的弧形凸部11，所述连接座下侧设置有与所述弧形凸部11相配合的弧形凹槽12，反力梁3顶部弧形凸部11与弧形凹槽12之间可实现转动，可以保证两艘平台船之间有高低差时不影响试验，两艘平台船有高低差也可以使基桩的受力是垂直向上。

[0027] 在本实施例中，所述平台船2通过其下方的支撑腿固定于海底，并且平台船高于海面高度，平台船离开海面，减少波浪对试验的影响。

[0028] 该发明通过自身的平衡设计和自动化的控制手段，保证试验所需要的上拔力。与传统海上基桩抗拔试验方法相比，该发明可直接用其中一艘平台船当做前期准备工作的服务平台，解决了作业平台问题，同时平台船当做反力支座，还解决了海上的反力支座难寻的问题，可以轻轻松松完成原本费时费力的检测工作，现场检测效率和经济性得到极大的提升。

[0029] 一种海上基桩抗拔试验方法，包括以下步骤：（1）在基桩上埋设应力测量元件和应变测量元件，并在基桩上端焊接固定座；（2）将两艘平台船分别开到基桩两侧相应位置并固定，两艘平台船高度一致；（3）在每艘平台船上放置两对千斤顶，并在每对千斤顶上方搭设带支撑座的小平衡梁；（4）在每艘平台船上的两对小平衡梁上方搭设大平衡梁，大平衡梁两端与小平衡梁中间位置相铰接；（5）在两艘平台船上的大平衡梁之间搭设反力梁，反力梁两端与大平衡梁中间位置相铰接；（6）在反力梁的弧形凸部上方扣上连接座，并通过螺杆将连接座与基桩上端的固定座连接在一起；（7）调节千斤顶柱塞高度和压力，保证试验所需要的上拔力；（8）开始试验，记录应力测量元件和应变测量元件测量得到的试验数据并分析。

[0030] 上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。