区段配筋预应力空心桩及测试装置

摘要

本发明提供了一种区段配筋预应力空心桩及测试装置，包括若干预应力筋和非预应力筋，若干预应力筋沿混凝土本体径向布设，每个预应力筋均位于混凝土本体的侧壁，每个非预应力筋均绑接至预应力筋的外围，每个预应力筋和每个非预应力筋均与混凝土本体同轴向，测试装置包括倒U形结的门架，门架的一侧设置桩体输送组件，桩体输送组件用于将待检测桩穿插至门架内。本发明所述的区段配筋预应力空心桩及测试装置，空心桩通过在预应力筋的外围增设非预应力筋，从而使得同等外径和同等长度的管桩增加支护强度，降低配合构建尺寸，降低生产成本的同时保障施工进度和支护强度，测试装置通过加设桩体输送组件，提高了待检测桩的拆装效率，降低劳动强度。

权利要求

1.区段配筋预应力空心桩的测试装置，包括加载施力组件(4)和两个支撑组件(5)，两个支撑组件(5)相互平行设置，每个支撑组件(5)的下端均固定连接至基础上，支撑组件(5)的上端能够轴向位移，其特征在于：加载施力组件(4)包括门架(41)和加载部，门架(41)是倒U形结构，倒U形结构顶部安装加载部，加载部下端能够轴向位移，门架(41)的一侧设置桩体输送组件(6)，桩体输送组件(6)用于将待检测桩穿插至门架(41)内，加载部位于两个支撑组件(5)之间，加载部包括第三直线驱动部件(42)，第三直线驱动部件(42)的活动端安装分配梁(43)；

桩体输送组件(6)包括第一支板(61)，第一支板(61)下端设置第一直线驱动部件(62)，第一直线驱动部件(62)固定安装至基础上，第一直线驱动部件(62)用于带动第一支板(61)相对基础升降，第一支板(61)上安装驱动电机(63)，且第一支板(61)上转动套接第一滚轴(64)，驱动电机(63)的传动轴用于带动第一滚轴(64)转动，待检测桩外围搭接至第一滚轴(64)外围，转动的第一滚轴(64)用于将待检测桩穿插至门架(41)内；

第一支板(61)上端安装滑套(65)，滑套(65)内滑动连接滑杆(66)，滑杆(66)的上端固定安装第一支撑座(67)，第一支撑座(67)是U形结构，第一滚轴(64)的两端分别转动套接至第一支撑座(67)的侧壁，且驱动电机(63)固定安装至第一支撑座(67)上，滑杆(66)的外围设置弹簧(68)，弹簧(68)的两端分别固定连接至第一支撑座(67)下端、滑套(65)上端；

滑杆(66)上设置光栅尺，光栅尺用于检测滑杆(66)与滑套(65)间相对运动的距离；

桩体输送组件(6)还包括防脱轮(69)，且第一滚轴(64)的两端分别设置一个防脱轮(69)，待检测桩的外围滚动连接至防脱轮(69)的外围；

每个防脱轮(69)的两端均转动套接至翘板(610)的一端，翘板(610)的另一端铰接至第一连杆(611)上，且第一连杆(611)的一端固定连接至滑套(65)外围，翘板(610)的中部铰接至第二连杆(612)的一端，第二连杆(612)的另一端铰接至支撑座的外侧；

翘板(610)的一端安装底板(613)，防脱轮(69)的两端分别转动套接至第二支撑座(615)上，第二支撑座(615)上安装两个支杆(614)，且底板(613)上多应设置两个通孔，每个支杆(614)位于一个通孔内，且两个支杆(614)外围设置固定螺母，固定螺母用于固定防脱轮(69)与翘板(610)一端的相对位置；

滑套(65)内嵌设直线轴承(616)，滑杆(66)的外围滑动连接至直线轴承(616)内，且滑杆(66)下端设置挡板(617)，挡板(617)位于滑套(65)内，挡板(617)的一端接触连接至直线轴承(616)的下端。

2.根据权利要求1所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，其特征在于：还包括若干辅助座(7)，若干辅助座(7)相互平行设置，每个辅助座(7)的下端固定连接至基础上，每个辅助座(7)位于两个支撑组件(5)之间，辅助座(7)包括第二直线驱动部件(71)，第二直线驱动部件(71)上端安装滑座(72)，滑座(72)内转动套接第二滚轴(73)，第二滚轴(73)外围滚动连接待检测桩的外围。

3.根据权利要求2所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，其特征在于：每个辅助座(7)包括两个第二滚轴(73)，两个第二滚轴(73)对向设置，每个第二滚轴(73)的轴线均与水平方向设有角度。

说明书

区段配筋预应力空心桩及测试装置

技术领域

[0001] 本发明属于预应力桩领域，尤其是涉及一种区段配筋预应力空心桩及测试装置。

背景技术

[0002] 预应力混凝土管桩是一种打入土中，横截面尺寸比其长度小得多的管状细长构件，管桩的上部与承台(梁)联结组成桩基础。其基础结构为预力混凝土结构，可分为后张法
预应力管桩和先张法预应力管桩。具有承载力大，稳定性好，沉降值小等特点，并能采用机
械化施工，大大提高了施工进度，现有技术的标准型号管桩，从经济性和实用性考量，在基
坑支护、码头支护及海岸支护的强度上略显不足，而提高管桩型号和配筋参数则会增加成
本。

[0003] 而且在现有技术中为了配型不同管桩，需要频繁检测不同直径、长度和配筋数量管桩的抗弯强度，而待测管桩的重力和体积较大，在现有技术的抗弯测试设备上拆装不便，
影响测试效率，且拆装时存在安全隐患。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明旨在提出一种区段配筋预应力空心桩，以解决现有技术管桩不能满足多种工况支护需求，提高管桩规格又造成成本增加，配合构建增大的问题。

[0005] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0006] 一种区段配筋预应力空心桩，包括混凝土本体，混凝体本体为中空结构，混凝土本体内设置钢筋笼，钢筋笼外围设置绑筋，且绑筋呈螺旋状结构，钢筋笼包括若干预应力筋和
非预应力筋，若干预应力筋沿混凝土本体径向布设，每个预应力筋均位于混凝土本体的侧
壁，每个非预应力筋均绑接至预应力筋的外围，每个预应力筋和每个非预应力筋均与混凝
土本体同轴向。

[0007] 进一步的，所述非预应力筋的个数不大于预应力筋的个数，非预应力筋的长度不大于预应力筋的长度。

[0008] 相对于现有技术，本发明所述的区段配筋预应力空心桩具有以下有益效果：在预应力筋的外围增设非预应力筋，且非预应力筋的外径和长度可以较预应力筋的规格进行降
低，非预应力筋的个数根据需求进行搭配，根据施工地所需支护的重要受力点进行配置非
预应力筋，从而使得同等外径和同等长度的管桩增加支护强度，降低配合构建尺寸，降低生
产成本的同时保障施工进度和支护强度。

[0009] 本发明的另一目的在于提出一种区段配筋预应力空心桩的测试装置，以解决在需要频繁对管桩进行测试时，管桩在测试装置上拆装不变，影响测试效率，存在安全隐患的问
题。

[0010] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0011] 一种区段配筋预应力空心桩的测试装置，包括加载施力组件和两个支撑组件，两个支撑组件相互平行设置，每个支撑组件的下端均固定连接至基础上，支撑组件的上端能
够轴向位移，加载施力组件包括门架和加载部，门架是倒U形结构，倒U形结构顶部安装加载
部，加载部下端能够轴向位移，门架的一侧设置桩体输送组件，桩体输送组件用于将待检测
桩穿插至门架内。

[0012] 进一步的，所述加载部位于两个支撑组件之间，加载部包括第三直线驱动部件，第三直线驱动部件的活动端安装分配梁。

[0013] 进一步的，所述桩体输送组件包括第一支板，第一支板下端设置第一直线驱动部件，第一直线驱动部件固定安装至基础上，第一直线驱动部件用于带动第一支板相对基础
升降，第一支板上安装驱动电机，且第一支板上转动套接第一滚轴，驱动电机的传动轴用于
带动第一滚轴转动，待检测桩外围搭接至第一滚轴外围，转动的第一滚轴用于将待检测桩
穿插至门架内。

[0014] 进一步的，所述第一支板上端安装滑套，滑套内滑动连接滑杆，滑杆的上端固定安装第一支撑座，第一支撑座是U形结构，第一滚轴的两端分别转动套接至第一支撑座的侧
壁，且驱动电机固定安装至第一支撑座上，滑杆的外围设置弹簧，弹簧的两端分别固定连接
至第一支撑座下端、滑套上端。

[0015] 进一步的，所述桩体输送组件还包括防脱轮，且第一滚轴的两端分别设置一个防脱轮，待检测桩的外围滚动连接至防脱轮的外围。

[0016] 进一步的，所述每个防脱轮的两端均转动套接至翘板的一端，翘板的另一端铰接至第一连杆上，且第一连杆的一端固定连接至滑套外围，翘板的中部铰接至第二连杆的一
端，第二连杆的另一端铰接至支撑座的外侧。

[0017] 进一步的，所述翘板的一端安装底板，防脱轮的两端分别转动套接至第二支撑座上，第二支撑座上安装两个支杆，且底板上多应设置两个通孔，每个支杆位于一个通孔内，
且两个支杆外围设置固定螺母，固定螺母用于固定防脱轮与翘板一端的相对位置。

[0018] 进一步的，所述滑套内嵌设直线轴承，滑杆的外围滑动连接至直线轴承内，且滑杆下端设置挡板，挡板位于滑套内，挡板的一端接触连接至直线轴承的下端。

[0019] 进一步的，所述区段配筋预应力空心桩的测试装置还包括若干辅助座，若干辅助座相互平行设置，每个辅助座的下端固定连接至基础上，每个辅助座位于两个支撑组件之
间，辅助座包括第二直线驱动部件，第二直线驱动部件上端安装滑座，滑座内转动套接第二
滚轴，第二滚轴外围滚动连接待检测桩的外围。

[0020] 进一步的，所述每个辅助座包括两个第二滚轴，两个第二滚轴对向设置，每个第二滚轴的轴线均与水平方向设有角度。

[0021] 进一步的，所述滑杆上设置光栅尺，光栅尺用于检测滑杆与滑套间相对运动的距离。

[0022] 相对于现有技术，本发明所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置具有以下优势：

[0023] （1）本发明所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，倒U形结构的门架保障了加载部两侧受到的支撑力稳定，避免L形支架在加载部向待检测桩施压时向一侧偏斜而影响
侧视数据，提高了侧视质量。

[0024] （2）本发明所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，第一直线驱动部件用于带动第一滚轴同步升降，在需要将待检测桩装载至两个支撑组件时，第一直线驱动部件带动
第一滚轴升高，防止第一滚轴传输管桩时受支撑组件干涉，待传输到位时，第一直线驱动部
件带动第一滚轴下沉，将待检测管桩放置在支撑组件上。

[0025] （3）本发明所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，防脱轮用于限定待检测桩的外围相对位置，防止待检测桩在传输时由第一滚轴掉落，以免存在施工安全隐患。

[0026] （4）本发明所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，待检测桩下压第一滚轴的压力是防脱轮对待检测管桩外围的夹持力，两个对向设置的防脱轮通过管桩自身的重力对
管桩进行夹持，减少此部分夹持构件的动力源，降低设备成本，且结构简单，易于实现。

[0027] （5）本发明所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，弹簧是第一支撑座的复位部件，在管桩脱离第一滚轴外围时，使得两个防脱轮不在夹持管桩外围，便于转移管桩。

[0028] （6）本发明所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，通过调整支杆外围的固定螺母，能够固定防脱轮和翘板不同的相对位置，调整两个防脱轮之间的距离能够适应不同
外径管桩的测试需求，提高装置的适用性。

[0029] （7）本发明所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，辅助座是桩体输送组件的配合部件，以便提高运输效率和稳定性，防止待检测桩在传输时翘起，辅助座内的第二直线
驱动部件能够带动滑座同步升降，确保能够托起管桩，同时不干涉抗弯测试。

[0030] （8）本发明所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，两个带有角度的第二滚轴能够满足托起管桩的同时，不干涉管桩的轴向滑动，凸出的第二滚轴也防止了管桩外围剐
蹭到滑座，提高部件的使用寿命。

[0031] （9）本发明所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置，光栅尺检测滑杆与滑套间相对运动的距离用于控制不畅辅助座的升降高度，以免第一滚轴与第二滚轴支撑管桩的高
度不同，而造成管桩倾斜。

附图说明

[0032] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0033] 图1为本发明实施例所述的区段配筋预应力空心桩的结构示意图；

[0034] 图2为本发明实施例所述的钢筋笼和绑筋配合的结构示意图；

[0035] 图3为本发明实施例所述的区段配筋预应力空心桩的测试装置的结构示意图；

[0036] 图4为本发明实施例所述的桩体输送组件的结构示意图；

[0037] 图5为本发明实施例所述的桩体输送组件的正视示意图；

[0038] 图6为本发明实施例所述的翘板上安装防脱轮的结构示意图；

[0039] 图7为本发明实施例所述的滑套和滑杆配合的结构示意图；

[0040] 图8为本发明实施例所述的滑套和滑杆配合的剖面示意图；

[0041] 图9为本发明实施例所述的辅助座的结构示意图。

[0042] 附图标记说明：

[0043] 1‑混凝土本体；2‑钢筋笼；21‑预应力筋；22‑非预应力筋；3‑绑筋；4‑加载施力组件；41‑门架；42‑第三直线驱动部件；43‑分配梁；5‑支撑组件；6‑桩体输送组件；61‑第一支板；62‑第一直线驱动部件；63‑驱动电机；64‑第一滚轴；65‑滑套；66‑滑杆；67‑第一支撑座；68‑弹簧；69‑防脱轮；610‑翘板；611‑第一连杆；612‑第二连杆；613‑底板；614‑支杆；615‑第二支撑座；616‑直线轴承；617‑挡板；7‑辅助座；71‑第二直线驱动部件；72‑滑座；73‑第二滚轴。

具体实施方式

[0044] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0045] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”
的含义是两个或两个以上。

[0046] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语
在本发明中的具体含义。

[0047] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0048] 如图1‑图2所示，区段配筋预应力空心桩，包括混凝土本体1，混凝体本体为中空结构，混凝土本体1内设置钢筋笼2，钢筋笼2外围设置绑筋3，且绑筋3呈螺旋状结构，钢筋笼2
包括若干预应力筋21和非预应力筋22，若干预应力筋21沿混凝土本体1径向布设，每个预应
力筋21均位于混凝土本体1的侧壁，每个非预应力筋22均绑接至预应力筋21的外围，每个预
应力筋21和每个非预应力筋22均与混凝土本体1同轴向，在预应力筋21的外围增设非预应
力筋22，根据施工地所需支护的重要受力点进行配置非预应力筋22，从而使得同等外径和
同等长度的管桩增加支护强度，降低配合构建尺寸，降低生产成本的同时保障施工进度和
支护强度。

[0049] 在实施时，每个非预应力筋22需要提前绑扎在预应力筋21的外围，固非预应力筋22的个数不大于预应力筋21的个数，本实施例配置了三根非预应力筋22，可以根据支护强
度需求增设非预应力筋22的个数，而且根据施工所需的重要受力支护位，可将非预应力筋
22绑扎在预应力筋21的不同轴向方位上，本实施例将非预应力筋22绑扎在预应力筋21的中
部，同时也可减少非预应力筋22的长度，以满足基坑支护需求的抗弯测试为准，以便使得同
一规格的管桩满足不同工况的支护需求，同时降低生产成本。

[0050] 如图3‑图9所示，区段配筋预应力空心桩的测试装置，包括加载施力组件4和两个支撑组件5，两个支撑组件5相互平行设置，每个支撑组件5的下端均固定连接至基础上，支
撑组件5的上端能够轴向位移，加载施力组件4包括门架41和加载部，门架41是倒U形结构，
倒U形结构顶部安装加载部，加载部下端能够轴向位移，门架41的一侧设置桩体输送组件6，
桩体输送组件6用于将待检测桩穿插至门架41内，倒U形结构的门架41保障了加载部两侧受
到的支撑力稳定，避免L形支架在加载部向待检测桩施压时向一侧偏斜而影响侧视数据，提
高了侧视质量。

[0051] 加载部位于两个支撑组件5之间，加载部包括第三直线驱动部件42，第三直线驱动部件42的活动端安装分配梁43，第三直线驱动部件42是现有技术的液压缸，液压缸通过分
配梁43向待测试桩施压的结构是现有技术。

[0052] 桩体输送组件6包括第一支板61，第一支板61下端设置第一直线驱动部件62，第一直线驱动部件62固定安装至基础上，第一直线驱动部件62用于带动第一支板61相对基础升
降，第一支板61上安装驱动电机63，驱动电机63是现有技术，且第一支板61上转动套接第一
滚轴64，驱动电机63的传动轴通过现有技术的齿轮组或链轮链条传动结构带动第一滚轴64
转动，待检测桩外围搭接至第一滚轴64外围，转动的第一滚轴64用于将待检测桩穿插至门
架41内。第一直线驱动部件62是现有技术的液压缸或直线电机，第一直线驱动部件62用于
带动第一滚轴64同步升降，在需要将待检测桩装载至两个支撑组件5时，第一直线驱动部件
62带动第一滚轴64升高，防止第一滚轴64传输管桩时受支撑组件5干涉，待传输到位时，第
一直线驱动部件62带动第一滚轴64下沉，将待检测管桩放置在支撑组件5上，同样的待需要
将测试完成的管桩卸载时，第一直线驱动部件62带动第一滚轴64上升，使得待检测桩完全
搭接至第一滚轴64上。

[0053] 桩体输送组件6还包括防脱轮，且第一滚轴64的两端分别设置一个防脱轮，待检测桩的外围滚动连接至防脱轮的外围，防脱轮用于限定待检测桩的外围相对位置，防止待检
测桩在传输时由第一滚轴64掉落，以免存在施工安全隐患。

[0054] 第一支板61上端安装滑套65，滑套65内滑动连接滑杆66，滑杆66的上端固定安装第一支撑座67，第一支撑座67是U形结构，第一滚轴64的两端分别转动套接至第一支撑座67
的侧壁，且驱动电机63固定安装至第一支撑座67上，滑杆66的外围设置弹簧68，弹簧68的两
端分别固定连接至第一支撑座67下端、滑套65上端，每个防脱轮的两端均转动套接至翘板
610的一端，翘板610的另一端铰接至第一连杆611上，且第一连杆611的一端固定连接至滑
套65外围，翘板610的中部铰接至第二连杆612的一端，第二连杆612的另一端铰接至支撑座
的外侧，待检测桩下压第一滚轴64的压力是防脱轮对待检测管桩外围的夹持力，两个对向
设置的防脱轮通过管桩自身的重力对管桩进行夹持，减少此部分夹持构件的动力源，降低
设备成本，且结构简单，易于实现；弹簧68是第一支撑座67的复位部件，在管桩脱离第一滚
轴64外围时，使得两个防脱轮不在夹持管桩外围，便于转移管桩。

[0055] 翘板610的一端安装底板613，防脱轮的两端分别转动套接至第二支撑座615上，第二支撑座615上安装两个支杆614，且底板613上多应设置两个通孔，每个支杆614位于一个
通孔内，且两个支杆614外围设置固定螺母，固定螺母用于固定防脱轮与翘板610一端的相
对位置，两个支杆614的外围均设有螺纹，每个支杆614外围螺纹连接两个固定螺母，用于固
定防脱轮和翘板610的相对位置，调整两个防脱轮之间的距离能够适应不同外径管桩的测
试需求，提高装置的适用性。

[0056] 滑套65内嵌设直线轴承616，滑杆66的外围滑动连接至直线轴承616内，且滑杆66下端设置挡板617，挡板617位于滑套65内，挡板617的一端接触连接至直线轴承616的下端，
直线轴承616便于滑杆66在滑套65内滑动，且挡板617是滑杆66移动的上限止动件。

[0057] 为了提高运输效率和稳定性，区段配筋预应力空心桩的测试装置还包括若干辅助座7，若干辅助座7相互平行设置，每个辅助座7的下端固定连接至基础上，每个辅助座7位于
两个支撑组件5之间，如图3所示，本实施设置了3个辅助座7，每个辅助座7包括第二直线驱
动部件71，第二直线驱动部件71是现有技术的液压缸或直线电机，第二直线驱动部件71上
端安装滑座72，滑座72内转动套接第二滚轴73，第二滚轴73外围滚动连接待检测桩的外围，
辅助座7用于防止待检测桩在传输时翘起，第二直线驱动部件71能够带动滑座72同步升降，
确保能够托起管桩，同时不干涉抗弯测试。

[0058] 如图9所示，每个辅助座7包括两个第二滚轴73，两个第二滚轴73对向设置，每个第二滚轴73的轴线均与水平方向设有角度，两个带有角度的第二滚轴73能够满足托起管桩的
同时，不干涉管桩的轴向滑动，凸出的第二滚轴73也防止了管桩外围剐蹭到滑座72，提高部
件的使用寿命。

[0059] 滑杆66上设置光栅尺，光栅尺用于检测滑杆66与滑套65间相对运动的距离，该距离用于控制不畅辅助座7的升降高度，以免第一滚轴64与第二滚轴73支撑管桩的高度不同，
而造成管桩倾斜，提高传输的稳定性。

[0060] 本实施例的控制方式是通过控制器来控制的，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本文主要用来保护
机械装置，所述本文不在详细解释控制方式和电路连接，在实施时，需要工作人员通过叉车
将待检测桩转运至桩体输送组件6上方，然后通过降低叉车高度，使得待检测桩的一端外围
搭接至第一滚轴64外围，然后通过第一滚轴64转动将待检测管桩插接至支撑组件5上方和
门架41内，在输送时叉车不能移位，同样的桩体输送组件6在向外传输管桩内需要叉车或其
他承接装置在一侧承接，加载部和支撑组件5均为现有技术，加载部与支撑组件5对待检测
桩施压载荷的时间和压力根据检测需求设定，此处不在赘述。

[0061] 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。