一种管桩抗拔试验装置及试验方法与流程

本发明涉及试验装置技术领域，具体为一种管桩抗拔试验装置及试验方法。

背景技术：

管桩分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩，预应力混凝土管桩、预应力混凝土薄壁管桩和高强度预应力混凝土管桩，先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。

传统的预应力混凝土管桩抗拔试验中，桩体与千斤顶的连接方法一般采用填芯法，即在管桩的管道孔中浇筑微膨胀混凝土并在混凝土中插入若干根钢筋，待混凝土凝固并养护达到设计强度后，用焊接方法将钢筋与钢拉杆连接在一起，并通过钢拉杆与放置在千斤顶上的承压钢块连接，但是在管桩抗拔试验的过程中，试验所需的支架装置难以移动，且支架装置难以组装，导致试验的效率较低。

因此，我们需要一种管桩抗拔试验装置及试验方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种管桩抗拔试验装置及试验方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管桩抗拔试验装置，包括第一支撑平板和管桩，所述第一支撑平板的上表面固定连接有升降驱动箱，所述升降驱动箱的数量为四个，四个所述升降驱动箱呈矩形阵列设置在第一支撑平板的上表面，四个所述升降驱动箱的内前壁和内后壁均嵌设有轴承，所述轴承的数量为八个，每两个轴承为一组，四组所述轴承分别对称设置在四个升降驱动箱的内前壁和内后壁，每组所述轴承的内环面均固定连接有转动杆，四个所述升降驱动箱的表面均固定连接有第一伺服电机，四个所述第一伺服电机的输出端分别与四个转动杆的一端固定连接，四个所述转动杆的表面均固定连接有外齿轮盘，四个所述升降驱动箱的内顶壁和内底壁均开设有滑动槽，四个所述滑动槽的内部均滑动连接有第一支撑柱，所述第一支撑平板的上表面固定连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的数量为四个，四个所述液压伸缩杆呈矩形阵列设置在第一支撑平板的上表面，四个所述液压伸缩杆的伸缩端均固定连接有第二支撑平板。

优选的，所述第一支撑平板的下表面固定连接有第一螺纹连接套，所述第一螺纹连接套的数量为四个，四个所述第一螺纹连接套呈矩形阵列设置在第一支撑平板的下表面，四个所述第一螺纹连接套的内壁均螺纹连接有第二支撑柱，四个所述第二支撑柱的底端均固定连接有第二螺纹连接套，四个所述第二螺纹连接套的内壁均螺纹连接有万向轮固定架，四个所述万向轮固定架的表面均通过转动杆转动连接有万向轮，四个所述万向轮的表面均设置有制动刹车，所述第一支撑平板的左侧壁设置有扶手。

优选的，所述四个所述第一支撑柱的侧壁均固定连接有直齿条，四个所述外齿轮盘分别与四个第一支撑柱侧壁的直齿条相啮合，所述升降驱动箱的内壁固定连接有辅助支撑架，所述辅助支撑架的表面通过转动杆转动连接有辅助滚轮，所述第一支撑平板的表面分别开设有钢丝绳活动口和第一支撑柱活动口，所述第一支撑柱活动口的数量为四个。

优选的，所述第一支撑平板的上表面固定连接有液压油箱，所述液压油箱的数量为四个，四个所述液压油箱的顶端均设置有液压油泵，四个所述液压油箱的侧壁分别固定连接有与四个液压伸缩杆相连通的油管，所述油管的数量为八个，每两个油管为一组。

优选的，所述第二支撑平板的下表面固定连接有拉力传感器，所述拉力传感器的下表面分别固定连接有绳辊固定架和传动固定架，所述绳辊固定架的外表面通过转动杆转动连接有绳辊，所述绳辊固定架的背面固定连接有第二伺服电机，所述绳辊的表面缠绕有钢丝绳，所述传动固定架的内部转动连接有两个传动辊。

优选的，所述第一支撑平板的下表面固定连接有配电箱，所述配电箱的表面分别设置有矩形显示面板、旋钮开关、按键开关和报警灯，所述旋钮开关的数量为四个，四个所述旋钮开关呈矩形阵列设置在配电箱的表面，所述按键开关的数量为两个，两个所述按键开关以配电箱侧面的中线为对称轴对称设置在配电箱的侧面。

优选的，所述第二伺服电机、拉力传感器、四个第一伺服电机和四个液压油泵均通过配电箱与外部电源电性连接。

优选的，所述管桩的内壁设置有分隔板，所述分隔板的上表面设置有微膨胀混凝土，所述微膨胀混凝土的内部设置有钢筋支架，所述钢筋支架的顶端与钢丝绳的底端栓接。

本发明还提出一种管桩抗拔试验方法，包括以下步骤：

s1、利用把手和万向轮将装置移动至管桩的顶部，通过配电箱控制第一伺服电机转动，带动外齿轮盘转动，第一支撑柱向下运动，将整体装置顶起；

s2、在管桩的内部设置分隔板、微膨胀混凝土和钢筋支架，对管桩进行牢固的固定；

s3、启动第二伺服电机，钢丝绳在绳辊的表面卷动，拉动钢丝绳在拉力传感器的表面产生一个向下的拉力，拉力传感器的测试数值显示在配电箱表面的矩形显示面板上，进而对管桩进行抗拔试验。

有益效果

本发明提供了一种管桩抗拔试验装置及试验方法，具备以下有益效果：

1．该管桩抗拔试验装置，通过设置第一支撑平板、扶手、第二支撑柱和万向轮，并在万向轮的表面设置制动刹车，便于对装置进行移动和锁定，通过设置升降驱动箱、第一伺服电机、外齿轮盘、第一支撑柱和直齿条，能够在利用万向轮将装置移动至管桩的顶部后，第一伺服电机转动，利用第一支撑柱将第一支撑平板顶起，从而达到了在管桩抗拔试验中对整体装置提供稳定支撑的目的。

2．该管桩抗拔试验装置，通过设置管桩、分隔板、微膨胀混凝土和钢筋支架，能够将管桩进行牢固的固定，通过设置第二伺服电机、拉力传感器、绳辊固定架、绳辊、钢丝绳和传动固定架，第二伺服电机转动带动绳辊转动，将钢丝绳缠绕在绳辊的表面，并利用钢丝绳底端栓接在钢筋支架的顶端，从而达到了对管桩抗拔能力进行试验的目的，拉力传感器的测试数值显示在配电箱表面的矩形显示面板上。

附图说明

图1为本发明正剖结构示意图；

图2为本发明正视结构示意图；

图3为本发明左视结构示意图；

图4为图1中a处放大结构示意图；

图5为第一支撑平板俯视结构示意图。

图中：1第一支撑平板、2管桩、3升降驱动箱、4第一伺服电机、5外齿轮盘、6第一支撑柱、7液压伸缩杆、8第二支撑平板、9第二支撑柱、10万向轮、11直齿条、12辅助滚轮、13液压油箱、14液压油泵、15拉力传感器、16绳辊、17第二伺服电机、18钢丝绳、19配电箱、20分隔板、21微膨胀混凝土、22钢筋支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种管桩抗拔试验装置，包括第一支撑平板1和管桩2，第一支撑平板1的下表面固定连接有第一螺纹连接套，第一螺纹连接套的数量为四个，四个第一螺纹连接套呈矩形阵列设置在第一支撑平板1的下表面，四个第一螺纹连接套的内壁均螺纹连接有第二支撑柱9，四个第二支撑柱9的底端均固定连接有第二螺纹连接套，四个第二螺纹连接套的内壁均螺纹连接有万向轮固定架，四个万向轮固定架的表面均通过转动杆转动连接有万向轮10，四个万向轮10的表面均设置有制动刹车，第一支撑平板1的左侧壁设置有扶手，通过设置第一支撑平板1、扶手、第二支撑柱9和万向轮10，并在万向轮10的表面设置制动刹车，便于对装置进行移动和锁定。

第一支撑平板1的上表面固定连接有升降驱动箱3，升降驱动箱3的数量为四个，四个升降驱动箱3呈矩形阵列设置在第一支撑平板1的上表面，四个升降驱动箱3的内前壁和内后壁均嵌设有轴承，轴承的数量为八个，每两个轴承为一组，四组轴承分别对称设置在四个升降驱动箱3的内前壁和内后壁，每组轴承的内环面均固定连接有转动杆，四个升降驱动箱3的表面均固定连接有第一伺服电机4，四个第一伺服电机4的输出端分别与四个转动杆的一端固定连接，四个转动杆的表面均固定连接有外齿轮盘5，四个升降驱动箱3的内顶壁和内底壁均开设有滑动槽，四个滑动槽的内部均滑动连接有第一支撑柱6，四个第一支撑柱6的侧壁均固定连接有直齿条11，四个外齿轮盘5分别与四个第一支撑柱6侧壁的直齿条11相啮合，升降驱动箱3的内壁固定连接有辅助支撑架，辅助支撑架的表面通过转动杆转动连接有辅助滚轮12，第一支撑平板1的表面分别开设有钢丝绳活动口和第一支撑柱活动口，第一支撑柱活动口的数量为四个，通过设置升降驱动箱3、第一伺服电机4、外齿轮盘5、第一支撑柱6和直齿条11，能够在利用万向轮10将装置移动至管桩2的顶部后，第一伺服电机4转动，利用第一支撑柱6将第一支撑平板1顶起，从而达到了在管桩2抗拔试验中对整体装置提供稳定支撑的目的。

第一支撑平板1的上表面固定连接有液压伸缩杆7，液压伸缩杆7的数量为四个，四个液压伸缩杆7呈矩形阵列设置在第一支撑平板1的上表面，四个液压伸缩杆7的伸缩端均固定连接有第二支撑平板8，第一支撑平板1的上表面固定连接有液压油箱13，液压油箱13的数量为四个，四个液压油箱13的顶端均设置有液压油泵14，四个液压油箱13的侧壁分别固定连接有与四个液压伸缩杆7相连通的油管，油管的数量为八个，每两个油管为一组。

第二支撑平板8的下表面固定连接有拉力传感器15，拉力传感器15的下表面分别固定连接有绳辊固定架和传动固定架，绳辊固定架的外表面通过转动杆转动连接有绳辊16，绳辊固定架的背面固定连接有第二伺服电机17，绳辊16的表面缠绕有钢丝绳18，传动固定架的内部转动连接有两个传动辊。

第一支撑平板1的下表面固定连接有配电箱19，配电箱19的表面分别设置有矩形显示面板、旋钮开关、按键开关和报警灯，旋钮开关的数量为四个，四个旋钮开关呈矩形阵列设置在配电箱19的表面，按键开关的数量为两个，两个按键开关以配电箱19侧面的中线为对称轴对称设置在配电箱19的侧面。

第二伺服电机17、拉力传感器15、四个第一伺服电机4和四个液压油泵14均通过配电箱19与外部电源电性连接。

管桩2的内壁设置有分隔板20，分隔板20的上表面设置有微膨胀混凝土21，微膨胀混凝土21的内部设置有钢筋支架22，钢筋支架22的顶端与钢丝绳18的底端栓接，通过设置管桩2、分隔板20、微膨胀混凝土21和钢筋支架22，能够将管桩2进行牢固的固定，通过设置第二伺服电机17、拉力传感器15、绳辊固定架、绳辊16、钢丝绳18和传动固定架，第二伺服电机17转动带动绳辊16转动，将钢丝绳18缠绕在绳辊16的表面，并利用钢丝绳18底端栓接在钢筋支架22的顶端，从而达到了对管桩2抗拔能力进行试验的目的，拉力传感器15的测试数值显示在配电箱19表面的矩形显示面板上。

一种管桩抗拔试验方法，包括以下步骤：

s1、利用把手和万向轮10将装置移动至管桩2的顶部，通过配电箱19控制第一伺服电机4转动，带动外齿轮盘5转动，第一支撑柱6向下运动，将整体装置顶起；

s2、在管桩2的内部设置分隔板20、微膨胀混凝土21和钢筋支架22，对管桩2进行牢固的固定；

s3、启动第二伺服电机17，钢丝绳18在绳辊16的表面卷动，拉动钢丝绳18在拉力传感器15的表面产生一个向下的拉力，拉力传感器15的测试数值显示在配电箱19表面的矩形显示面板上，进而对管桩进行抗拔试验。

工作原理：当该管桩抗拔试验装置使用时，利用把手和万向轮10将装置移动至管桩2的顶部，通过配电箱19控制第一伺服电机4转动，带动外齿轮盘5转动，第一支撑柱6向下运动，将整体装置顶起，从而达到了在管桩2抗拔试验中对整体装置提供稳定支撑的目的，在管桩2的内部设置分隔板20、微膨胀混凝土21和钢筋支架22，对管桩2进行牢固的固定，第二伺服电机17转动，钢丝绳18在绳辊16的表面卷动，钢丝绳18的尾端栓接在钢筋支架22的顶部，拉动钢丝绳18在拉力传感器15的表面产生一个向下的拉力，拉力传感器15的测试数值显示在配电箱19表面的矩形显示面板上，从而达到了对管桩2抗拔能力进行试验的目的。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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