一种水下基础抗拔承载力试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种水下基础抗拔承载力试验装置及方法，涉及水下基础抗拔能力检测领域，包括：穿绳部，固定在基础顶部；缆索，一端位于穿绳部上方，并固定在能够将缆索收紧的收紧机构上，另一端穿过穿绳部后串联若干用于施加提升力的浮箱，浮箱在收紧机构的作用下逐个放入水中，且最底端的浮箱的底部与绳索之间设置有拉力传感器；基准桩，设置在基础的周围；基准梁，固定在基准桩的顶部，并位于基础的上方；位移传感器，固定在基准梁上，用于测量基础的位移；本发明专利技术能够得到基础顶部载荷大小与基础顶部上拔变形量的关系，为水下基础的承载机理的研究工作奠定基础，并且操作更简单，成本更低。成本更低。成本更低。

【技术实现步骤摘要】
一种水下基础抗拔承载力试验装置及方法


[0001]本专利技术涉及水下基础抗拔能力检测领域，特别是涉及一种水下基础抗拔承载力试验装置及方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着海上能源产业的发展需要，特别是深海能源生产与运输设备的锚固与支撑，吸力式桶形基础因其可重复利用、安装方便、经济、安全等优点，近年来越来越广泛地应用于海洋工程中。吸力式桶形基础的抗拔承载力是衡量其稳定性与安全性的重要指标，因此有必要对其抗拔承载力进行检测。
[0003]针对常规吸力式桶形基础抗拔承载力现场检测技术所存的问题，一种新的经济节约、工程量小、技术可行的吸力式桶形基础抗拔承载力检测技术亟待研究，以长期有效应用于吸力式桶形基础稳定性检测与安全性维护工作。
[0004]基础静载荷试验是确定基础抗拔承载力的一种最基本的方法，是分析基础在荷载作用下抗拔承载力的重要手段。通常是在安装完毕的吸力式桶形基础周边海域，用检测船作为支撑基础(临近陆地则使用陆地作为基础)，搭建钢架，直接将钢缆系于吸力式桶形基础顶部，通过定滑轮与拉力装置施加竖直向上拉力，将吸力式桶形基础拔出，以此检测其抗拔承载力。但是其施力机构通常结构复杂笨重，费用高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种水下基础抗拔承载力试验装置及方法，以解决现有技术存在的问题，能够得到基础顶部载荷大小与基础顶部上拔变形量的关系，为水下基础的承载机理的研究工作奠定基础，并且操作更简单，成本更低。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种水下基础抗拔承载力试验装置，包括：
[0007]一固定在基础顶部的穿绳部；
[0008]一端位于所述穿绳部上方，并固定在能够将所述缆索收紧的收紧机构上的绳索，所述绳索的另一端穿过所述穿绳部后串联若干用于施加提升力的浮箱，所述浮箱在所述收紧机构的作用下逐个放入水中，且最底端的所述浮箱的底部与所述绳索之间设置有拉力传感器；
[0009]一设置在所述基础周围的基准桩；
[0010]一固定在所述基准桩顶部并位于所述基础上方的基准梁；
[0011]以及一固定在所述基准量上用于测量所述基础的位移的位移传感器。
[0012]优选的，所述浮箱内还设置有能够进行抽水或者排水的水泵。
[0013]优选的，所述穿绳部为滑轮。
[0014]优选的，所述基准梁与所述基础顶端之间的距离不小于所述基础直径的0.5倍，所述基准桩与所述基础中轴线之间的距离不小于所述基础直径的3倍。
[0015]优选的，所述位移传感器设置有4个，并位于所述基础侧壁所在的圆形轨迹上，且4个所述位移传感器呈正方形分布。
[0016]优选的，所述基准桩设置有2根，并对称设置在所述基础在径向方向的中心线上。
[0017]优选的，所述基础上还设置有用于测量应力的应力测试元件。
[0018]本专利技术还提供一种水下基础抗拔承载力试验方法，包括以下步骤：
[0019]S1：安装基准桩，并在基准桩的顶部安装基准梁；
[0020]S2：在基准梁上安装位移传感器，并在基础上安装应力测试元件；
[0021]S3：将绳索的一端固定在收紧机构上，另一端穿过基础顶部的滑轮后串联若干浮箱；
[0022]S4：控制收紧机构，将浮箱逐个投入水中，收集位移传感器与应力测试元件数据。
[0023]优选的，浮箱投入水中施加载荷过程中，采用慢速维持载荷法或者快速维持载荷法。
[0024]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0025]1、本专利技术通过逐级增加对基础的载荷，能够得到基础顶部载荷大小与基础顶部上拔变形量的关系，为水下基础的承载机理的研究工作奠定基础；
[0026]2、本专利技术通过在缆索上串联若干浮箱，利用浮箱在水中的浮力对基础施加载荷，施加载荷的方式更加简单，不必再设置复杂的拉拔机构，有利于节省成本；
[0027]3、本专利技术的浮箱中还设置有能够进行抽水或者排水的水泵，通过向浮箱中注水或排水能够实现载荷力的微调。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术中试验前的示意图；
[0030]图2为基准桩和基准梁安装完成后的示意图；
[0031]图3为投入一个浮箱后的示意图；
[0032]图4为投入若干浮箱后的示意图；
[0033]图5为图4的局部放大图；
[0034]图6为基准梁的俯视示意图；
[0035]其中，1、基础；2、缆索；3、浮箱；4、拉力传感器；5、基准桩；6、基准梁；7、位移传感器；8、滑轮；9、测试船。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]本专利技术的目的是提供一种水下基础抗拔承载力试验装置及方法，以解决现有技术存在的问题，能够得到基础顶部载荷大小与基础顶部上拔变形量的关系，为水下基础的承载机理的研究工作奠定基础，并且操作更简单，成本更低。
[0038]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0039]实施例1：
[0040]本实施例公开一种水下基础抗拔承载力试验装置，包括：穿绳部，固定在基础1顶部；缆索2，一端位于穿绳部上方，并固定在能够将缆索2收紧的收紧机构上，另一端穿过穿绳部后串联若干用于施加提升力的浮箱3，浮箱3在收紧机构的作用下逐个放入水中，且最底端的浮箱3的底部与绳索之间设置有拉力传感器4；基准桩5，设置在基础1的周围；基准梁6，固定在基准桩5的顶部，并位于基础1的上方；位移传感器7，固定在基准梁6上，用于测量基础1的位移。
[0041]试验前，浮箱3在测试船9上或者岸上，试验时，将浮箱3放入水中，收紧机构收紧缆索2，浮箱3在水中悬浮或者漂浮，在浮力的作用下将缆索2拉紧，并通过穿绳部向基础1提供向上的载荷，记录拉力传感器4和位移传感器7的数值变化，并逐渐向水中投放浮箱3，收紧缆索2，再记录拉力传感器4和位移传感器7的数值变化。
[0042]由此，本实施例通过逐级增加对基础1的载荷，能够得到基础1顶部载荷大小与基础1顶部上拔变形量的关系，为水下基础1的承载机理的研究工作奠定基础1。同时本实施例通过在缆索2上串联若干浮箱3，利用浮箱3在水中的浮力对基础1施加载荷，施加载荷的方式更加简单，不必再设置复杂的拉拔机构，有利于节省成本。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下基础抗拔承载力试验装置，其特征在于，包括：一固定在基础顶部的穿绳部；一端位于所述穿绳部上方，并固定在能够将所述缆索收紧的收紧机构上的绳索，所述绳索的另一端穿过所述穿绳部后串联若干用于施加提升力的浮箱，所述浮箱在所述收紧机构的作用下逐个放入水中，且最底端的所述浮箱的底部与所述绳索之间设置有拉力传感器；一设置在所述基础周围的基准桩；一固定在所述基准桩顶部并位于所述基础上方的基准梁；以及一固定在所述基准量上用于测量所述基础的位移的位移传感器。2.根据权利要求1所述的水下基础抗拔承载力试验装置，其特征在于，所述浮箱内还设置有能够进行抽水或者排水的水泵。3.根据权利要求2所述的水下基础抗拔承载力试验装置，其特征在于，所述穿绳部为滑轮。4.根据权利要求1
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3任意一项所述的水下基础抗拔承载力试验装置，其特征在于，所述基准梁与所述基础顶端之间的距离不小于所述基础直径的0.5倍，所述基准桩与所述基础中轴线之间的距离不小于所述基础直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅一帆，邱松，苗艳遂，富坤，李森，王衔，王炜霞，蒋涛，
申请(专利权)人：中交第三航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：