本发明专利技术公开了一种混凝土管桩桩端反力测量装置及方法，其中，该装置包括测力筒，以及与所述测力筒配合设置的多个电阻测量应变片、多个温度补偿应变片、动静应变仪与连接线路；所述多个电阻测量应变片及多个温度补偿应变片，分别通过导线与动静应变仪连接；所述测力筒的筒形及尺寸，与待测管桩的桩顶载荷、桩身自重及桩端几何尺寸相匹配设置。本发明专利技术所述混凝土管桩桩端反力测量装置及方法，可以克服现有技术中工程桩桩端反力不能直接测量、间接测量法测量准确性差与环境适应性差等缺陷，以实现制作方便、易于安装、环境适应性强和直接测量且测量准确性好的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑
，具体地，涉及ー种混凝土管桩桩端反力測量装置及方法。
技术介绍
在建筑领域，由桩和连接桩顶的桩承台(简称承台)组成的深基础，简称桩基。桩基具有承载カ高、沉降量小而较均匀的特点，几乎可以应用于各种工程地质条件和各种类型的工程，尤其是适用于建筑在软弱地基上的重型建(构)筑物；在沿海以及软土地区，桩基应用比较广泛。 管桩是ー种桩，圆柱形、空心，形状如管而得名；按照制造材料分为混凝土管桩和钢管桩，最常用的是预应力混凝土管桩(其中还有普通、高强、薄壁等区分)，管桩和承台都是粧基的一部分。桩基的承载力，由桩身摩擦力和桩端反カ构成，是桩基设计中非常重要的数据。模型桩桩端反力的实验室測量可通过土压カ盒设备实现，但对实际桥梁结构工程桩，目前还不存在能够承载工程桩载荷数量级的土压カ盒。对于工程摩擦桩，即便存在能够承担桩端载荷的土压カ盒，但在实际操作中，难免存在土压カ盒成活率偏低、以及测试数据失真等普遍问题，且土压カ盒的匹配误差更大，标定也较为繁琐。由于常规土压カ盒几何尺寸远小于桩端尺寸，在埋设时也难以做到土压カ盒的承压板与桩底垫层面完全齐平。此外，寒区低温环境，通常不符合常规土压力盒标定的温度工作范围。工程桩桩端反力的測量，往往是通过对桩周摩擦力的測量，利用桩的力学平衡计算得到。由于，桩周摩擦力的測量难以做到准确，故而桩端发カ的计算数值也缺乏准确性。本专利技术解决了工程桩桩端反力不能直接测量的实际问题。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在结构不统一、測量准确性差与环境适应性差等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出ー种混凝土管桩桩端反力測量装置，以实现制作方便、易于安装、环境适应性强与測量准确性好的优点。本专利技术的另一目的在于，提出ー种混凝土管桩桩端反力測量装置的实现方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是ー种混凝土管桩桩端反力測量装置，包括测カ筒，以及与所述测カ筒配合设置的多个电阻測量应变片、多个温度补偿应变片、动静应变仪与连接线路；所述多个电阻测量应变片及多个温度补偿应变片，分别通过导线与动静应变仪连接；所述测カ筒的筒形及尺寸，与待测管桩的桩顶载荷、桩身自重及桩端几何尺寸相匹配设置。进ー步地，所述测カ筒，包括用干与待测管桩的桩端固结的固定端，以及固结在所述固定端下方、且由相互配合设置的測量段外筒与測量段内筒构成的測量段。进ー步地，所述测カ筒，还包括用于在桩孔底层平整度及坚硬度不好时保护测量段的筒形桩靴。这里，为保护測量段而设置的筒形桩靴，该筒形桩靴为可选部件，当桩孔底层平整度好且坚硬度高时可不用该筒形。进ー步地，在所述测量段外筒的壁面内側、以及测量段内筒的壁面外侧，分别布置四个测点，每个测点的位置按照均分圆周布置，即每个测点之间相隔90度圆心角；内、外筒上的各测点，采用错位布置，即内筒上的测点与外筒上的测点之间间隔45度圆心角； 在每个测点的位置，沿測量段的轴向，粘贴ー个电阻测量应变片；靠近每个测点的位置，焊接有垂直于测量段壁面、且与测量段同材料的ー个薄片，在该薄片上粘贴ー个温度补偿应变片。进ー步地，在所述电阻測量应变片及其引线的外围，涂覆 有用于保护电阻测量应变片的环氧树脂。进ー步地，所述固定端、測量段与筒形桩靴之间，依次通过多个螺栓组件固结；在所述多个螺栓组件中，每个螺栓组件至少包括带帽螺栓、以及与带帽螺栓匹配设置的防水垫圈。进ー步地，所述多个电阻测量应变片、多个温度补偿应变片、以及动静应变仪之间的连接线路，采用惠更斯半桥电路的接线方式，用于实现温度补偿和弹性模量补偿。进ー步地，所述测カ筒的材料，选用高強度的Q345钢材。同时，本专利技术采用的另ー技术方案是ー种与以上所述的混凝土管桩桩端反カ测量装置相匹配的混凝土管桩桩端反力測量方法，包括 采集待测管桩的桩顶载荷、桩身自重、以及桩端几何尺寸，确定测力筒的形状与尺寸；基于确定的测カ筒形状与尺寸，加工构成测力筒的固定端、測量段外筒、測量段内筒与筒形桩靴，并按测点的位置粘贴电阻測量应变片与温度补偿应变片； 将加工所得固定端、測量段外筒、測量段内筒与筒形桩靴，组装成测カ筒；将测カ筒与待测管桩固结，并连接相应的测量电路； 基于所得測量电路，进行測量，通过动静应变仪读取的微应变值数据，利用換算得到桩端反力；其中，P是桩端反力，A是测カ筒測量段横截面面积，是平均微应变。进ー步地，所述测量电路，包括动静应变仪，以及分别通过导线与动静应变仪连接的多个电阻測量应变片及多个温度补偿应变片； 所述多个电阻测量应变片、多个温度补偿应变片、以及动静应变仪之间的连接线路，采用惠更斯半桥电路的接线方式，用于实现温度补偿和弹性模量补偿。本专利技术各实施例的混凝土管桩桩端反力測量装置及方法，由于该装置包括测カ筒，以及与测カ筒配合设置的多个电阻測量应变片、多个温度补偿应变片、动静应变仪与连接线路；多个电阻測量应变片及多个温度补偿应变片，分别通过导线与动静应变仪连接；测カ筒的筒形及尺寸，与待测管桩的桩顶载荷、桩身自重及桩端几何尺寸相匹配设置；可以将测カ筒固结到桩端，使測量筒成为新的桩端，粘贴电阻測量应变片与温度补偿应变片，焊接电阻测量应变片引线、温度补偿应变片引线和测量电路，并进行位置标定和測量电路的固定；采用整节吊装法将桩插入钻孔，测试測量电路后用填料填充桩孔与桩身的间隙并夯实；利用电阻应变仪测量数据，计算得到桩端反力；从而可以克服现有技术中工程桩桩端反力不能直接測量、间接测量法測量准确性差与环境适应性差的缺陷，以实现制作方便、易于安装、环境适应性强与測量准确性好的优点。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进ー步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进ー步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中 图I为根据本专利技术混凝土管桩桩端反力測量装置的轴向剖视结构示意 图2为根据本专利技术混凝土管桩桩端反力測量方法的流程示意图。 结合附图，本专利技术实施例中附图标记如下 I-第一带帽螺栓；2_应变片；3_第二带帽螺栓；4-导线；5_混凝土管桩；6_防水垫圈；7-筒形桩靴。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一 根据本专利技术实施例，提供了ー种混凝土管桩桩端反力測量装置。如图I所示，本实施例包括测カ筒，以及与测カ筒配合设置的多个电阻測量应变片(如应变片2)、多个温度补偿应变片、动静应变仪与连接线路；多个电阻測量应变片及多个温度补偿应变片，分别通过导线(如导线4)与动静应变仪连接；测力筒的筒形及尺寸，与待测管桩(如混凝土管桩5)的桩顶载荷、桩身自重及桩端几何尺寸相匹配设置。这里，测カ筒的筒形形状，由被测桩的形状确定，二者保持同一形状；圆柱形管桩最为常见，下面可以选取圆筒形测カ筒进行阐述。测カ筒的高度设计值应尽可能小，只要做到有足够的空间粘贴电阻测量应变片和温度补偿应变片，以及拧紧螺栓即可本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种混凝土管桩桩端反力測量装置，其特征在于，包括测カ筒，以及与所述测カ筒配合设置的多个电阻測量应变片、多个温度补偿应变片、动静应变仪与连接线路；所述多个电阻測量应变片及多个温度补偿应变片，分别通过导线与动静应变仪连接；所述测カ筒的筒形及尺寸，与待测管桩的桩顶载荷、桩身自重及桩端几何尺寸相匹配设置。2.根据权利要求I所述的混凝土管桩桩端反力測量装置，其特征在于，所述测カ筒，包括用干与待测管桩的桩端固结的固定端，以及固结在所述固定端下方、且由相互配合设置的測量段外筒与測量段内筒构成的測量段。3.根据权利要求2所述的混凝土管桩桩端反力測量装置，其特征在于，所述测カ筒，还包括用于在桩孔底层平整度及坚硬度不好时保护测量段的筒形桩靴。4.根据权利要求2所述的混凝土管桩的桩端反力測量装置，其特征在于，在所述测量段外筒的壁面内側、以及测量段内筒的壁面外侧，分别布置四个测点，每个测点的位置按照均分圆周布置，即每个测点之间相隔90度圆心角；内、外筒上的各测点，采用错位布置，即内筒上的测点与外筒上的测点之间间隔45度圆心角； 在每个测点的位置，沿測量段的轴向，粘贴ー个电阻测量应变片；靠近每个测点的位置，焊接有垂直于测量段壁面、且与测量段同材料的ー个薄片，在该薄片上粘贴ー个温度补偿应变片。5.根据权利要求4所述的混凝土管桩桩端反力測量装置，其特征在于，在所述电阻测量应变片及其引线的外国，涂覆有用于保护电阻測量应变片的环氧树脂。6.根据权利要求2所述的混凝土管桩桩端反力測量装置，其特征在于，所述固定端、测量...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴亚平，段志东，严培武，马辉，董献付，郭春香，孙建忠，周勇，舒春生，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：
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