一种高应变测桩设备

摘要

本发明涉及一种高应变测桩设备，基础底座可以带动所述导向架移动，重锤通过自脱钳悬吊在导向架内部，自脱钳通过自动插销装置可升降式连接在导向架的承重固定横梁上，导向架内侧设有滑轨，滑轨与重锤的滑槽滑动配合，测试时，重锤正对所述基础底座的测桩孔。本申请的测桩设备可以通过基础底座带动所述导向架移动，以实现带动高应变测桩设备转移至下一个检测点，设备转移下一检测点行走过程中，导向架可折叠，降低行走空间，适应基坑内有支撑梁的情况，且无需再依赖超大型汽车吊进行转移，对场地的适应性更强；此外，重锤的上升和下降通过滑轨和滑槽滑动配合，可以确保重锤在上升和下降过程中不发生偏移，从而解决重锤升降使重锤下落偏心锤击问题。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑应变力测试设备领域，特别涉及一种高应变测桩设备。

背景技术

高应变法锤击系统为基桩高应变法检测中采用的锤击系统，包含重锤、支撑导向架、脱钩器、吊挂系统、贯入度测试系统等。其中支撑导向架主要承担两方面的功能:导向、支撑，其首先能够支撑重锤的重量，承担重锤从吊车转移至支撑导向架的所有重量；其二在锤体下落过程中必须保证锤体垂直下落 (自由落体)过程中锤体锤击于桩基桩心，在锤击过程中起到导向作用。通常，重锤的重量在20吨～100 吨，支撑导向架的高度在2米～4米，测桩设备的重量在60吨～200吨，重锤的上落高度可以通过吊挂系统进行调整，还需要采用超大型汽车吊将测桩设备吊至检测点。

目前，吊挂系统一般采用钢丝绳、钢板或钢条等，数量上钢条一般采用1条，钢丝绳一般采用2 条、4条、8条，通过钢丝绳牵引重锤上升，由于钢丝绳为柔性结构，力的方向往往容易发生偏移，而随着重锤高度的提升，重锤下落后容易出现偏心锤击的问题，且对于场地测桩点密集，且空地较小时，大型汽车吊很难停留在场地进行起吊，很多项目因不能满足吊装需求而无法完成单桩竖向承载力检测。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种高应变测桩设备，可以解决重锤升降使重锤下落偏心锤击问题以及测桩设备转移不便的难题。

本发明所采用的技术方案:一种高应变测桩设备，包括基础底座、导向架、自脱钳以及重锤，所述基础底座用于带动所述导向架移动，所述重锤通过自脱钳悬吊在所述导向架内部，所述自脱钳通过自动插销装置可升降式连接在所述导向架的承重固定横梁上，所述导向架内侧设有滑轨，所述滑轨与所述重锤的滑槽滑动配合，测试时，所述重锤正对所述基础底座的测桩孔。

优选地，所述自脱钳包括起重横梁、吊臂以及吊钳，所述吊钳用于抓取所述重锤，所述吊臂的底端连接所述吊钳的铰接点，所述吊臂的顶端穿过所述起重横梁，所述起重横梁可升降式安装在所述导向架上，所述起重横梁升降以实现所述吊钳张合。

优选地，所述导向架的两侧均设有升降滑槽，所述起重横梁的两端分别延伸入两所述升降滑槽，所述起重横梁的两侧分别通过端部滑轮座与所述升降滑槽滑动配合，所述导向架的两侧均安装有竖直向上的顶升油缸，两所述顶升油缸分别对称支撑在所述起重横梁的两端，通过所述顶升油缸带动所述起重横梁沿所述升降滑槽的槽向滑动。

优选地，所述承重固定横梁设置在所述导向架的顶部，所述吊臂上设有不少于两个呈竖向排列的固定孔,所述承重固定横梁上设有插孔，所述自动插销装置包括活动插设在所述插孔的插销，所述插销通过连接板连接有伸缩杆，所述伸缩杆用于带动所述插销伸入或退出所述固定孔。

优选地，所述重锤包括上部重锤和下部重锤，所述上部重锤和下部重锤可拆卸式连接，所述上部重锤和下部重锤的侧面均设有所述滑槽。

优选地，所述导向架包括固定支撑架和翻转导向架，所述固定支撑架固定安装在所述基础底座上，所述翻转导向架通过安装座铰接在所述基础底座上，所述翻转导向架垂直于所述基础底座时，所述固定支撑架支撑在所述翻转导向架一侧底部。

优选地，所述翻转导向架的两侧连接有翻转液压缸，两翻转液压缸的末端铰接在基础底座侧壁。

优选地，所述翻转导向架与固定支撑架的两侧均连接有钢丝绳。

优选地，所述基础底座包括可滑动式连接的上移动座以及下移动座，所述上移动座的两侧连接有升降支撑臂，所述下移动座的底部可滑动式连接有地面垫梁，所述下移动座与所述地面垫梁的相对位移方向垂直与所述上移动座与下移动座的相对位移方向。

优选地，所述升降支撑臂包括伸缩臂，所述伸缩臂的末端连接有升降臂，所述伸缩臂包括可伸缩式设置在所述上移动座两侧的伸缩梁以及安装在所述上移动座上的伸缩推杆，所述伸缩推杆的推杆端连接所述伸缩梁。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明一种高应变测桩设备在使用时，可以通过基础底座带动所述导向架移动，以实现带动高应变测桩设备转移至下一个转测点，无需再依赖超大型汽车吊行转移，对场地的适应性更强，可以降低转移成本；此外，本发明的导向架内侧设有滑轨，重锤的上升和下降通过滑轨和滑槽配合，可以确保重锤在上升和下降过程中不发生偏移，从而解决重锤升降使重锤下落偏心锤击问题。

附图说明

图1为本发明高应变测桩设备的结构示意图一；

图2为本发明高应变测桩设备的结构示意图二(无重锤)；

图3为本发明高应变测桩设备的结构示意图三(无钢丝绳)；

图4为本发明高应变测桩设备的升降支撑臂的结构示意图；

图5为本发明高应变测桩设备的自脱钳与重锤连接示意图；

图6为本发明高应变测桩设备的结构示意图四(无重锤)。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。

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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1-图6，本发明提供了一种高应变测桩设备，包括基础底座1、导向架2、自脱钳3以及重锤4，所述导向架2固定连接在所述基础底座1的上端，所述基础底座1用于带动所述导向架2移动，所述重锤4通过自脱钳3悬吊在所述导向架2内部，所述自脱钳3通过自动插销装置34可升降式连接在所述导向架2的承重固定横梁20上，所述导向架2内侧设有滑轨29，所述滑轨29与所述重锤4的滑槽43滑动配合。测试时，所述自动插销装置34将所述自脱钳3固定在合适的高度，所述自脱钳3 抓取所述重锤4，所述重锤4正对所述基础底座1的测桩孔10，所述测桩孔10对准待测的基桩的桩心，所述自脱钳3放开所述重锤4时，所述重锤4沿滑轨29下落，精准冲击基桩的桩心，测试完成后，所述基础底座1可带动所述导向架2远离该基桩或位移至下一检测点。

在本实施例中，所述自脱钳3包括起重横梁31、吊臂32以及吊钳33，所述吊钳33用于抓取所述重锤4。更详细的，所述吊钳33包括交叉铰接的第一夹臂332和第二夹臂333，所述第一夹臂332、第二夹臂333分别铰接有第一连杆334、第二连杆335，第一连杆334、第二连杆335的末端铰接在所述起重横梁31两侧的连杆安装座311上。所述第一夹臂332、第二夹臂333的末端弯曲，形成相互靠拢的夹子结构，所述第一夹臂332与第二夹臂333可相对转动，从而实现吊钳33的张开和合拢，所述第一夹臂332与第一连杆334、第二夹臂332与第二连杆335可相对转动，第一连杆334、第二连杆335 可绕所述连杆安装座331转动。所述吊臂32的底端连接所述第一夹臂332和第二夹臂333的铰接点331，所述吊臂32的顶端穿过所述起重横梁31的限位孔，并通过自动插销装置34连接所述承重固定横梁20，所述起重横梁31可升降式安装在所述导向架2上，所述起重横梁31升降以实现所述吊钳33张合。本申请中，所述导向架2为四面环绕的“回”字形钢架结构，可确保导向架2的结构稳定性高，所述承重固定横梁20固定连接在导向架2的顶端中部，所述导向架2的两侧均设有升降滑槽22，所述起重横梁 31的两端分别延伸入两所述升降滑槽22。所述起重横梁31的两侧分别连接有端部滑轮座36，并通过所述端部滑轮座36与所述升降滑槽22滑动配合，所述导向架2的两侧均安装有竖直向上的顶升油缸 35，两所述顶升油缸35分别对称支撑在所述起重横梁31的两端，通过所述顶升油缸35可带动所述起重横梁31沿所述升降滑槽22的槽向滑动。

当所述自动插销装置34固定所述吊臂32时，通过所述顶升油缸35的推杆伸缩可以带动所述起重横梁31升降，从而改变所述第一夹臂332与第一连杆334、第二夹臂332与第二连杆335之间的夹角，从而使得第一夹臂332与第二夹臂333可相对转动，可以实现控制吊钳33的张开或合拢，方便夹取或松开所述重锤4。

更详细的，所述承重固定横梁20上设有供吊臂32竖直通过的限位通孔，所述吊臂32上设有不少于两个呈竖向排列的固定孔321,所述固定孔321正前侧的所述承重固定横梁20上设有插孔201，所述自动插销装置34包括活动插设在所述插孔201的插销341，所述插销341用于与任一所述固定孔321 结合，以实现固定所述吊臂32，所述插销341通过连接板342连接有伸缩杆343，所述伸缩杆343可以选择气缸、油缸或电动推杆，本申请优选为油缸，所述伸缩杆343用于带动所述插销341伸入或退出所述固定孔321。通过伸缩杆343控制所述插销341与不同高度的固定孔321结合，可以实现将所述吊臂 32控制在不同的高度，从而实现改变所述吊钳33高度，以实现调整吊锤4下落高度，满足各种基桩的测试需求。

此外，所述重锤4包括上部重锤41和下部重锤42，所述上部重锤41和下部重锤42采用螺栓可拆卸式连接，所述下部重锤42可设置为不同的重量，通过更换不同重量的下部重锤42与上部重锤41连接，可以实现改变所述重锤4的整体重量，可以提高所述重锤4的适用性，还可以方便运输，降低设备的成本，所述上部重锤41的顶端设有方便自脱钳3抓取的吊耳，所述上部重锤41和下部重锤42的侧面均设有所述滑槽43，所述滑槽43与所述滑轨29相适配，所述滑轨29的末端延伸至所述测桩孔10。

在本实施例中，所述导向架2包括固定支撑架21和翻转导向架22，所述固定支撑架21固定安装在所述基础底座1上，所述翻转导向架22通过安装座23铰接在所述基础底座1上，所述翻转导向架4 呈L形结构，所述翻转导向架22垂直于所述基础底座1时，所述固定支撑架21支撑在所述翻转导向架 22一侧底部。所述翻转导向架22上设有连接子座221，所述连接子座221至少设有1个，设置在所述翻转导向架22与所述固定支撑架21连接处，所述固定支撑架21上设有与所述连接子座221相配合的连接母座211，所述连接子座221与连接母座211通过锁紧轴25锁定。

当所述翻转导向架22翻转并承载在所述固定支撑架21上方时，所述连接子座221与连接母座211 配合，所述锁紧轴25的一端通过连接头26连接有液压缸27，所述液压缸27为油缸，所述液压缸27 通过固定座安装在所述连接母座211的一侧，所述液压缸27的推杆伸长可推动所述锁紧轴25插入所述连接子座221与连接母座211的连接孔，实现锁紧所述连接子座221与连接母座211。

为了提高所述翻转导向架22的翻转稳定性，所述翻转导向架22的两侧连接有翻转液压缸24，两翻转液压缸24的末端铰接在基础底座1侧壁。所述翻转液压缸24的两端分别通过液压缸安装座连接所述翻转导向架22、基础底座1，所述翻转液压缸24可相对所述基础底座1转动，当所述翻转导向架22 向所述基础底座1侧翻转时，所述翻转液压缸24可随所述翻转导向架22翻转而同步翻转，在翻转过程中，所述翻转液压缸24的推杆收缩；当所述翻转导向架22向所述固定支撑架21侧翻转时，所述翻转液压缸24可随所述翻转导向架22翻转而同步翻转，在翻转过程中，所述翻转液压缸24的推杆伸长，从所述翻转导向架24的两侧施加推力，有利于所述翻转导向架24平稳翻转。在本实施例中，所述翻转液压缸24优选为油缸。

此外，在作为本实施例的优选方案，所述翻转导向架22与固定支撑架21的两侧均连接有钢丝绳 28，当所述翻转导向架22翻转远离所述固定支撑架21时，所述固定支撑架2通过所述钢丝绳28拉紧所述翻转导向架22，且两所述翻转液压缸24支撑在所述翻转导向架22的两侧，防止所述翻转导向架 22压坏所述基础底座1。

更详细的，所述基础底座1包括可滑动式连接的上移动座11以及下移动座12，所述上移动座11 的两侧连接有升降支撑臂13，所述下移动座12的底部可滑动式连接有地面垫梁14，所述下移动座12 与所述地面垫梁14的相对位移方向垂直与所述上移动座11与下移动座12的相对位移方向。所述上移动座11与下移动座12之间、下移动座12与所述地面垫梁14之间均通过限位导向块15连接，所述上移动座11以及下移动座12均采用内部中空的框架结构，所述下移动座12的前后两端均连接有所述地面垫梁14。所述限位导向块15可为“L”形板结构、“[”形板结构或“E”形板结构，连接在所述上移动座11与下移动座12、下移动座12与所述地面垫梁14的内外两侧，且所述上移动座11与下移动座12还连接有Y轴自动推杆17，下移动座12与所述地面垫梁14还连接有X轴自动推杆16，在所述X 轴自动推杆16的作用力下，所述地面垫梁14、下移动座12可实现自动相对滑动；在所述Y轴自动推杆17的作用力下，所述上移动座11与下移动座12可实现自动相对滑动。

所述升降支撑臂13包括伸缩臂131，所述伸缩臂131的末端连接有升降臂132，所述升降臂132 采用竖直向下设置的油缸，所述升降臂132的底部可连接有垫块，所述伸缩臂131包括可伸缩式设置在所述上移动座11两侧的伸缩梁1311以及安装在所述上移动座11上的伸缩推杆1312，所述伸缩推杆1312 的推杆端连接所述伸缩梁1311，所述伸缩推杆1312可选择气缸、油缸或伸缩推杆，本实施例优选为油缸。所述伸缩推杆1312用于控制所述伸缩梁1311伸缩，通过所述伸缩梁1311可以调节所述升降支撑臂13与下移动座12之间的距离，从而使该测桩设备可以满足不同尺寸的基坑的工程桩承载力检测需求。

所述的用于高应变测桩自移位通用平台向右移动时，所述升降臂132向上收缩，使所述地面垫梁 14与地面接触，底座承压在地面上，所述X轴自动推杆16伸长，推动所述下移动座12、上移动座11 同步沿X轴方向向右移动，待所述下移动座12移动停止后，所述升降臂132向下伸长，将所述底座托高，此时，所述地面垫梁14离地，X轴自动推杆16收缩并拉动所述地面垫梁14向所述下移动座12位移方向移动，重复此动作，可使所述通用平台自动向右移位；

所述的用于高应变测桩自移位通用平台向左移动时，所述升降臂132向下伸长，将所述底座托高，此时，所述地面垫梁14离地，所述X轴自动推杆16伸长，推动所述地面垫梁14沿X轴方向向左移动，所述地面垫梁14移动停止后，所述升降臂132向上收缩，使所述地面垫梁14与地面接触，底座承压在地面上，X轴自动推杆16收缩并拉动所述下移动座12、上移动座11同步沿X轴方向向左移动，重复此动作，可使所述通用平台自动向左移位；

所述的用于高应变测桩自移位通用平台向前移动时，所述升降臂132向上收缩，使所述地面垫梁 14与地面接触，底座承压在地面上，所述Y轴自动推杆17伸长，并推动所述上移动座11沿Y轴方向向前移动，待上移动座11移动停止后，所述升降臂132向下伸长，使所述地面垫梁14离地，所述Y 轴自动推杆17收缩，拉动所述下移动座12向所述上移动座11位移方向移动，重复此动作，可使所述通用平台自动向前移位；

所述的用于高应变测桩自移位通用平台向后移动时，所述升降臂132向下伸长，使所述地面垫梁 14离地，所述Y轴自动推杆17伸长，推动所述下移动座12沿Y轴方向向后移动，待下移动座12移动停止后，所述升降臂132向上收缩，使所述地面垫梁14与地面接触，底座承压在地面上，所述Y轴自动推杆17收缩，拉动所述上移动座11向所述下移动座12位移方向移动，重复此动作，可使所述通用平台自动向后移位；

所述的用于高应变测桩自移位通用平台换向时，所述地面垫梁14与地面接触，底座承压在地面上，设置在所述下移动座12前侧的X轴自动推杆16推动所述下移动座12、上移动座11同步沿X轴方向向左移动后，设置在所述下移动座12后侧的X轴自动推杆16带动所述下移动座12、上移动座11同步沿 X轴方向向右移动，反之，设置在所述下移动座12前侧的X轴自动推杆16推动所述下移动座12、上移动座11同步沿X轴方向向右移动后，设置在所述下移动座12后侧的X轴自动推杆16带动所述下移动座12、上移动座11同步沿X轴方向向左移动，亦然，重复此动作，可使所述通用平台完成360度转弯或改变方向。

本发明一种高应变测桩设备在使用时，可以通过基础底座带动所述导向架移动，以实现带动高应变测桩设备转移至下一个转测点，无需再依赖超大型汽车吊行转移，对场地的适应性更强，可以降低转移成本；此外，本发明的导向架内侧设有滑轨，重锤的上升和下降通过滑轨和滑槽配合，可以确保重锤在上升和下降过程中不发生偏移，从而解决重锤升降使重锤下落偏心锤击问题。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。