[发明专利]双伞式预应力管桩分段静荷载试验方法及装置

权利要求书

1. 双伞式预应力管桩分段静荷载试验装置，其特征在于静荷载装置分为三种，静荷载装置一包括一个千斤顶、设置在千斤顶上下两端的伞状撑架、控制伞状撑架开合的滑块；千斤顶上下两端分别焊接有钢管，通过钢管安装着一个伞状撑架；伞状撑架由四个互相呈90度分布的铰接支架组成；其中一根支架与千斤顶铰接，另一根支架与钢管上的滑块铰接，同时这两根支架又相互铰接；滑块与钢管组成的液压缸可以收缩伸张，从而带动滑块上下滑动进而控制伞状撑架的张合；千斤顶液压管与千斤顶上的进压油嘴连接；

静荷载装置二是在静荷载装置一的基础上增加一个伞状撑架，同时将静荷载装置一中的千斤顶替换为穿心式千斤顶，即静荷载装置二包括穿心式千斤顶、设置在穿心式千斤顶顶端、底端以及拉杆末端的伞状撑架、控制伞状撑架开合的滑块；滑块和钢管组成液压缸；

静荷载装置三包括穿心式千斤顶、设置在穿心式千斤顶底端承脚的伞状撑架、控制伞状撑架开合的滑块；穿心式千斤顶顶端设置有工具锚，穿心式千斤顶的底端拉杆连接着伞状撑架；

所述的静荷载装置一、静荷载装置二、静荷载装置三上的所有伞状撑架最初都是闭合的。

2.双伞式预应力管桩分段静荷载试验方法，其特征在于具体包括如下步骤：

步骤1、将静荷载装置一通过钢管放到第N-1节预应力管桩和第N节预应力管桩的连接处，此时荷载加载装置中的伞状撑架和伞状撑架是闭合的；

步骤2、对液压缸加压，液压缸伸张推动滑块运动从而带动伞状撑架张开；

步骤3、接着通过千斤顶液压管给千斤顶加压使得千斤顶伸张，从而使上下两个伞状撑架分别撑着第N-1节预应力管桩的底部和第N节预应力管桩的顶部；千斤顶下方的伞状撑架通过与第N节预应力管桩的顶面接触给第N节预应力管桩向下的静载荷力，同时千斤顶上方的伞状撑架与第N-1节预应力管桩的底面接触从而提供静载荷反力，这个静载荷反力来源于第一节预应力管桩、第二节预应力管桩、……、第N-1节预应力管桩与桩侧土的侧摩阻力；第N节预应力管桩的桩顶位移由连接在桩顶的位移杆测得，从而得到第N节预应力管桩桩顶荷载位移关系；

步骤4、重复步骤1-步骤3，对第N-1节预应力管桩进行试验；试验时，只需把荷载加载装置提升到第N-2节预应力管桩和第N-1节预应力管桩的连接处；以此类推，对第二节预应力管桩以下的管桩进行试验；

步骤5、对第二节预应力管桩进行试验，取出静荷载装置一，用静荷载装置二对第二节预应力管桩进行试验；

5-1. 通过钢管将静荷载装置二放置到第一节预应力管桩和第二节预应力管桩的连接处，此时静荷载装置二中的设置在穿心式千斤顶下方拉杆末端的伞状撑架处于第N-1节预应力管桩和第N节预应力管桩的连接处；

5-2. 通过伞状撑架液压管加压，使静荷载装置二中上端承顶的伞状撑架和底端承脚的伞状撑架以及拉杆末端安装的伞状撑架张开；

5-3. 通过千斤顶液压管给穿心式千斤顶加压，上端承顶的伞状撑架和底端承脚的伞状撑架分别支撑第一节预应力管桩的底部和第二节预应力管桩顶部，同时拉杆末端的伞状撑架也撑着第N-1节预应力管桩的底部；如此静载荷反力就由第一节预应力管桩的侧摩阻力和第N-1节预应力管桩的侧摩阻力提供；

步骤6、对第一节预应力管桩进行试验，取出静荷载装置二，用静荷载装置三对第一节预应力管桩进行试验；

6-1. 穿心式千斤顶底端承脚连接着一个伞状撑架，穿心式千斤顶拉杆末端连接的伞状撑架处在第N-1节预应力管桩和第N节预应力管桩的连接处；

6-2.先通过伞状撑架液压管给液压缸加载，液压缸推动滑块从而使伞状撑架张开；

6-3.通过千斤顶液压管给穿心式千斤顶加压，穿心式千斤顶底端承脚的伞状支架给第一节预应力管桩桩顶施加荷载，同时伞状撑架撑住第N-1节预应力管桩底部，并通过钢桩连接到工具锚从而提供静载荷反力。

3.如权利要求2所述的双伞式预应力管桩分段静荷载试验方法，其特征在于预应力管桩分为N节，相邻的每节预应力管桩之间通过套筒连接；套筒包括外套筒和内套筒，外套筒套在内套筒上，外套筒和内套筒的半径相匹配，能够相互配合滑动；内套筒的半径比预应力管桩的内径大，内套筒和预应力管桩的内径差使得每节预应力管桩顶、桩底有部分暴露出来；

相邻的上节预应力管桩底部通过桩头钢环焊接着外套筒，相邻的下节预应力管桩顶部通过桩头钢环焊接着内套筒，外套筒和内套筒套在一起能够保证上下两根预应力管桩能够传递作用力，受力时又能分开从而留出一定的空间来进行后面的试验；

所述相邻的上节预应力管桩底端焊接着的外套筒的侧壁上开有一个条形凹槽，相应的下节预应力管桩顶端焊接的内套筒上焊接有锚钉，锚钉能够在条形凹槽内滑动，防止上节预应力管桩和下节预应力管桩脱节。