专利名称：一种用于自平衡试桩法的位移采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于桩承载力自平衡测试中荷载箱顶、底板位移的测试采集
装置。
背景技术：
目前，桩承载力自平衡测试中荷载箱顶、底板位移的量测主要有两种方法。 一、位 移钢筋法，该法安装麻烦，误差较大，且由于位移钢筋被置于护管当中，护管就不可能再作 为声测管使用；二、位移钢丝绳法，该法须同时控制两根钢丝绳，操作复杂，采用接触式传感 器易受外部环境影响。
发明内容针对现有自平衡试桩法位移采集装置存在的不足，本实用新型提供一种位移采集 装置，该装置不仅安装方便，操作简单，而且测量精确，不易受外部环境干扰。 本实用新型采用以下技术解决方案 —种用于自平衡试桩法的位移采集装置包括基准梁、横梁、光栅传感器、悬挂固定 板、重锤、钢丝绳及弹卡装置，横梁架设在基准梁上，悬挂固定板安装在横梁上，光栅传感器 安装在悬挂固定板上，钢丝绳绕在光栅传感器的绳轮上，一端连接重锤，另一端连接弹卡装置。 使用时，弹卡装置下入护管内并沿其内壁向下滑动，到达荷载箱部位时，便会卡在
荷载箱的顶板上或底板上，由于钢丝绳另一端系有重锤，保证钢丝绳处于绷直状态，重锤的
重量需要根据弹卡装置来选择。这样，荷载箱顶板的上位移或底板的下位移便会传递给钢 丝绳。钢丝绳绕在光栅传感器的绳轮上，钢丝绳上下移动时，便会带动相应的光栅传感器主
光栅作顺时针或逆时针转动。实现直线位移向角位移的转换。再利用光电接收元件，将角 位移转换成脉冲信号传至计算机中，计算机根据接受脉冲信号的个数、光栅刻线密度和已 知绳轮的直径，就可计算出荷载箱顶、底板相应的上下位移。 本实用新型的有益效果是 本实用新型采用将荷载箱顶、底板的上下直线位移一光栅传感器主光栅的角位移 —脉冲信号的思路对荷载箱顶、底板位移进行实时测量。具有安装方便、测量准确、操作简 单及可靠性高等特点。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图 图2是本实用新型中弹卡装置的I-I剖视图 图3是本实用新型中光栅传感器的结构示意图 图1中，l.基准梁，2.光栅传感器，3.横梁，4.悬挂固定板，5.重锤，6.钢丝绳，7.弹卡装置； 图2中，8.钢丝绳孔，9.套头，IO.扭转弹簧，ll.外管，12.内管，13.弹卡片，14.弹卡销。 图3中，5.重锤，6.钢丝绳，7.弹卡装置，15.光源，16.凸透镜，17.主光栅，18.指 示光栅，19.光电接收元件，20.绳轮；
具体实施方式如图l所示，本实用新型由基准梁(1)、光栅传感器(2)、横梁(3)、悬挂固定板
(4) 、重锤(5)、钢丝绳(6)、弹卡装置(7)组成，基准梁(1)可采用工字钢，自平衡试桩前将 基准梁(1)固定在将要测试桩的上方，横梁(3)可由铝合金材料制成，架设在基准梁(1) 上，悬挂固定板(4)固定在横梁(3)上，光栅传感器(2)安装在悬挂固定板(4)上，钢丝绳
(6) 绕在光栅传感器(2)的绳轮(20)上，其一端连接重锤(5)，另一端连接弹卡装置(7)。 在图2所示实施例中，弹卡装置(7)由套头(9)、扭转弹簧(10)、外管(H)、内管 (12)、弹卡片(13)组成。套头(9)上留有钢丝绳孔(S)，套头(9)与外管(11)为螺纹连接， 扭转弹簧(10)和弹卡片(13)安装在内管(12)中，有两个弹卡片(13)通过弹卡销(14)固 定在内管(12)上。 自平衡试桩开始时，将钢丝绳(6)通过钢丝绳孔(8)穿入套头(9)内，经打结与弹 卡装置(7)连接在一起。弹卡装置(7)下入护管内，由于护管直径小于其本身有效直径，使 得两弹卡片(13)不能完全张开，扭转弹簧(10)被压縮。在钢丝绳(6)的牵引下，弹卡装置
(7) 可以顺利沿护管内壁向下滑动，一旦弹卡装置(7)到达荷载箱部位时，护管直径变大。 这样，在扭转弹簧(10)张力作用下，两弹卡片(13)继续向外张开，使其两翼贴附在护管直 径发生变化的台阶处，从而与荷载箱顶、底板连成一整体。钢丝绳(6)的另一端系一重锤
(5) ，保证在测试过程中钢丝绳(6)始终处于绷直状态，重锤(5)的重量需要根据弹卡装置 (7)来选择。然后，从桩顶通过油泵向荷载箱内腔泵液压油，在液压油的作用下，顶、底板被 推开分别向上向下移动。由于弹卡装置(7)已固定在顶、底板上，因此会与其一块移动，实 现位移的转换。试桩结束时，在地面我们可以对钢丝绳(6)施加一向上的拉力，因为两弹卡 片(13)下部为一斜面，当拉力带动弹卡装置(7)的外管(11)相对内管(12)向上移动时， 便会挤压两弹卡片(13)，使扭转弹簧(10)再一次捲紧，两弹卡片(13)收回去，但重锤(5) 本身重量不至于使扭转弹簧(10)捲紧。我们便可以把弹卡装置(7)慢慢提到地面，备下一 次试桩之用。 在图3所示实施例中，光栅传感器(2)由光源(15)、凸透镜(16)、主光栅(17)、指 示光栅(18)、光电接收元件(19)和绳轮(20)组成。光源(15)放在凸透镜(16)的焦面上， 光线经凸透镜(16)成平行光投向主光栅(17)。绳轮(20)固定在主光栅(17)上。钢丝绳
(6) 绕在光栅传感器(2)的绳轮(20)上，荷载箱顶、底板上下移动时带动钢丝绳(6)上下移 动，这样便会带动相应的主光栅(17)作顺时针或逆时针转动。实现直线位移向角位移的转 换。主光栅(17)相对指示光栅(18)作旋转运动，两者在平行光照射下形成莫尔条纹。光 电接收元件(19)把形成莫尔条纹的明暗强弱变化转换为成比例的脉冲信号输出，并传至 给计算机。计算机根据接受脉冲信号的个数、光栅刻线密度和已知绳轮(20)的直径，就可 计算出荷载箱顶、底板相应的上下位移。
权利要求一种用于自平衡试桩法的位移采集装置，其特征在于，包括基准梁、横梁、光栅传感器、悬挂固定板、重锤、钢丝绳及弹卡装置，横梁架设在基准梁上，悬挂固定板安装在横梁上，光栅传感器安装在悬挂固定板上，钢丝绳绕在光栅传感器绳轮上，一端连接重锤，另一端连接弹卡装置。
2. 根据权利要求1所述的一种用于自平衡试桩法的位移采集装置，其特征在于，所述 弹卡装置由套头、扭转弹簧、外管、内管、弹卡片组成，套头上留有钢丝绳孔，套头与外管为 螺纹连接，扭转弹簧和弹卡片安装在内管中，有两个弹卡片通过弹卡销固定在内管上。
3. 根据权利要求1所述的一种用于自平衡试桩法的位移采集装置，其特征在于，所述 光栅传感器由光源、凸透镜、主光栅、指示光栅、光电接收元件和绳轮组成，光源放在凸透镜 的焦面上，绳轮固定在主光栅上。
专利摘要一种用于自平衡试桩法的位移采集装置。它包括基准梁、横梁、光栅传感器、悬挂固定板、重锤、钢丝绳及弹卡装置。横梁架设在基准梁上，悬挂固定板安装在横梁上，光栅传感器安装在悬挂固定板上，钢丝绳绕在光栅传感器绳轮上，一端连接重锤，另一端连接弹卡装置。利用弹卡装置将荷载箱顶、底板的上下位移→钢丝绳的上下位移，利用绳轮将钢丝绳的上下位移→光栅传感器主光栅的角位移，利用光电接收元件将主光栅的角位移→脉冲信号传至计算机中，计算机根据接受脉冲信号个数、光栅刻线密度和绳轮直径，就可计算出荷载箱顶、底板的上下位移。该装置具有安装方便、测量精度高、操作简单等特点。本装置适用于测量自平衡试桩法中荷载箱顶、底板位移的测量。
文档编号G01B11/02GK201463838SQ20092008602
公开日2010年5月12日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者刘锦洲, 葛云峰, 霍少磊, 黄生根 申请人:葛云峰;黄生根;霍少磊
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