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专利号: 2022105070039
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种伞状张合型分段式低应变完整性测试装置,包括固定支撑板(12)和顶部杆件(1),其特征在于,还包括支撑柱(13)、滑动支撑板(4)、铰接支架(2)、安置平台(3)、钢管(17)、调节柱体(14)、无线蓝牙激振盒(7)、无线蓝牙拾振盒(8)和数据处理装置;

所述固定支撑板(12)水平的设置,其尺寸小于预制管桩(10)的孔径,其下端面的外缘周向均匀的固定连接有四个上铰接座;

所述顶部杆件(1)的下端垂直的固定连接在固定支撑板(12)上端的中心区域;所述支撑柱(13)的上端垂直的固定连接在固定支撑板(12)下端的中心区域;

所述滑动支撑板(4)水平的设置在支撑柱(13)的下方,其边缘上对应四个上铰接座的固定连接有四个下铰接座,其中心开设有贯穿厚度方向的导向孔;

所述铰接支架(2)的数量为四组,且周向均匀的分布在支撑柱(13)的外围;每组铰接支架(2)均由外支撑杆(15)和内支撑杆(16)组成,且外支撑杆(15)的上端与对应的上铰接座铰接,内支撑杆(16)的上端与外支撑杆(15)的中部铰接,内支撑杆(16)的下端与对应的下铰接座铰接;

所述安置平台(3)的数量为四个,且分别对应的设置在四组铰接支架(2)的下端外侧,且靠近支撑柱(13)的一侧均与对应的外支撑杆(15)的下端铰接;

所述钢管(17)的上端垂直的与滑动支撑板(4)下端的中心区域固定连接;

所述调节柱体(14)为阶梯柱状结构,其由上到下依次为小径柱体段(18)、中径柱体段(19)和大径柱体段(20);所述中径柱体段(19)的外径与钢管(17)的内径相适配,且滑动的插装于钢管(17)的内部,并与钢管(17)之间密封配合;所述小径柱体段(18)的上端滑动的穿过滑动支撑板(4)上的导向孔后垂直的与支撑柱(13)的下端中心固定连接,且小径柱体段(18)与导向孔之间滑动密封配合;调节柱体(14)、钢管(17)和滑动支撑板(4)形成液压缸(5),且小径柱体段(18)、钢管(17)、滑动支撑板(4)、小径柱体段(18)和中径柱体段(19)之间的阶梯面形成液压缸(5)的有杆腔(21);在钢管(17)管身的上部开设有连通有杆腔(21)与外部空间的油口;

所述无线蓝牙激振盒(7)和无线蓝牙拾振盒(8)分别安装在相邻的两个安置平台(3)上,所述无线蓝牙激振盒(7)由电子激振器(7a)、蓝牙接收器(7b)和防水外壳A(7c)组成,所述电子激振器(7a)和蓝牙接收器(7b)电性连接,且二者均安装在防水外壳A(7c)的内部;所述无线蓝牙拾振盒(8)由电子拾振器(8a)、蓝牙发射器(8b)和防水外壳B(8c)组成,所述电子拾振器(8a)和蓝牙发射器(8b)电性连接,且二者均安装在防水外壳B(8c)的内部;

所述数据处理装置连接有无线通信模块,并通过无线通信模块分别与蓝牙接收器(7b)和蓝牙发射器(8b)连接。

2.根据权利要求1所述的一种伞状张合型分段式低应变完整性测试装置,其特征在于,还包括发动机(23)、液压泵(22)和液压箱(11),所述数据处理装置还与发动机(23)连接,所述发动机(23)与液压泵(22)同轴的连接,液压泵(22)的一个油口通过高压管路一(6)与液压箱(11)连接,其另一个油口通过高压管路二(24)与钢管(17)管身上的油口连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种伞状张合型分段式低应变完整性测试装置,其特征在于,还包括环状高聚物振动缓冲装置(9),所述环状高聚物振动缓冲装置(9)的孔径不小于预制管桩(10)的孔径,且同轴地安装在预制管桩(10)的顶部。

4.根据权利要求3所述的一种伞状张合型分段式低应变完整性测试装置,其特征在于,所述数据处理装置为工业计算机。

5.一种伞状张合型分段式低应变完整性测试方法,包括如权利要求1至4任一项所述的一种伞状张合型分段式低应变完整性测试装置,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:先使伞状张合型分段式低应变完整性测试装置竖向的设置在预制管桩(10)的顶部,再利用位于地面上的数据处理装置控制发动机(23)动作,通过驱动液压泵(22)工作来向液压缸(5)的有杆腔(21)进行加压,使四个铰接支架(2)呈伞状打开,直至四个安置平台(3)张开的尺寸略大于预制管桩(11)的孔径,并确保四个安置平台(3)稳定的搭置于预制管桩(10)的顶部;

步骤二:利用数据处理装置控制无线蓝牙激振盒(7)施加瞬态激振;同时,通过无线蓝牙拾振盒(8)接受反射波,并发送给数据处理装置;数据处理装置在接收到反射波后判断桩身的完整性情况,若没有缺陷段则继续进行步骤三,若检测到缺陷则判定为当前预制管桩(10)为缺陷桩,并通过报警装置进行缺陷报警或通过显示屏幕进行缺陷结果显示,然后结束测试过程,并回收伞状张合型分段式低应变完整性测试装置;

步骤三:先通过数据处理装置控制发动机(23)动作,通过驱动液压泵(22)工作来对液压缸(5)的有杆腔(21)进行卸压,使铰接支架(2)带动四个安置平台(3)向内收缩,使伞状张合型分段式低应变完整性测试装置恢复到闭合的状态;然后,将环状高聚物振动缓冲装置(9)同轴地安装在预制管桩(11)的顶部,再将闭合的伞状张合型分段式低应变完整性测试装置通过环状高聚物振动缓冲装置(9)伸入到预制管桩(11)的内部,当较上一次测量位置下降10m后停止;

步骤四:利用数据处理装置控制发动机(23)动作,通过驱动液压泵(22)工作来向液压缸(5)的有杆腔(21)进行加压,使四个铰接支架(2)呈伞状打开,直至四个安置平台(3)张开的尺寸与预制管桩(11)的孔径相适配,并确保四个安置平台(3)的外缘稳固的抵在预制管桩(11)的内壁上,以将伞状张合型分段式低应变完整性测试装置进行可靠的固定;

步骤五:利用数据处理装置控制无线蓝牙激振盒(7)施加瞬态激振;同时,通过无线蓝牙拾振盒(8)接受反射波,并发送给数据处理装置;数据处理装置在接收到反射判断桩身的完整性情况,若没有缺陷则继续进行步骤六,若检测到缺陷则判定为当前预制管桩(10)为缺陷桩,并通过报警装置进行缺陷报警或通过显示屏幕进行缺陷结果显示,然后结束测试过程;

步骤六:先通过数据处理装置控制发动机(23)动作,通过驱动液压泵(22)工作来对液压缸(5)的有杆腔(21)进行卸压,使铰接支架(2)带动四个安置平台(3)向内收缩,使伞状张合型分段式低应变完整性测试装置恢复到闭合的状态;然后,再次将闭合的伞状张合型分段式低应变完整性测试装置通过环状高聚物振动缓冲装置(9)伸入到预制管桩(11)的内部,当较上一次测量位置下降10m后停止;

步骤七:依次重复执行步骤四至步骤六,直至完成整桩的完整性情况测试过程。

6.根据权利要求5所述的一种伞状张合型分段式低应变完整性测试装置,其特征在于,在步骤一、步骤三、步骤四和步骤六中,通过高压管路二(24)连接的压力表来获得有杆腔内部的压力信号,并实时发送给数据处理装置,数据处理装置根据压力信号获得压力值,并在压力值达到设定值时控制发动机(23)停止动作。