一种预应力管桩桩端承载力测试设备的制作方法

1.本发明涉及预应力管桩检测技术领域，具体为一种预应力管桩桩端承载力测试设备。


背景技术：

2.预应力混凝土管桩能承受较大荷载，坚固耐久；成桩速度快，因此得以成为广泛应用的桩型之一。预应力混凝土管桩可分为后张法预应力管桩和先张法预应力管桩。先张法预应力管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型法制成的一种空心筒体细长混凝土预制构件，主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成；
3.在预应力管桩打桩完成后，往往需要进行桩端承载力的测试，静载荷试验是指按桩的使用功能，分别在桩顶逐级施加轴向压力、轴向上拔力或在桩基承台底面标高一致处施加水平力，观测桩的相应检测点随时间产生的沉降、上拔位移或水平位移，根据荷载与位移的关系(即q～s曲线)判定相应的单桩竖向抗压承载力、单桩竖向抗拔承载力或单桩水平承载力的试验方法。常用的桩基静载荷测试方法有三种：堆载法、锚桩法和自平衡法，自平衡法把试桩分成上下两端，是利用上段桩侧阻和下段桩侧阻与端阻的自相平衡的一种测桩法，它避免了庞大的反力装置，装置较为简单；
4.自平衡法利用荷载箱进行检测，但荷载箱属于一次性设备，使用完毕后不能取出；同时被实验的桩体不能在后续建设过程中作为工程桩使用，只能作为试验桩，承载力静载检测操作结束后，就会被废弃，成本较高，为此，我们提出一种预应力管桩桩端承载力测试设备。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种预应力管桩桩端承载力测试设备，荷载箱可以重复使用，同时试桩的缝隙被填补，可继续作为工程桩使用，降低了成本，可以有效解决背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种预应力管桩桩端承载力测试设备，包括上侧预应力管桩、端头预应力管桩、荷载箱、伸缩定位机构、支撑台和注料机构；
7.上侧预应力管桩：为多根轴向分布的预应力管桩，每根预应力管桩的两端均固定有螺纹端盘，相邻的预应力管桩端部的螺纹端盘通过螺栓和端头螺母进行连接，最下侧的预应力管桩下端的螺纹端盘上固定有上座板，所述上座板的内环边缘向上弯折延伸，其顶端侧壁设有插孔，所述上座板的水平部分设有轴孔，该轴孔内设有导向杆，所述导向杆平行于预应力管桩的中心线；
8.端头预应力管桩：顶端的螺纹端盘上固定有下座板，所述下座板的边缘位置设有与导向杆对应的导向孔，所述下座板的中部上侧为承载面；
9.荷载箱：下端卡在下座板的承载面上；
10.伸缩定位机构：下侧的活动端与荷载箱的顶部连接，且伸缩定位机构与上座板顶
端侧壁的插孔插接配合；
11.支撑台：设在上侧预应力管桩两侧的地面上，所述支撑台的顶部设有水平的基准梁，所述基准梁的底部设有滑轮，所述滑轮上侧绕有测量绳，所述测量绳的内侧端与下座板固定相连，所述测量绳的上端固定有测试位移架，所述基准梁底部安装有竖向测量的百分表，所述百分表的量杆与测试位移架固定相连；
12.注料机构：设在伸缩定位机构和荷载箱之间，所述注料机构与压缩方向与荷载箱的形变方向相同，所述注料机构的出料口对应上座板和下座板的间隙处；
13.其中：还包括外置处理器和油泵，所述外置处理器和油泵设在地面上，所述外置处理器的输入端与百分表的输出端电连接，所述油泵的出油口通过油管与荷载箱的接口连接。
14.进一步的，所述伸缩定位机构包括四根等长的槽钢，相邻槽钢的首尾通过转轴转动连接形成菱形架，左右两侧的转轴端为插入端，插入端对应上座板顶端侧壁的插孔，下侧的两根槽钢通过其上的转轴与荷载箱的顶端转动连接，上侧的两根槽钢通过其上的转轴与安装座转动连接，所述安装座的顶端固定有顶杆，所述顶杆的顶端延伸至最上侧的预应力管桩的外侧。通过菱形架的折叠实现与插孔的插接和分离，插入端进入插孔后实现与上座板的连接，能够为荷载箱提供反向作用力，从而测得桩端的承载力，菱形架的折叠可通过其自重和顶杆在地面上进行控制，使用方便；
15.进一步的，所述伸缩定位机构包括立座、横向杆、端帽、复位弹簧、拉绳和导线座，所述立座固定在荷载箱的顶端，且与上座板顶端侧壁的插孔一一对应，所述立座的顶端的轴孔内滑动连接有横向杆，所述横向杆的内侧端固定有端帽，所述横向杆的中部套接有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别与端帽和立座固定相连，所述荷载箱的顶部固定有导线座，所述端帽与拉绳的一端固定相连，所有拉绳的另一端穿过导线座后延伸至最上侧的预应力管桩的外侧。横向杆的滑动实现与插孔的插接和分离，通过拉绳能够控制横向的分离，放置到预应力管桩内后，通过复位弹簧的弹力实现横向杆的复位和插接，使用完毕后能够取出，实现了荷载箱的重复使用；
16.进一步的，所述伸缩定位机构包括双向电动伸缩杆、插接端头和导向轮，所述双向电动伸缩杆的中部固定有伸缩杆安装座，所述伸缩杆安装座与荷载箱的顶部固定相连，所述双向电动伸缩杆的伸缩臂上固定有插接端头，所述插接端头与上座板顶端侧壁的插孔一一对应，所述荷载箱的顶部侧壁上设有上下相对的导向轮，所述导向轮与插接端头的横向平面滚动接触。通过双向电动伸缩杆带动插接端头进行横向移动，实现插接端头与插孔的配合，通过导向轮对插接端头滚动支撑，保证横向位移的稳定性；
17.进一步的，所述下座板整体呈圆环状，所述下座板的内径小于上座板的内径，所述下座板中部上侧面的承载面上设有与荷载箱底部形状相匹配的凹陷。下座板起到对荷载箱支撑的作用。
18.进一步的，所述下座板的中部上侧固定有内套环，所述内套环向上延伸至上座板上侧延伸部分的内腔，且内套环的外侧的圆周面贴合上座板上侧延伸部分的内侧圆周面，所述内套环上以内套环的中心线为轴线等角度分布有连接槽，所述连接套延伸至与上座板和下座板间隙对应的位置。下座板上设置内环套，实现上侧预应力管桩和端头预应力管桩具有轴向的重叠部分，上侧预应力管桩和端头预应力管桩产生相对位移时，能够提供支撑，
对抗整体的剪力，不需要荷载箱的埋入，保证荷载箱的重复使用；
19.进一步的，所述荷载箱包括顶板、底板、千斤顶和伸缩杆，所述顶板和底板上下对应，所述伸缩杆沿预应力管桩的轴向设置，所述伸缩杆的活动臂与顶板固定相连，所述伸缩杆的固定端与底板固定相连，所述顶板和底板之间呈环状分布有千斤顶，所述千斤顶的伸缩方向沿着预应力管桩的轴向。荷载箱通过外部的油管控制千斤顶的伸缩，从而对上侧预应力管桩和端头预应力管桩施加相反的力，以自身的承载能力作为加载反力，实现自我加载，节省空间，同时方便安装。
20.进一步的，所述注料机构包括上端板、下端板、容纳囊、导流管和电动伸缩杆，所述容纳囊的两端分别固定有上端板和下端板，所述上端板处在伸缩定位机构的下方，所述荷载箱的顶端固定有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的方向与预应力管桩的轴向平行，所述电动伸缩杆的伸缩臂与下端板固定相连，所述容纳囊的出料口上设有导流管，所述导流管的出口延伸至上座板和下座板的间隙处。上侧预应力管桩和端头预应力管桩因承载力测试产生相对位移后，通过将容纳囊内的混凝土挤出，填充两者产生的间隙，同样能够保证测试后的预应力管桩的强度，测试结束后，混凝土硬结，与上两侧的上侧预应力管桩和端头预应力管桩组成整体，可作为工程桩继续使用，降低了工程的成本。
21.进一步的，还包括防护板，所述防护板设在预应力管桩的外侧，所述防护板为圆环状且内壁贴合预应力管桩的外壁，所述防护板的内侧曲面与上座板的外侧边缘固定相连，所述防护板的两端上下延伸并同时遮盖上侧预应力管桩和端头预应力管桩，所述防护板的下端外侧设置倒角。防护板置于预应力管桩的外侧，上侧预应力管桩和端头预应力管桩产生相对位移后，能够对外侧的土层进行遮蔽，避免外部的土层挤入上侧预应力管桩和端头预应力管桩的间隙内，有利于后续注料机构的填充，保证整体的强度。
22.进一步的，所述导向杆包括杆体、止位板、螺纹套和骨杆，所述杆体穿过上座板的轴孔以及下座板的导向孔，所述杆体的顶端固定有止位板，且止位板处在上座板边缘位置的上方，所述杆体的下端螺纹连接有螺纹套，所述螺纹套上分布有骨杆。导向杆对上侧预应力管桩和端头预应力管桩的相对位移进行导向，避免测试过程产生倾斜，导向杆的底部设置螺纹套和骨杆，方便进行安装，后续向预应力管桩内浇筑混凝土时，混凝土可与交错的骨杆凝结，起到对导向杆锁定的作用，进一部分提高上侧预应力管桩和端头预应力管桩连接的稳定性。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本预应力管桩桩端承载力测试设备，具有以下好处：
24.1、本预应力管桩桩端承载力测试设备，在上侧预应力管桩和端头预应力管桩之间构建用于支撑荷载箱的上座板和下座板，以自身的承载能力作为加载反力，实现自我加载，节省空间，荷载箱通过伸缩定位机构与上座板连接，使用完毕后可以取出，实现了预应力管桩在测试后的重复使用；
25.2、下座板上设置内环套，实现上侧预应力管桩和端头预应力管桩具有轴向的重叠部分，上侧预应力管桩和端头预应力管桩产生相对位移时，能够提供支撑，对抗整体的剪力，不需要荷载箱的埋入，保证荷载箱的重复使用；
26.3、上侧预应力管桩和端头预应力管桩因承载力测试产生相对位移后，通过将容纳囊内的混凝土挤出，填充两者产生的间隙，同样能够保证测试后的预应力管桩的强度，测试
结束后，混凝土硬结，与上两侧的上侧预应力管桩和端头预应力管桩组成整体，可作为工程桩继续使用，降低了工程的成本；
27.4、防护板置于预应力管桩的外侧，上侧预应力管桩和端头预应力管桩产生相对位移后，能够对外侧的土层进行遮蔽，避免外部的土层挤入上侧预应力管桩和端头预应力管桩的间隙内，有利于后续注料机构的填充，保证整体的强度。
附图说明
28.图1为本发明整体剖面结构示意图；
29.图2为本发明伸缩定位机构第一实施例的结构示意图；
30.图3为本发明伸缩定位机构第二实施例的结构示意图；
31.图4为本发明伸缩定位机构第三实施例的结构示意图；
32.图5为本发明地面部分的结构示意图。
33.图中：1上侧预应力管桩、101预应力管桩、102螺纹端盘、2上座板、201插孔、3端头预应力管桩、4下座板、5支撑台、6基准梁、7荷载箱、701顶板、702底板、703千斤顶、704伸缩杆、8注料机构、801上端板、802下端板、803容纳囊、804导流管、805电动伸缩杆、9导向杆、901杆体、902止位板、903螺纹套、904骨杆、10滑轮、11测量绳、12测试位移架、13百分表、14外置处理器、15油泵、16槽钢、17转轴、18立座、19横向杆、20端帽、21复位弹簧、22拉绳、23导线座、24双向电动伸缩杆、25插接端头、26导向轮、27内套环、28连接槽、29防护板、30顶杆。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
35.请参阅图1-5，本实施例提供一种技术方案：一种预应力管桩桩端承载力测试设备，包括上侧预应力管桩1、端头预应力管桩3、荷载箱7、伸缩定位机构、支撑台5和注料机构8；
36.上侧预应力管桩1：为多根轴向分布的预应力管桩101，每根预应力管桩101的两端均固定有螺纹端盘102，相邻的预应力管桩101端部的螺纹端盘102通过螺栓和端头螺母进行连接，最下侧的预应力管桩101下端的螺纹端盘102上固定有上座板2，上座板2的内环边缘向上弯折延伸，其顶端侧壁设有插孔201，上座板2的水平部分设有轴孔，该轴孔内设有导向杆9，导向杆9平行于预应力管桩101的中心线；
37.端头预应力管桩3：顶端的螺纹端盘上固定有下座板4，下座板4的边缘位置设有与导向杆9对应的导向孔，下座板4的中部上侧为承载面；
38.端头预应力管桩3由单根的预应力管桩构成，所有预应力管桩的规格相同；
39.导向杆9包括杆体901、止位板902、螺纹套903和骨杆904，杆体901穿过上座板2的轴孔以及下座板4的导向孔，杆体901的顶端固定有止位板902，且止位板902处在上座板2边缘位置的上方，杆体901的下端螺纹连接有螺纹套903，螺纹套903上分布有骨杆904；
40.导向杆9对上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3的相对位移进行导向，避免测试
过程产生倾斜，导向杆9的底部设置螺纹套903和骨杆904，方便进行安装，后续向预应力管桩内浇筑混凝土时，混凝土可与交错的骨杆904凝结，起到对导向杆9锁定的作用，进一部分提高上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3连接的稳定性；
41.荷载箱7：下端卡在下座板4的承载面上；
42.伸缩定位机构：下侧的活动端与荷载箱7的顶部连接，且伸缩定位机构与上座板2顶端侧壁的插孔201插接配合；
43.在上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3之间构建用于支撑荷载箱7的上座板2和下座板4，以自身的承载能力作为加载反力，实现自我加载，节省空间，荷载箱7通过伸缩定位机构与上座板2连接，使用完毕后可以取出，实现重复使用；
44.伸缩定位机构具有以下三种实施例：
45.第一实施例中，参考图2：伸缩定位机构包括四根等长的槽钢16，相邻槽钢16的首尾通过转轴17转动连接形成菱形架，左右两侧的转轴17端为插入端，插入端对应上座板2顶端侧壁的插孔201，下侧的两根槽钢16通过其上的转轴与荷载箱7的顶端转动连接，上侧的两根槽钢16通过其上的转轴与安装座转动连接，安装座的顶端固定有顶杆30，顶杆30的顶端延伸至最上侧的预应力管桩101的外侧；
46.通过菱形架的折叠实现与插孔201的插接和分离，插入端进入插孔201后实现与上座板2的连接，能够为荷载箱7提供反向作用力，从而测得桩端的承载力，菱形架的折叠可通过其自重和顶杆30在地面上进行控制，使用方便；
47.实际的操作过程中，下放的荷载箱7时拉住顶杆30，使得菱形架为竖长的状态，荷载箱7落至下座板4上后，松开顶杆30，在重力的作用菱形架向下压缩，插入端在下降的过程中旋转落入到插孔201内，形成图2所示的状态，荷载箱7伸长时上端顶住菱形架，菱形架无法向下转动，将力传至上座板2，使用完毕后，先对荷载箱7泄压，然后上拉顶杆30，分离插入端和插孔，而后继而上升荷载箱7；
48.第二实施例中，参考图3：伸缩定位机构包括立座18、横向杆19、端帽20、复位弹簧21、拉绳22和导线座23，立座18固定在荷载箱的顶端，且与上座板顶端侧壁的插孔一一对应，立座18的顶端的轴孔内滑动连接有横向杆19，横向杆19的内侧端固定有端帽20，横向杆的中部套接有复位弹簧21，复位弹簧21的两端分别与端帽20和立座18固定相连，荷载箱7的顶部固定有导线座23，端帽20与拉绳22的一端固定相连，所有拉绳22的另一端穿过导线座23后延伸至最上侧的预应力管桩101的外侧；
49.横向杆19的滑动实现与插孔201的插接和分离，通过拉绳能够控制横向的分离，放置到预应力管桩内后，通过复位弹簧21的弹力实现横向杆19的复位和插接，使用完毕后能够取出，实现了荷载箱7的重复使用；
50.实际的操作过程中，下放荷载箱7的过程中手拉拉绳22的外侧端，使得横向杆19处在内侧，复位弹簧21处在拉伸状态，荷载箱7落至下座板4上后，松开拉绳22的上端，在复位弹簧的作用下，横向杆19向外侧横向位移，插入插孔201内，实现荷载箱7顶端与上座板2的锁定，使用完毕后，同步上拉拉绳22，收回横向杆19后，即可取出荷载箱7；
51.第三实施例中，参考图4：伸缩定位机构包括双向电动伸缩杆24、插接端头25和导向轮26，双向电动伸缩杆24的中部固定有伸缩杆安装座，伸缩杆安装座与荷载箱7的顶部固定相连，双向电动伸缩杆24的伸缩臂上固定有插接端头25，插接端头25与上座板2顶端侧壁
的插孔201一一对应，荷载箱7的顶部侧壁上设有上下相对的导向轮26，导向轮26与插接端头25的横向平面滚动接触；
52.通过双向电动伸缩杆24带动插接端头进行横向移动，实现插接端头25与插孔201的配合，通过导向轮26对插接端头25滚动支撑，保证横向位移的稳定性；
53.实际操作过程中，荷载箱7落至下座板4上后，双向电动伸缩杆24带动插接端头25横向移动，插入插孔201内，实现荷载箱7上端与上座板2的卡接；
54.下座板4整体呈圆环状，下座板4的内径小于上座板2的内径，下座板4中部上侧面的承载面上设有与荷载箱7底部形状相匹配的凹陷；下座板4起到对荷载箱7支撑的作用；
55.下座板4的中部上侧固定有内套环27，内套环27向上延伸至上座板2上侧延伸部分的内腔，且内套环27的外侧的圆周面贴合上座板2上侧延伸部分的内侧圆周面，内套环27上以内套环的中心线为轴线等角度分布有连接槽28，连接套27延伸至与上座板2和下座板4间隙对应的位置；
56.下座板4上设置内环套27，实现上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3具有轴向的重叠部分，上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3产生相对位移时，能够提供支撑，对抗整体的剪力，不需要荷载箱7的埋入，保证荷载箱7的重复使用；
57.荷载箱7包括顶板701、底板702、千斤顶703和伸缩杆704，顶板701和底板702上下对应，伸缩杆704沿预应力管桩的轴向设置，伸缩杆704的活动臂与顶板701固定相连，伸缩杆704的固定端与底板702固定相连，顶板701和底板之间呈环状分布有千斤顶703，千斤顶703的伸缩方向沿着预应力管桩的轴向；
58.荷载箱7通过外部的油管控制千斤顶703的伸缩，从而对上侧预应力管1桩和端头预应力管桩3施加相反的力，以自身的承载能力作为加载反力，实现自我加载，节省空间，同时方便安装；
59.支撑台5：设在上侧预应力管桩1两侧的地面上，支撑台5的顶部设有水平的基准梁6，基准梁6的底部设有滑轮10，滑轮10上侧绕有测量绳11，测量绳11的内侧端与下座板4固定相连，测量绳11的上端固定有测试位移架12，基准梁6底部安装有竖向测量的百分表13，百分表13的量杆与测试位移架12固定相连；
60.注料机构8：设在伸缩定位机构和荷载箱7之间，注料机构8与压缩方向与荷载箱7的形变方向相同，注料机构8的出料口对应上座板2和下座板4的间隙处；
61.注料机构8包括上端板801、下端板802、容纳囊803、导流管804和电动伸缩杆805，容纳囊803的两端分别固定有上端板801和下端板802，上端板处在伸缩定位机构的下方，荷载箱7的顶端固定有电动伸缩杆805，电动伸缩杆805的方向与预应力管桩的轴向平行，电动伸缩杆805的伸缩臂与下端板802固定相连，容纳囊803的出料口上设有导流管804，导流管804的出口延伸至上座板2和下座板3的间隙处；
62.上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3因承载力测试产生相对位移后，通过将容纳囊803内的混凝土挤出，填充两者产生的间隙，同样能够保证测试后的预应力管桩的强度，测试结束后，混凝土硬结，与上两侧的上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3组成整体，可作为工程桩继续使用，降低了工程的成本；
63.其中：还包括外置处理器14和油泵15，外置处理器14和油泵15设在地面上，外置处理器14的输入端与百分表13的输出端电连接，油泵15的出油口通过油管与荷载箱7的接口
连接；
64.荷载箱7、注料机构8和伸缩定位机构取出后，不对预应力管桩的内腔遮挡，方便后续注入混凝土；
65.油管外壁可通过钢索进行加固，油管的数量不少于两根，通过油管下放整个荷载箱7，下放过程中调节荷载箱7的角度，使得伸缩定位机构与上座板2的插孔201对应；
66.还包括防护板29，防护板29设在预应力管桩101的外侧，防护板29为圆环状且内壁贴合预应力管桩101的外壁，防护板29的内侧曲面与上座板2的外侧边缘固定相连，防护板29的两端上下延伸并同时遮盖上侧预应力管桩1和端头预应力管桩2，防护板29的下端外侧设置倒角；
67.防护板29置于预应力管桩的外侧，上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3产生相对位移后，能够对外侧的土层进行遮蔽，避免外部的土层挤入上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3的间隙内，有利于后续注料机构8的填充，保证整体的强度。
68.本发明提供的一种预应力管桩桩端承载力测试设备的工作原理如下：下桩时在上侧预应力管桩1底端的螺纹端盘102上安装上座板2，在端头预应力管桩3顶端的螺纹端盘102上安装下座板4，测试时手持油管将荷载箱7下放，荷载箱7的底端与下座板4支撑接触，伸缩定位机构与上座板2的插孔卡接，通过外部的油泵15和油管向千斤顶703内泵油，千斤顶703撑起顶板701和底板702，底板702向下座板4施加向下的作用力，顶板701向上座板2施加向上的作用力，使得上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3产生相对位移，产生缝隙，同步的，荷载箱7的使用过程中，注料机构8的电动伸缩杆805挤压下端板802，上端板801被其上侧的伸缩定位机构阻挡，容纳囊803被压缩，其内部的混凝土通过导流管804被挤入上侧预应力管桩1和端头预应力管桩3的间隙，端头预应力管桩3位移时带动测量绳11的下端移动，测量绳11的上端牵动上侧的测试位移架12移动，位移距离被百分表13检测，通过外置处理器14进行处理，使用完毕待填充的混凝土固化，分离伸缩定位机构和上座板2，将荷载箱7、注料机构8以及伸缩定位机构取出即可。
69.以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种预应力管桩桩端承载力测试设备，其特征在于：包括上侧预应力管桩(1)、端头预应力管桩(3)、荷载箱(7)、伸缩定位机构、支撑台(5)和注料机构(8)；上侧预应力管桩(1)：为多根轴向分布的预应力管桩(101)，每根预应力管桩(101)的两端均固定有螺纹端盘(102)，相邻的预应力管桩(101)端部的螺纹端盘(102)通过螺栓和端头螺母进行连接，最下侧的预应力管桩(101)下端的螺纹端盘(102)上固定有上座板(2)，所述上座板(2)的内环边缘向上弯折延伸，其顶端侧壁设有插孔(201)，所述上座板(2)的水平部分设有轴孔，该轴孔内设有导向杆(9)，所述导向杆(9)平行于预应力管桩(101)的中心线；端头预应力管桩(3)：顶端的螺纹端盘上固定有下座板(4)，所述下座板(4)的边缘位置设有与导向杆(9)对应的导向孔，所述下座板(4)的中部上侧为承载面；荷载箱(7)：下端卡在下座板(4)的承载面上；伸缩定位机构：下侧的活动端与荷载箱(7)的顶部连接，且伸缩定位机构与上座板(2)顶端侧壁的插孔(201)插接配合；支撑台(5)：设在上侧预应力管桩(1)两侧的地面上，所述支撑台(5)的顶部设有水平的基准梁(6)，所述基准梁(6)的底部设有滑轮(10)，所述滑轮(10)上侧绕有测量绳(11)，所述测量绳(11)的内侧端与下座板(4)固定相连，所述测量绳(11)的上端固定有测试位移架(12)，所述基准梁(6)底部安装有竖向测量的百分表(13)，所述百分表(13)的量杆与测试位移架(12)固定相连；注料机构(8)：设在伸缩定位机构和荷载箱(7)之间，所述注料机构(8)与压缩方向与荷载箱(7)的形变方向相同，所述注料机构(8)的出料口对应上座板(2)和下座板(4)的间隙处；其中：还包括外置处理器(14)和油泵(15)，所述外置处理器(14)和油泵(15)设在地面上，所述外置处理器(14)的输入端与百分表(13)的输出端电连接，所述油泵(15)的出油口通过油管与荷载箱(7)的接口连接。2.根据权利要求1所述的一种预应力管桩桩端承载力测试设备，其特征在于：所述伸缩定位机构包括四根等长的槽钢(16)，相邻槽钢(16)的首尾通过转轴(17)转动连接形成菱形架，左右两侧的转轴(17)端为插入端，插入端对应上座板(2)顶端侧壁的插孔(201)，下侧的两根槽钢(16)通过其上的转轴与荷载箱(7)的顶端转动连接，上侧的两根槽钢(16)通过其上的转轴与安装座转动连接，所述安装座的顶端固定有顶杆(30)，所述顶杆(30)的顶端延伸至最上侧的预应力管桩(101)的外侧。3.根据权利要求1所述的一种预应力管桩桩端承载力测试设备，其特征在于：所述伸缩定位机构包括立座(18)、横向杆(19)、端帽(20)、复位弹簧(21)、拉绳(22)和导线座(23)，所述立座(18)固定在荷载箱的顶端，且与上座板顶端侧壁的插孔一一对应，所述立座(18)的顶端的轴孔内滑动连接有横向杆(19)，所述横向杆(19)的内侧端固定有端帽(20)，所述横向杆的中部套接有复位弹簧(21)，所述复位弹簧(21)的两端分别与端帽(20)和立座(18)固定相连，所述荷载箱(7)的顶部固定有导线座(23)，所述端帽(20)与拉绳(22)的一端固定相连，所有拉绳(22)的另一端穿过导线座(23)后延伸至最上侧的预应力管桩(101)的外侧。4.根据权利要求1所述的一种预应力管桩桩端承载力测试设备，其特征在于：所述伸缩定位机构包括双向电动伸缩杆(24)、插接端头(25)和导向轮(26)，所述双向电动伸缩杆
(24)的中部固定有伸缩杆安装座，所述伸缩杆安装座与荷载箱(7)的顶部固定相连，所述双向电动伸缩杆(24)的伸缩臂上固定有插接端头(25)，所述插接端头(25)与上座板(2)顶端侧壁的插孔(201)一一对应，所述荷载箱(7)的顶部侧壁上设有上下相对的导向轮(26)，所述导向轮(26)与插接端头(25)的横向平面滚动接触。5.根据权利要求1所述的一种预应力管桩桩端承载力测试设备，其特征在于：所述下座板(4)整体呈圆环状，所述下座板(4)的内径小于上座板(2)的内径，所述下座板(4)中部上侧面的承载面上设有与荷载箱(7)底部形状相匹配的凹陷。6.根据权利要求1所述的一种预应力管桩桩端承载力测试设备，其特征在于：所述下座板(4)的中部上侧固定有内套环(27)，所述内套环(27)向上延伸至上座板(2)上侧延伸部分的内腔，且内套环(27)的外侧的圆周面贴合上座板(2)上侧延伸部分的内侧圆周面，所述内套环(27)上以内套环的中心线为轴线等角度分布有连接槽(28)，所述连接套(27)延伸至与上座板(2)和下座板(4)间隙对应的位置。7.根据权利要求1所述的一种预应力管桩桩端承载力测试设备，其特征在于：所述荷载箱(7)包括顶板(701)、底板(702)、千斤顶(703)和伸缩杆(704)，所述顶板(701)和底板(702)上下对应，所述伸缩杆(704)沿预应力管桩的轴向设置，所述伸缩杆(704)的活动臂与顶板(701)固定相连，所述伸缩杆(704)的固定端与底板(702)固定相连，所述顶板(701)和底板之间呈环状分布有千斤顶(703)，所述千斤顶(703)的伸缩方向沿着预应力管桩的轴向。8.根据权利要求1所述的一种预应力管桩桩端承载力测试设备，其特征在于：所述注料机构(8)包括上端板(801)、下端板(802)、容纳囊(803)、导流管(804)和电动伸缩杆(805)，所述容纳囊(803)的两端分别固定有上端板(801)和下端板(802)，所述上端板处在伸缩定位机构的下方，所述荷载箱(7)的顶端固定有电动伸缩杆(805)，所述电动伸缩杆(805)的方向与预应力管桩的轴向平行，所述电动伸缩杆(805)的伸缩臂与下端板(802)固定相连，所述容纳囊(803)的出料口上设有导流管(804)，所述导流管(804)的出口延伸至上座板(2)和下座板(3)的间隙处。9.根据权利要求1所述的一种预应力管桩桩端承载力测试设备，其特征在于：还包括防护板(29)，所述防护板(29)设在预应力管桩(101)的外侧，所述防护板(29)为圆环状且内壁贴合预应力管桩(101)的外壁，所述防护板(29)的内侧曲面与上座板(2)的外侧边缘固定相连，所述防护板(29)的两端上下延伸并同时遮盖上侧预应力管桩(1)和端头预应力管桩(2)，所述防护板(29)的下端外侧设置倒角。10.根据权利要求1所述的一种预应力管桩桩端承载力测试设备，其特征在于：所述导向杆(9)包括杆体(901)、止位板(902)、螺纹套(903)和骨杆(904)，所述杆体(901)穿过上座板(2)的轴孔以及下座板(4)的导向孔，所述杆体(901)的顶端固定有止位板(902)，且止位板(902)处在上座板(2)边缘位置的上方，所述杆体(901)的下端螺纹连接有螺纹套(903)，所述螺纹套(903)上分布有骨杆(904)。

技术总结
本发明公开了一种预应力管桩桩端承载力测试设备，涉及预应力管桩检测技术领域，包括上侧预应力管桩、端头预应力管桩、荷载箱、伸缩定位机构、支撑台和注料机构；上侧预应力管桩：为多根轴向分布的预应力管桩，每根预应力管桩的两端均固定有螺纹端盘，相邻的预应力管桩端部的螺纹端盘通过螺栓和端头螺母进行连接，最下侧的预应力管桩下端的螺纹端盘上固定有上座板，所述上座板的内环边缘向上弯折延伸，其顶端侧壁设有插孔，所述上座板的水平部分设有轴孔，该轴孔内设有导向杆，所述导向杆平行于预应力管桩的中心线；本预应力管桩桩端承载力测试设备，荷载箱可以重复使用，同时试桩的缝隙被填补，可继续作为工程桩使用，降低了成本。降低了成本。降低了成本。


技术研发人员：刘炀灿
受保护的技术使用者：刘炀灿
技术研发日：2022.09.17
技术公布日：2023/10/8