专利名称：高应变锤击装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械领域，特别是涉及一种高应变锤击装置。
背景技术：
在桩基工程质量检测时，通常采用基桩高应变动力检测方法，对桩基础 中的基桩竖向抗压承载力和桩身结构完整性进行检测。在采用该方法进行检 测时，须对待检测的基桩施加一个锤击力。图1为现有技术高应变锤击装置
结构示意图。如图1所示，现有高应变锤击装置包括脱钩100和重锤200, 重锤200 —端悬挂在脱钩100上，脱钩100的上部与起吊设备300连接。利 用该高应变锤击装置进行基桩高应变动力检测方法的实际检测过程中，起吊 设备300带动悬挂有重锤200的脱钩100上升。当起吊设备300带动悬挂有 重锤200的脱钩100上升到预先设定的高度后，利用外力使脱钩100瞬间脱 开，悬挂在脱钩100上的重锤200瞬间落下，砸落在在待检测的基桩400的 桩头上，从而产生锤击力。发明人在实现本发明过程中，发现现有技术至少 存在如下缺陷
1、 由于脱钩瞬间脱开，重锤瞬间落下，即起吊设备在受力状态下瞬间 解力，容易导致起吊设备损坏；
2、 当重锤落下砸落在基桩上时，易出现重锤的轴线与基桩的轴线不在一 条线上，从而出现偏心锤击，影响高应变动力检测数据，此外，重锤的轴线 与基桩的轴线不在一条线上，还使得重锤易倒下，存在安全隐患。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种高应变锤击装置，用以避免起吊设备 因瞬间解力造成损坏，有效保证重锤竖直锤击基桩，提高^r测安全性。为解决上述技术问题，本发明提供了一种高应变锤击装置，包括脱钩和 导向架，所述脱钩包括中臂和对称设置的二个勺形臂，所述中臂与二个勺形
臂的钳合处铰接；所述导向架包括限制重锤运动方向的导轨、支撑所述导向 架主体的支撑腿和一体连接各支撑腿的底座；所述导轨与所述支撑腿固定连 接，所述支撑腿上连接有钢丝绳，所述钢丝绳绕过所述导向架的顶部与所述 脱钩的中臂连接。
在上述技术方案的基础上，所述导向架的顶部可设置有限位装置，所述 钢丝绳通过所述限位装置与所述中臂连接。与所述限位装置位于同一竖直平 面的一个所述支撑腿上可设置有至少一个限位孔，所述钢丝绳通过所述限位 孔与所述支撑腿固定连接。其中，所述支撑腿可为槽钢，所述限位孔设置于 所述槽钢的二个立面上。所述限位装置可为滑轮或限位槽。优选的，所述支 撑腿的根数为4 ~ 8根。
在上述技术方案的基础上，所述导轨底部可与所述底座连接；或者，所 述导轨底部与所述底座的距离为0. 8m 1.2m。此外，本发明高应变锤击装置 还可包括锤击待测基桩的重锤，所述重锤设置在所述导轨之间。优选的，所 述导轨与所述重《垂间隙为0. 3cm lcm。
在本发明提供的一种高应变锤击装置中设置有脱钩和导向架，脱钩的二 个勺形臂与外部的起吊设备连接，起吊设备带动悬挂有重锤的脱钩向上运动 到预定高度时，可通过限位孔使脱钩中臂连接的钢丝绳与导向架连接，之后 起吊设备带动悬挂有重锤的脱钩向下运动，脱钩中臂逐渐受力，脱钩的二个 勺形臂则逐渐减力，即起吊设备所受的力逐渐减少，直至脱钩的二个勺形臂 脱离闭合状态，重锤砸落，由于起吊设备所受的力是逐渐减少而不是瞬间解 力的，因而避免起吊设备因瞬间解力造成损坏，有利于保护起吊设备；此外， 由于设置有导向架，使得重锤在上升和砸落过程中沿导向架导轨限定的方向 运动，有效保证重锤砸落在待测基桩的中心，从而消除了重锤砸落后倒下的
安全隐患，有利于提高检测的安全性。
图1为现有技术高应变锤击装置结构示意图； 图2为本发明高应变锤击装置实施例结构示意图; 图3为本发明脱钩结构示意图； 图4为本发明脱钩的勺形臂结构示意图。 附图标记"^兑明
ll一中臂； 12 —勺形臂；
22 —支撑腿； 23 —底座；
3—重锤； 4 —钢丝绳；
6 —滑轮； 7—待测基桩。
21 —导轨； 221 —限位孔； 5—起吊设备;
具体实施例方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图2为本发明高应变锤击装置实施例结构示意图。如图2所示，本实施 例高应变锤击装置，包括脱钩和导向架。导向架包括导轨21、支撑腿22和 底座23。导向架的主体通过支撑腿22支撑。导轨21用于限制重锤3的运动 方向，导轨21与支撑腿22固定连接；底座23用于将支撑腿22连接为一体， 使得导向架的主体能够保持平衡。支撑腿22上连接有钢丝绳4，钢丝绳4绕 过导向架的顶部与脱钩连接。图3为本发明脱钩结构示意图。图4为本发明 脱钩的勺形臂结构示意图。如图3和图4所示，脱钩包括中臂11和二个勺形 臂12。 二个勺形臂12对称设置，中臂11的下端与二个勺形臂12的钳合处
铰接。在本发明高应变锤击装置实施例具体使用过程中，脱钩的二个勺形臂 12分别与外部的起吊设备5连接，中臂11通过钢丝绳4与导向架连接。当 脱钩的二个勺形臂12处于钳合状态时，二个勺形臂12之间可夹设有一定粗 度的绳套，该绳套的另一端连接有重锤3，在起吊设备5的驱动下脱钩带动重锤3—起作升降运动。
在上述技术方案的基础上，为了避免钢丝绳4在脱钩运动过程中与脱钩 二个勺形臂连接的二条钢丝绞在一起和/或为了使得钢丝绳4沿固定方向运 动，可在导向架的顶部设置限位装置。该限位装置可具体为滑轮6。该限位 装置还可为限位槽或其他限位装置等。其中，导向架的顶部可为将各导轨(如 4~6根导轨)连接为一个整体的钢框，在钢框上设置限位装置；或者，如果 各导轨即为一体设置的，则限位装置设置在一体设置的导轨的顶部等。此外， 在采用本发明高应变锤击装置进行基桩的高应变^r测中，为方便调节与脱钩 的中臂11连接的钢丝绳4的长度，可在与限位装置(如滑轮6)位于同一 竖直平面的一个支撑腿22上设置至少一个限位孔221。钢丝绳4通过滑轮6 穿过限位孔221固定在支撑腿22上。进一步的，为了使得导向架稳固，不会 在重锤运动过程中倒下，通常支撑腿22为具有一定厚度和刚度的槽钢。此时， 为了方便调节钢丝绳4的长度，可在与限位装置(如滑轮6)位于同一竖 直平面的一个支撑腿22的二个立面上分别开设多排限位孔221，限位孔距离 导向架底座23的距离逐渐增加。在起吊设备5驱动重锤上升到预设高度时， 在钢丝绳4上打个套结或利用预先在钢丝绳4上打的结套，采用钢管同时穿 过支撑腿22的二个立面上的相应的二个限位孔以及钢丝绳4上的结套，通过 选择适宜高度的限位孔221,从而限定了连接支撑腿22并绕过导向架顶部滑 轮6与脱钩的中臂11连接的钢丝绳4的长度，使得这段钢丝绳4处于张紧状 态，在起吊设备6驱动重锤3作下降运动时，作用在脱钩二个勺形臂12上的 力能够逐渐转移到脱钩的中臂11上，也就是转移到与脱钩的中臂11张紧连 接的钢丝绳4上。优选的，为了使得导向架的主体稳固，支撑腿的数量为4~ 8根。此外，在导轨21和重锤3的表面均为光滑表面时，导轨21在设计过 程中可沿重锤的表面布设。当导轨21和重锤3的表面为粗糙表面时，为了减 小本发明高应变锤击装置在使用过程中导轨21与重锤3之间的摩擦力，可在 导轨21与重锤3之间预留一定的间隙。优选的，导轨21与重锤3之间的间 隙为0.3 cm lcm。此外，重锤3截面积可为方形、圓形、多变形或其他形状。相应的，导轨21可根据重锤3的具体形状，采用一定强度的钢材加工成 与相应的形状，例如当重《垂3截面积的形状为方形时，导4九21可由四#^等 边角钢组成；当重锤3截面积的形状为圓形时，导轨21可由一定强度的钢加 工成弧形钢片，使得导轨21的形状与重锤3表面匹配；等等。
通常待检测的基桩有部分露出地面，并且待检测基桩的直径或边长不是 固定的，为了使得本发明高应变锤击装置能够应用在不同规格的检测基桩的 高应变检测中，可将导轨底部设置在高出导向架底座一定距离处。此时，导 向架底座可设置在地面上用以保证导向架主体的稳固性，而重锤沿导向架竖 直向下运动，可砸落在待检测的基桩上。将导轨设置在高离导向架底座一定 高度处的原因是沿导轨落下的重锤的底部需砸落在待检测的基桩上，但导 轨围成的空间的大小是受到限制的，即导轨围成的空间需与重锤的尺寸相 匹配，当待检测的基桩的直径或边长大于重锤的直径或边长时，如果导轨的 底部设置过低或导轨的底部与导向架的底座连接为一体，此时，由于待;险测 的基桩通常是高于地面一定高度的，则导向架的底座不能直接架设在地面上， 而是需要将导向架的底座垫高，这将影响导向架的稳固性，导向架不能有效 的支撑重锤，重锤在下落过程中也有可能倒下从而造成危险。因此，为了使 得导向架在本发明高应变锤击装置在使用过程中能够稳固的支撑重锤，并且 本发明高应变锤击装置能够应用到不同尺寸的基桩的高应变检测中，优选的， 导寿九底部与导向架底座的距离为0. 8m 1.2m。
本发明高应变锤击装置在实际应用中，选用的重锤的形状不受限制，可 根据待检测基桩的形状进行重锤形状的设计，例如重锤的截面积可为圓形、 方形、多边形或其他形状。重锤可作为本发明高应变锤击装置的一个部件， 也可作为一个独立部件，在采用本发明高应变锤击装置进行高应变检测时， 采用具有一定强度的钢丝绳将重锤与本发明高应变锤击装置的脱钩连接。此 时，导向架的导轨的数量也可根据重锤的形状进行设计，例如导向架的导 轨可为4 ~ 8才艮。
以下说明本发明高应变锤击装置的工作原理。采用本发明高应变锤击装置进行高应变检测时，需完成高应变锤击装置 的对中调试，即调整高应变锤击装置的方位，佳_得重锤3的轴线与待测基桩
7的轴线位于同一直线上。通过对中调试，可避免重锤3偏心锤击在待测基 桩7上，并且由于重锤3有导向架的限定，重锤3不会倒下而产生危险。对 中调试好后，起吊设备5通过二根从脱钩的二个勺形臂12引出的钢丝驱动脱 钩的向上运动，此时脱钩的二个勺形臂12的上臂受力，则二个勺形臂12的 下臂夹紧，连接重锤3的绳套夹设在二个勺形臂12之间，在二个勺形臂12 夹紧下，重锤3随脱钩一起向上运动。在重锤3上升到预设高度(如高出 待测基桩7顶面约2米处)后，与脱钩的中臂U连接的钢丝绳4通过限位孔 221与导向架固定连接。此时，起吊设备5开始向下运动。在起吊设备5向 下运动过程中，脱钩的二个勺形臂12承受的力逐渐减少，脱钩的中臂ll承 受的力逐渐增加，即脱钩二个勺形臂12的力逐渐转移到中臂上，直至二个勺 形臂12的下臂张开，不再夹紧，此时，连接有重锤3的绳套从脱钩上脱开， 重锤3沿导向架的导轨21向下砸落在待测基桩7上，产生锤击力。
在本发明提供的一种高应变锤击装置中设置有脱钩和导向架，脱钩的中 臂与导向架连接，脱钩的二个勺形臂与外部的起吊设备连接，在起吊设备带 动悬挂有重锤的脱钩向下运动时，起吊设备所受的力逐渐减少，直至脱钩的 二个勺形臂脱离闭合状态，重锤砸落，由于起吊设备所受的力是逐渐减少而 不是瞬间解力的，因而避免起吊设备因瞬间解力造成损坏，有利于保护起吊 设备；此外，由于设置有导向架，使得重锤在在上升和砸落过程中沿导向架 导轨限定的方向运动，有效保证重锤砸落在待测基桩的中心，从而消除了重 锤砸落后倒下的安全隐患，有利于提高检测的安全性。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术 方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1. 一种高应变锤击装置，其特征在于，包括脱钩和导向架，所述脱钩包括中臂和对称设置的二个勺形臂，所述中臂与二个勺形臂的钳合处铰接；所述导向架包括限制重锤运动方向的导轨、支撑所述导向架主体的支撑腿和一体连接各支撑腿的底座；所述导轨与所述支撑腿固定连接，所述支撑腿上连接有钢丝绳，所述钢丝绳绕过所述导向架的顶部与所述脱钩的中臂连接。
2、 根据权利要求1所述的高应变锤击装置，其特征在于，所述导向架的 顶部设置有限位装置，所述钢丝绳通过所述限位装置与所述中臂连接。
3、 根据权利要求2所述的高应变锤击装置，其特征在于，与所述限位装 置位于同一竖直平面的一个所述支撑腿上设置有至少一个限位孔，所述钢丝 绳通过所述限位孔与所述支撑腿固定连接。
4、 根据权利要求3所述的高应变锤击装置，其特征在于，所述支撑腿为 槽钢，所述限位孔设置于所述槽钢的二个立面上。
5、 根据权利要求2~4所述的任一高应变锤击装置，其特征在于，所述 限位装置为滑轮或限位槽。
6、 根据权利要求1~4所述的任一高应变锤击装置，其特征在于，所述 支撑腿的根数为4 ~ 8根。
7、 根据权利要求1-4所述的任一高应变锤击装置，其特征在于，所述 导轨底部与所述底座连接。
8、 根据权利要求1~4所述的任一高应变锤击装置，其特征在于，所述 导轨底部与所述底座的距离为0. 8m~ 1. 2m。
9、 根据权利要求1~4所述的任一高应变锤击装置，其特征在于，还包 括锤击待测基桩的重锤，所述重锤设置在所述导轨之间。
10、 根据权利要求9所述的高应变锤击装置，其特征在于，所述导轨与 所述重《垂间隙为0. 3cm lcm。
全文摘要
本发明涉及了一种高应变锤击装置，包括脱钩和导向架，所述脱钩包括中臂和对称设置的二个勺形臂，所述中臂与二个勺形臂的钳合处铰接；所述导向架包括限制重锤运动方向的导轨、支撑所述导向架主体的支撑腿和一体连接各支撑腿的底座；所述导轨与所述支撑腿固定连接，所述支撑腿上连接有钢丝绳，所述钢丝绳绕过所述导向架的顶部与所述脱钩的中臂连接。本发明避免起吊设备因瞬间解力造成损坏，有利于保护起吊设备；此外，由于设置有导向架，使得重锤在上升和砸落过程中沿导向架导轨限定的方向运动，有效保证重锤砸落在待测基桩的中心，从而消除了重锤砸落后倒下的安全隐患，有利于提高检测的安全性。
文档编号G01N3/30GK101285750SQ20081010511
公开日2008年10月15日 申请日期2008年4月25日 优先权日2008年4月25日
发明者刘华清, 苏荣臻, 培 陈, 鲁先龙 申请人:国网北京电力建设研究院