CN103114614A - 一种桩基动载加载激振器 - Google Patents

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一种桩基动载加载激振器，包括金属U型卡、电机、偏心轮、轴承、加载轴和弹簧，所述电机连接有电机变频器，电机的电机轴的电机轴带动偏心轮旋转，偏心轮外缘设置一轴承，轴承通过金属U型卡固定在加载轴的一端，加载轴的另一端设置弹簧。本发明结构简单，原理简单，操作方便，而且成本低廉、经济适用，容易推广，适合工业化生产。

Description

一种桩基动载加载激振器
技术领域
本发明属于土木工程技术领域，尤其涉及一种桩基动载加载激振器，可对桩基础或者复合地基施加动荷载，研究桩基础或者复合地基在动荷载作用下的受力和变形的特性。
背景技术
当前对桩基础和复合地基在动荷载例如波浪荷载、交通荷载等的作用下的受力和变形性状的研究基础上均进行模型试验。这些荷载通过简化可用简单的以正弦波来进行模拟，当前对正弦波的模拟基本上采用的是液压伺服加载***。这种加载装置原理较复杂，设备较大，只能用于实验室加载试验，不能随便移动用于现场加载，而且价格太高，每台需要几十万元，实现起来较为困难。
发明内容
为了解决上述的技术缺陷，本发明提供一种结构简单，原理简单，操作方便，成本低的桩基动载加载激振器。
本发明所采用的技术方案是：一种桩基动载加载激振器，包括金属U型卡、电机、偏心轮、轴承、加载轴和弹簧，所述电机连接有电机变频器，电机的电机轴的电机轴带动偏心轮旋转，偏心轮外缘设置一轴承，轴承通过金属U型卡固定在加载轴的一端，加载轴的另一端设置弹簧。
所述的金属U型卡为钢制材料。
所述的金属U形卡的下部通过螺栓固定在加载轴上。
所述的加载轴上设有加固件。
所述的弹簧的一端通过铁环缠绕式的设置在加载轴上，另一端设置在桩基上。
所述的弹簧的一端通过凸台套在加载轴上，另一端设置在桩基上。
所述的轴承内圆与偏心轮紧配合。
所述的轴承外缘与金属U型卡通过螺栓压紧实现紧配合。
本发明的有益效果：
1）本发明提供一种对桩基或者复合地基模型动载加载装置，可对桩基础或复合地基施加竖向或者水平向的正弦波规律变化的动荷载，分析和研究桩基础或者复合地基在动荷载作用下的受力和变形的特性；
2）本发明装置的偏心轮外部轴承的安装，最大限度减小了摩擦作用，避免摩擦阻力造成的测试偏差；用金属U形卡把轴承、偏心轮与下面的加载轴相连，避免了动载加载过程中对各个部件的磨损，增加了使用寿命；弹簧的安装采用穿芯连接，安装在加载轴的凸台上，可通过更换不同刚度的弹簧来改变正弦波的幅值；
3）本发明结构简单，移动方便，能用于室内或室外的模型试验，原理简单，操作方便，而且成本低廉、经济适用，易于推广，适合工业化生产。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构侧视图；
图3为本发明用于复合地基加载示意图；
图4为本发明对桩顶施加竖向荷载示意图；
图5为本发明对桩顶施加水平荷载示意图。
图中标记为：1、金属U形卡，2、电机轴，3、偏心轮，4、轴承，5、螺栓，6、加载轴，7、弹簧，8、螺栓孔，9、固定装置，10、凸台，11、电机，12、电机变频器，13、加载板，14、垫层，15、复合地基，16、模型桩。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对发明进一步说明。如图所示，一种桩基动载加载激振器，包括金属U型卡1、电机11、偏心轮3、轴承4、加载轴6和弹簧7，所述电机11连接有电机变频器12，电机11的电机轴2的电机轴2带动偏心轮3旋转，偏心轮3外缘设置一轴承4，轴承4通过金属U型卡1固定在加载轴6的一端，加载轴6的另一端设置弹簧7。所述的金属U型卡1为钢制材料为45号优质碳素结构钢。所述的金属U形卡1的下部通过螺栓5固定在加载轴6上。所述的加载轴6上设有加固件9。所述的弹簧7的一端通过凸台10定位，套在加载轴6上，另一端设置在桩基上。所述的轴承4内圆与偏心轮3紧配合。所述的轴承4外缘与U型卡1通过螺栓5压紧实现紧配合。
桩基础模型试验时，即在模型桩16顶部施加竖向或者水平向的动荷载，偏心轮3在电机11的带动下，绕着轴心发生转动，带动轴承4转动。轴承4外面有一U形卡通过螺栓5与下面的加载轴6相连，U形卡带动加载轴6上下运动，通过下部的弹簧7来实现对桩顶或桩侧施加类似于正弦波的动荷载。加载速度的改变通过电机变频器12控制电机11的转速来实现，施加荷载的大小通过调整弹簧7的刚度改变正弦波的幅值来实现。在偏心轮3外面安装轴承4，最大限度减小了摩擦作用；用一金属U形卡1把轴承、偏心轮3与下面的加载轴6相连，避免了加载过程中对各个部件的磨损。偏心轮3偏心的大小可以通过调整OA与竖直方向的夹角α的大小来实现，当α=0°时，偏心距最大，当α=180°时，偏心距最小。在加载的过程中通过黏贴在桩身的应变片和埋置在土中的压力盒等测试元件的变化数据研究桩基础或者复合地基的承载力和变形的性能。本发明还可以用于复合地基动荷载的施加，只要在复合地基15顶面上放上一块加载板13，使弹簧7与加载板13连接起来即可，当偏心轮转动时，带动加载轴6在竖直方向发生位移，通过弹簧7给加载板13施加按正弦波变化的动荷载。因此本发明在目前土木工程领域里有广阔的应用前景。

Claims (7)

1.一种桩基动载加载激振器，其特征在于：包括金属U型卡（1）、电机（11）、偏心轮（3）、轴承（4）、加载轴（6）和弹簧（7），所述电机（11）连接有电机变频器（12），电机（11）的电机轴（2）带动偏心轮（3）旋转，偏心轮（3）外缘设置一轴承（4），轴承（4）通过金属U型卡（1）固定在加载轴（6）的一端，加载轴（6）的另一端设置弹簧（7）。
2.根据权利要求1所述一种桩基动载加载激振器，其特征在于：所述的金属U型卡（1）为钢制材料。
3.根据权利要求1所述一种桩基动载加载激振器，其特征在于：所述的金属U形卡（1）的下部通过螺栓（5）固定在加载轴（6）上。
4.根据权利要求1所述一种桩基动载加载激振器，其特征在于：所述的加载轴（6）上设有加固件（9）。
5.根据权利要求1所述一种桩基动载加载激振器，其特征在于：所述的弹簧（7）的一端通过凸台（10）套在加载轴（6）上，另一端设置在桩基上。
6.根据权利要求1所述一种桩基动载加载激振器，其特征在于：所述的轴承（4）内圆与偏心轮（3）紧配合。
7.根据权利要求1所述一种桩基动载加载激振器，其特征在于：所述的轴承（4）外缘与金属U型卡（1）通过螺栓（5）压紧实现紧配合。
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