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申请/专利权人：中交第三航务工程局有限公司

摘要：本发明公开了一种原位测量超大直径钢管桩的承载力的装置，包括一对内、外辅助钢板，内、外测量钢板，多个内、外壁应变传感器，内、外壁端阻压力传感器，一对内、外辅助钢板各自焊接在钢管桩的内、外壁面上；内测量钢板连接在一对内辅助钢板之间；外测量钢板连接在一对外辅助钢板之间；内、外测量钢板与钢管桩之间填充橡胶；多个内壁应变传感器沿钢管桩的长度方向间隔地安装在内测量钢板的内侧面中部,多个外壁应变传感器与多个内壁应变传感器的安装位置一一对应地安装在外测量钢板的外侧面中部；内、外壁端阻压力传感器各自安装在内、外测量钢板的底面中部。本发明尺寸小，安装方便。本发明还公开了一种原位测量超大直径钢管桩的承载力的方法。

主权项：1.一种原位测量超大直径钢管桩的承载力的方法，采用原位测量超大直径钢管桩的承载力的装置实现，该原位测量超大直径钢管桩的承载力的装置包括一对内辅助钢板、一对外辅助钢板、内测量钢板、外测量钢板、多个内壁应变传感器、多个外壁应变传感器、内壁端阻压力传感器和外壁端阻压力传感器，其中，所述内辅助钢板为与所述钢管桩的内壁面的弧度适配的弧形板，内辅助钢板的一头设有阴止口；一对内辅助钢板沿圆周方向间隔地焊接在所述钢管桩的内壁面上，并且一对内辅助钢板的阴止口相对；所述外辅助钢板为与所述钢管桩的外壁面的弧度适配的弧形板，外辅助钢板的一头设有阴止口；一对外辅助钢板与一对内辅助钢板一一对应于地焊接在所述钢管桩的外壁面上，并且一对外辅助钢板的阴止口相对；所述内测量钢板为弧形板且长度与所述钢管桩的长度相同，内测量钢板的两侧各自设有与内辅助钢板的阴止口搭接的阳止口，使内测量钢板通过两侧的阳止口连接在一对内辅助钢板之间，内测量钢板的外侧面与钢管桩的内壁面之间还填充橡胶；所述外测量钢板为弧形板且长度与所述钢管桩的长度相同，外测量钢板的两侧各自设有与外辅助钢板的阴止口搭接的阳止口，使外测量钢板通过两侧的阳止口连接在一对外辅助钢板之间，外测量钢板的内侧面与钢管桩的外壁面之间还填充橡胶；多个所述内壁应变传感器沿所述钢管桩的长度方向间隔地安装在所述内测量钢板的内侧面中部；多个所述外壁应变传感器沿所述钢管桩的长度方向并与多个内壁应变传感器的安装位置一一对应地安装在所述外测量钢板的外侧面中部；所述内壁端阻压力传感器安装在所述内测量钢板的底面中部；所述外壁端阻压力传感器安装在所述外测量钢板的底面中部；其特征在于，所述方法包括测量钢管桩的端阻力和测量钢管桩的内侧摩阻力和外侧摩阻力并包括以下步骤：步骤一，先按照自上而下的顺序将多个内壁应变传感器和多个外壁应变传感器的安装点位编号为：1、2、3…i-1、i、i+1...n-1、n；再将多个内壁应变传感器、多个外壁应变传感器、内壁端阻压力传感器和外壁端阻压力传感器与采集设备连接；步骤二，由内壁端阻压力传感器和外壁端阻压力传感器分别测得压力，再通过公式1计算得到钢管桩的端阻力Qd：Qd=QndAnd+QwdAwd÷2×Ag，1式1中，Qnd为内壁端阻压力传感器测得的压力；Qwd为外壁端阻压力传感器测得的压力；And为内壁端阻压力传感器的横截面积；Awd为外壁端阻压力传感器的横截面积；Ag为钢管桩的横截面积；步骤三，由安装在内测量钢板的n点位的内壁应变传感器测得轴向应力和安装在外测量钢板的n点位的外壁应变传感器测得轴向应力，再通过公式2计算得到钢管桩在n点位至桩端之间的内侧摩阻力Qnc,n：Qnc,n=QndAnd×Anc-Nnc,n×Anc×SngSnc2式2中，Qnd为内壁端阻压力传感器测得的压力，And为内壁端阻压力传感器的横截面积，Nnc,n为安装在内测量钢板的n点位的内壁应变传感器测得的轴向应力，Anc为内测量钢板的横截面积，Sng为钢管桩的内壁面周长，Snc为内测量钢板的弧长；通过公式3计算得到钢管桩在n点位至桩端之间的外侧摩阻力Qwc,n：Qwc,n=QwdAwd×Awc-Nwc,n×Awc×SwgSwc3式3中，Qwd为外壁端阻压力传感器测得的压力，Awd为外壁端阻压力传感器的横截面积；Awc为外测量钢板的横截面积；Nwc,n为安装在外测量钢板的n点位的外壁应变传感器测得的轴向应力，Swg为钢管桩的外壁面周长；Swc为外测量钢板的弧长；步骤四，由安装在内测量钢板的n-1点位的内壁应变传感器测得轴向应力和安装在外测量钢板的n-1点位的外壁应变传感器测得轴向应力，再通过公式4计算得到钢管桩在n-1点位至n点位之间的内侧摩阻力Qnc,n：Qnc,n-1=Nnc,n-Nnc,n-1×Anc×SngSnc4式4中，Nnc,n和Nnc,n-1一一对应地为安装在内测量钢板的n点和n-1点的内壁应变传感器测得的轴向应力，Anc为内测量钢板的横截面积，Sng和Snc一一对应地为钢管桩的内壁面周长和内测量钢板的弧长；通过公式5计算得到钢管桩在n-1点位至n点位之间的外侧摩阻力Qwc,n-1：Qwc,n-1=Nwc,n-Nwc,n-1×Awc×SwgSwc5式5中，Nwc,n和Nwc,n-1一一对应地为安装在外测量钢板的n点和n-1点的外壁应变传感器测得的轴向应力，Awc为外测量钢板的横截面积，Swg和Swc一一对应地为钢管桩的外壁面周长和外测量钢板的弧长；步骤五，由安装在内测量钢板的i+1点位和i点位的内壁应变传感器测得轴向应力和安装在外测量钢板的i+1点位和i点位的外壁应变传感器测得轴向应力，再通过公式6计算得到钢管桩在i点位至i+1点位之间的内侧摩阻力Qnc,i：Qnc,i=Nnc,i+1-Nnc,i×Anc×SngSnc6式6中，Nnc,i+1和Nnc,i一一对应地为安装在内测量钢板的i+1点和i点的内壁应变传感器测得的轴向应力，Anc为内测量钢板的横截面积，Sng和Snc一一对应地为钢管桩的内壁面周长和内测量钢板的弧长；通过公式7计算得到钢管桩在i点位至i+1点位之间的外侧摩阻力Qwc,i：Qwc,i=Nwc,i+1-Nwc,i×Awc×SwgSwc7式7中，Nwc,i+1和Nwc,i一一对应地为安装在外测量钢板的i+1点和i点的外壁应变传感器测得的轴向应力；Awc为外测量钢板的横截面积；Swg和Swc一一对应地为钢管桩的外壁面周长和外测量钢板的弧长；步骤六，重复步骤五，直到通过安装在内测量钢板的2点位和1点位的内壁应变传感器测得的轴向应力计算得到钢管桩在1点位至2点位之间的内侧摩阻力Qnc,1，并通过安装在外测量钢板的2点位和1点位的外壁应变传感器测得的轴向应力计算得到钢管桩在1点位至2点位之间的内侧摩阻力Qwc,1。

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