一种用于现场土基回弹模量测试的承载板装置的制作方法

1.本实用新型涉及公路路基路面现场测试技术领域，特别涉及一种用于现场土基回弹模量测试的承载板装置。


背景技术：

2.回弹模量是指路基，路面及筑路材料在荷载作用下产生的应力与其相应的回弹应变的比值，土基回弹模量表示土基在弹性变形阶段内，在垂直荷载作用下，抵抗竖向变形的能力，如果垂直荷载为定值，土基回弹模量值愈大则产生的垂直位移就愈小；如果竖向位移是定值，回弹模量值愈大，则土基承受外荷载作用的能力就愈大，因此，路面设计中采用回弹模量作为土基抗压强度的指标。
3.目前，各等级公路土基回弹模量的测试方法及测试装置主要参照《公路路基路面现场测试规程》(itg 3450
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2019)中t 0943
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2008执行。该方法适用于在现场土基表面，通过承载板测试装置对土基逐级加载、卸载的方法，测出每级荷载下相应的土基回弹变形值，通过计算求得土基回弹模量。规范中的测试装置虽然能够有效地测出相关变形值，从而得到土基回弹模量，但仍然存在一定的局限性，具体如下：
4.1、适用性一般。规范中的测试装置由于整体高度及立柱的限制，一般情况下，要求测试装置及贝克曼梁位于同一平面，同时测试作业面相对开阔平坦，多用于新建道路中。
5.2、可操作性一般。在改扩建项目中，受测试作业面的影响，此装置的应用相对困难。
6.3、安全性较差。实际工程应用中，遇到基坑测点，多对该装置进行临时改装或扩大作业面，例如：在千斤顶及承载板间增加多层垫块，以提升测试装置高度，方便操作；加大基坑开挖面积，将贝克曼梁引入测点处。临时增加垫块，操作过程中的稳定性及安全性无法保障；加大基坑开挖面积，费时费工，同时还大大增加交通安全风险。因此，在特定的应用条件下，临时改装后的设备安全性较差。
7.针对以上不足，亟需针对规范中的承载板试验现场测试装置进行改造升级，以提升承载板现场测试装置的适用性及可操作性，降低其使用过程中的安全风险。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种用于现场土基回弹模量测试的承载板装置，使得可以解决承载板试验现场测试装置适用性一般、可操作性一般以及安全性较差的问题。
9.为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种用于现场土基回弹模量测试的承载板装置，包括测量组件，测量组件包括测力计和加载千斤顶，测力计设于加载千斤顶的上方，加载千斤顶与测力计的底端抵接设置；垫接组件，垫接组件包括两个垫片和一个垫桶，两个垫片分别与垫桶的两端固定连接，且两个垫片的表面均垂直于垫桶的轴线设置，其中垫桶一端的垫片与加载千斤顶抵接设置；稳定组件，稳定组件包括承载板、立柱和支座，承载板放置于地面，以使垫桶远离加载千斤顶的一端垫片与承载板抵接，立柱设于承
载板朝向垫桶的表面，且垂直于承载板的表面设置，支座与立柱远离承载板的一端转动连接。
10.另外，加载千斤顶与测力计之间夹设有支撑钢板和球座，测力计的底部与支撑钢板的一侧表面抵接，支撑钢板的另一侧表面与球座抵接，球座远离支撑钢板的一侧与加载千斤顶抵接。通过在加载千斤顶与测力计之间夹设有支撑钢板和球座，测力计的底部与支撑钢板的一侧表面抵接，支撑钢板的另一侧表面与球座抵接，球座远离支撑钢板的一侧与加载千斤顶抵接，使得支撑钢板和球座可以对加载千斤顶与测力计提供较好的支撑作用，提高测力计的测量准确性。
11.另外，球座与加载千斤顶之间夹设有支撑钢桶。通过在球座与加载千斤顶之间夹设支撑钢桶，使得球座可以与待测量的地面之间具有较高的高度，便于测量装置适用于多种测量环境。
12.另外，立柱有两个，对应的支座有两个，每个支座分别与一个立柱连接。通过设置立柱有两个，对应的支座有两个，每个支座分别与一个立柱连接，使得两个立柱同时对承载板进行限位和固定作用，提高承载板的稳定性。
13.另外，承载板朝向垫桶的表面设有多个螺孔，立柱与承载板连接的一端设有螺纹，以使立柱与承载板配合固定。通过在承载板朝向垫桶的表面设有多个螺孔，立柱与承载板连接的一端设有螺纹，以使立柱与承载板配合固定，使得立柱与承载板之间通过螺纹固定连接，便于测量过程中的安装与测量完成后的拆卸，提高测量效率。
14.另外，垫桶的高度设置在60
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80cm范围之内。通过设置垫桶的高度在60
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80cm范围之内，使得垫桶可以适用于多种测量环境之中，提高装置整体的使用范围。
15.另外，立柱的高度设置在90
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110cm范围之内。通过设置立柱的高度在90
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110cm范围之内，使得立柱可以适用于多种测量环境之中，提高装置整体的使用范围。
16.另外，测力计远离加载千斤顶的一端与加筋横梁固定连接。通过设置测力计远离加载千斤顶的一端与加筋横梁固定连接，使得测力计具有较好的稳定性，防止测力计在测量过程中发生倾倒。
17.本实用新型实施方式相对于现有技术而言，通过在加载千斤顶和承载板之间设置垫桶与垫片，同时在承载板两侧设置立柱，使得在测量过程中可以根据实际测量环境，方便快捷的调整加载千斤顶与承载板之间的距离，便于在多种测量环境中使用，在不影响装置本身的精确性及稳定性的同时具有改造方便简单的有点。同时，改造用的材料均采用装置现用同等材质或钢材，耐久性及强度均满足受力要求，整体而言较为经济实惠。本实用新型中的用于现场土基回弹模量测试的承载板装置，在使用过程中不受测点作业面的限制，新建及改扩建工程均可同等使用，同时操作过程中的稳定性及安全性有了较大的提高。
附图说明
18.图1是根据本实用新型的第一实施方式中一种用于现场土基回弹模量测试的承载板装置的结构示意图；
19.图2是根据本实用新型的第一实施方式垫接组件的结构示意图；
20.图3是根据本实用新型的第一实施方式中立柱与支座的结构示意图。
具体实施方式
21.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术所要求保护的技术方案。
22.回弹模量是指路基，路面及筑路材料在荷载作用下产生的应力与其相应的回弹应变的比值，土基回弹模量表示土基在弹性变形阶段内，在垂直荷载作用下，抵抗竖向变形的能力，如果垂直荷载为定值，土基回弹模量值愈大则产生的垂直位移就愈小；如果竖向位移是定值，回弹模量值愈大，则土基承受外荷载作用的能力就愈大，因此，路面设计中采用回弹模量作为土基抗压强度的指标。
23.目前，各等级公路土基回弹模量的测试方法及测试装置主要参照《公路路基路面现场测试规程》(itg 3450
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2019)中t 0943
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2008执行。该方法适用于在现场土基表面，通过承载板测试装置对土基逐级加载、卸载的方法，测出每级荷载下相应的土基回弹变形值，通过计算求得土基回弹模量。规范中的测试装置虽然能够有效地测出相关变形值，从而得到土基回弹模量，但仍然存在一定的局限性，具体如下：
24.1、适用性一般。规范中的测试装置由于整体高度及立柱的限制，一般情况下，要求测试装置及贝克曼梁位于同一平面，同时测试作业面相对开阔平坦，多用于新建道路中。
25.2、可操作性一般。在改扩建项目中，受测试作业面的影响，此装置的应用相对困难。
26.3、安全性较差。实际工程应用中，遇到基坑测点，多对该装置进行临时改装或扩大作业面，例如：在千斤顶及承载板间增加多层垫块，以提升测试装置高度，方便操作；加大基坑开挖面积，将贝克曼梁引入测点处。临时增加垫块，操作过程中的稳定性及安全性无法保障；加大基坑开挖面积，费时费工，同时还大大增加交通安全风险。因此，在特定的应用条件下，临时改装后的设备安全性较差。
27.针对以上不足，亟需针对规范中的承载板试验现场测试装置进行改造升级，以提升承载板现场测试装置的适用性及可操作性，降低其使用过程中的安全风险。
28.本实用新型的第一实施方式涉及一种用于现场土基回弹模量测试的承载板装置，如图1至图3所示,用于现场土基回弹模量测试的承载板装置包括测量组件100、垫接组件200和稳定组件300。测量组件100包括测力计110和加载千斤顶120，测力计110设于加载千斤顶120的上方，加载千斤顶120与测力计110的底端抵接设置。垫接组件200包括两个垫片210和一个垫桶220，两个垫片210分别与垫桶220的两端固定连接，且两个垫片210的表面均垂直于垫桶220的轴线设置，其中垫桶220一端的垫片210与加载千斤顶120抵接设置。稳定组件300包括承载板310、立柱320和支座330，承载板310放置于地面，以使垫桶220远离加载千斤顶120的一端垫片210与承载板310抵接，立柱320设于承载板310朝向垫桶220的表面，且垂直于承载板310的表面设置，支座330与立柱320远离承载板310的一端转动连接。
29.测量过程中，对于测量位置地势较低并与周围地面表面形成井形的测量位置，可以将承载板310放置于待测量的地面，立柱320朝上设置，支座330自立柱320沿水平方向延伸，与其他基座固定连接，以保证测量装置整体的稳定性。之后将两侧设有垫片210的垫桶
220竖直放置于承载板310上方，并在朝向上方的垫片210上继续放置加载千斤顶120与测力计110，以进行测量。
30.可以理解，支座330是一根由l型钢制成的横杆，支座330的一端与立柱320远离承载板310的一端连接，并平行于地面设置，另一端与基座固定连接，以使承载板310在测量时不会相对地面发生位移，提高测量的精确程度。
31.可以理解，基座是设置于地面的稳定设备，可以是测量车，也可以是测量仪器，通过支座330将基座与承载板310相对固定，以保证测量的准确程度。
32.值得一提的是，通过将支座330与立柱320远离承载板310的一端设置为旋转连接，在安装或拆卸测量设备时，通过旋转支座330，使得支座330伸展或收起，以便于安装或拆卸，提高测量效率。如，当需要进行测量时，将支座330转动至与地面平行的方向上，然后利用支座330与其它设备连接，从而增加立柱320及承载板310的稳定性。当测量完毕时，将支座330转动至与立柱320平行的位置，以便于收纳。
33.本实施例中的用于现场土基回弹模量测试的承载板310装置可以基于原有的测量装置进行改造，以节省成本，同时具有较广的适用范围。改造时，在原有的承载板310与加载千斤顶120之间增加垫桶220与垫片的组合，同时加长承载板310两侧的立柱320，其中垫桶220两侧的垫板可以焊接在垫桶220的两端，与垫桶220形成一个整体，以保证装置整体的稳定性。立柱320与承载板310的连接方式及相应的螺纹深度、直径等尺寸维持原设计不变，立柱320的材质与原立柱320采用同等材质，便于在原有的装置上进行改造，节省成本。
34.本实施例中，通过在加载千斤顶120和承载板310之间设置垫桶220与垫片210，同时在承载板310两侧设置立柱320，使得在测量过程中可以根据实际测量环境，方便快捷的调整加载千斤顶120与承载板310之间的距离，便于在多种测量环境中使用，在不影响装置本身的精确性及稳定性的同时具有改造方便简单的有点。同时，改造用的材料均采用装置现用同等材质或钢材，耐久性及强度均满足受力要求，整体而言较为经济实惠。本实用新型中的用于现场土基回弹模量测试的承载板310装置，在使用过程中不受测点作业面的限制，新建及改扩建工程均可同等使用，同时操作过程中的稳定性及安全性有了较大的提高。
35.加载千斤顶120与测力计110之间夹设有支撑钢板130和球座140，测力计110的底部与支撑钢板130的一侧表面抵接，支撑钢板130的另一侧表面与球座140抵接，球座140远离支撑钢板130的一侧与加载千斤顶120抵接。通过在加载千斤顶120与测力计110之间夹设有支撑钢板130和球座140，测力计110的底部与支撑钢板130的一侧表面抵接，支撑钢板130的另一侧表面与球座140抵接，球座140远离支撑钢板130的一侧与加载千斤顶120抵接，使得支撑钢板130和球座140可以对加载千斤顶120与测力计110提供较好的支撑作用，提高测力计110的测量准确性。
36.球座140与加载千斤顶120之间夹设有支撑钢桶150。通过在球座140与加载千斤顶120之间夹设支撑钢桶150，使得球座140可以与待测量的地面之间具有较高的高度，便于测量装置适用于多种测量环境。
37.立柱320有两个，对应的支座330有两个，每个支座330分别与一个立柱320连接。通过设置立柱320有两个，对应的支座330有两个，每个支座330分别与一个立柱320连接，使得两个立柱320同时对承载板310进行限位和固定作用，提高承载板310的稳定性。
38.承载板310朝向垫桶220的表面设有多个螺孔，立柱320与承载板310连接的一端设
有螺纹，以使立柱320与承载板310配合固定。通过在承载板310朝向垫桶220的表面设有多个螺孔，立柱320与承载板310连接的一端设有螺纹，以使立柱320与承载板310配合固定，使得立柱320与承载板310之间通过螺纹固定连接，便于测量过程中的安装与测量完成后的拆卸，提高测量效率。
39.垫桶220的高度设置在60
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80cm范围之内。通过设置垫桶220的高度在60
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80cm范围之内，使得垫桶220可以适用于多种测量环境之中，提高装置整体的使用范围。
40.立柱320的高度设置在90
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110cm范围之内。通过设置立柱320的高度在90
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110cm范围之内，使得立柱320可以适用于多种测量环境之中，提高装置整体的使用范围。
41.测力计110远离加载千斤顶120的一端与加筋横梁400固定连接。通过设置测力计110远离加载千斤顶120的一端与加筋横梁400固定连接，使得测力计110具有较好的稳定性，防止测力计110在测量过程中发生倾倒。
42.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
43.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。