專利名稱：一種異形樁截面尺寸測量工具及其測量方法
一種異形樁截面尺寸測量工具及其測量方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種異形樁截面尺寸測量工具及其測量方法。
背景技術(shù)：
在高速公路、高速鐵路等軟土地基處理工程領(lǐng)域中，通過改變混凝土樁橫截面形式，提高單位材料強(qiáng)度利用率、在節(jié)省建筑材料用量的同時提高樁基承載力是研究人員長期關(guān)注的重要課題之一。在本發(fā)明之前，中國專利“一種Y形砼灌注樁”，專利號 ZL01221710公開了一種側(cè)表面積大、承載能力強(qiáng)且工藝簡單、制造成本低、對環(huán)境污染小的 Y形砼灌注異形樁，樁體橫斷面呈Y形，斷面外包圓直徑在0. 5^2米之間，樁長度在5 35米之間。此外，中國專利“現(xiàn)澆X形鋼筋混凝土樁施工方法”，專利號ZL200710020306. 3，和 “現(xiàn)澆X形樁沉模裝置”專利號ZL200720036892. 6，公開了采用現(xiàn)澆的辦法制成橫截面形狀為類似英文字母X形的橫截面異形樁。這類樁型通過改變橫截面形狀來提高樁側(cè)比表面積，提高樁側(cè)表面與樁周土體之間的側(cè)向摩擦力，從而提高單位混凝土材料強(qiáng)度利用率、 提高等混凝土用量情況下樁基承載力，且該新型樁施工工藝簡單、可操作性強(qiáng)，便于質(zhì)量控制、檢測，單樁承載力高；在高速公路、市政工程等軟土地基處理工程中得到了廣泛地應(yīng)用。
Y形樁和X形樁均屬于異形樁，樁身橫截面存在一凹弧段。作為振動沉管樁中的一類，混凝土灌注過程中有一定量的充盈，導(dǎo)致現(xiàn)場澆注的Y形樁或X形樁橫截面尺寸與設(shè)計截面尺寸存在差別，即凹弧段的弧度和半徑會與設(shè)計值相比有所變化，因此現(xiàn)場開挖檢測樁截面的成形形狀是異形樁質(zhì)量檢測的手段之一?；炷恋某溆禂?shù)與樁周土壓力有關(guān)，一般靠近地表樁周土壓力小，混凝土充盈系數(shù)大，遠(yuǎn)離地表深度越深，土壓力越大，混凝土充盈系數(shù)越小，因此樁體開挖后需要測量沿樁身不同位置的截面尺寸，即對樁截面形狀的測量包括樁頂測量和樁身測量。樁頂測量直接采用普通的尺子量測樁頂各部位尺寸即可，簡單易行；但樁身測量難度較大，由于存在凹弧段，因此不能用普通的尺子量測樁截面尺寸。目前這一技術(shù)難題在工程中尚未解決
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種測量異形樁任意深度截面尺寸的現(xiàn)場測量工具和測量方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種異形樁截面尺寸測量工具， 包括邊緣帶有均設(shè)置刻度的主尺、副尺、次尺，主尺的一端和副尺的一端通過連接軸連接， 套在連接軸上的主尺端設(shè)有0° 360°的圓弧刻度；連接軸與副尺固定在一起，并在連接軸端面設(shè)有指針，其指針方向與副尺方向一致；主尺和次尺通過活動連接扣連接，其次尺可以沿主尺方向滑動，也可沿垂直于主尺的方向滑動；其活動連接扣側(cè)面設(shè)置水準(zhǔn)泡。
所述次尺的一端設(shè)置成尖角狀，使尺端與被測物體形成點(diǎn)接觸，提高精度。
所述活動連接扣由透明的材料制成，使測量時不擋住刻度，可用有機(jī)玻璃制作?；顒舆B接扣在相互正交的兩個方向分別開有兩個連接孔，主尺穿過上面的一個連接孔，次尺穿過下面的一個連接孔。
本發(fā)明一種異形樁截面尺寸現(xiàn)場測量方法包括以下步驟步驟1，開挖裸露被測異形樁，并確定樁身需要測量尺寸的截面位置，做好標(biāo)記； 步驟2，將主尺帶刻度的一邊緊貼異形樁一凹弧段的兩端點(diǎn)，主尺靠近連接軸的一端與凹弧段一端點(diǎn)對齊，然后并調(diào)整主尺水平位置，使水準(zhǔn)泡居中；步驟3，轉(zhuǎn)動副尺，使其帶刻度的一邊緊貼相鄰兩凹弧間的直線面，記錄指針指向的弧度數(shù)和副尺數(shù)值；步驟4，記錄主尺上數(shù)值，其數(shù)值為弦長，即異形樁凹弧段兩端點(diǎn)的直線距離，并確定弦中點(diǎn)的位置；步驟5，調(diào)整次尺在主尺上的位置，即活動連接扣通過主尺連接孔在主尺上滑動，帶動次尺滑動，直到次尺的刻度邊到達(dá)所述的弦中點(diǎn)位置；步驟6，使次尺通過活動連接扣的次尺連接孔滑動，沿垂直于主尺的方向滑動，直到次尺的尖角端與凹弧段樁體完全接觸，記錄次尺數(shù)值，該數(shù)值為弦中點(diǎn)到凹弧段中點(diǎn)的距 1 ；步驟7，移動該測量工具到下一個凹弧段位置，重復(fù)步驟(2) (6)，直到所有凹弧段測量完畢。
步驟8，通過測量得到的數(shù)值計算截面幾何尺寸。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于巧妙地通過主尺、副尺、次尺之間的連接配合，實(shí)現(xiàn)了異形截面尺寸的測量，解決了現(xiàn)場異形樁截面測量難題。在主尺上設(shè)置水準(zhǔn)泡，保證了測量時各標(biāo)尺始終處在水平面位置。 主尺和副尺之間可形成0° 360°的角度，測量范圍大。測量時各標(biāo)尺與異形樁截面外輪廓上的點(diǎn)或邊緊密貼合，直接從標(biāo)尺上讀數(shù)得到幾何參數(shù)，測量精度高。本發(fā)明裝置除了可用來測量現(xiàn)澆X形樁或Y形樁截面尺寸外，也可以用來測量其他任何帶有凹弧段異形結(jié)構(gòu)的截面尺寸。該測量工具和方法簡單實(shí)用。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以具體實(shí)施方式
為限，而是由權(quán)利要求加以限定。


圖1本發(fā)明測量工具示意圖； 圖2圖1中A位置局部放大圖； 圖3活動連接扣三維示意圖；圖4現(xiàn)澆X形樁任意深度截面尺寸測量示意圖；圖5現(xiàn)澆X形樁截面第一個直線邊和第一個圓弧邊尺寸測量平面示意圖； 圖6現(xiàn)澆X形樁截面第二個直線邊和第二個圓弧邊尺寸測量平面示意圖； 圖7現(xiàn)澆X形樁截面第三個直線邊和第三個圓弧邊尺寸測量平面示意圖； 圖8現(xiàn)澆X形樁截面第四個直線邊和第四個圓弧邊尺寸測量平面示意圖。
圖中1為主尺，2為副尺，3為次尺，4為連接軸，5為活動連接扣，6為指針，7為圓弧刻度，8為次尺連接孔，9為主尺連接孔，10為水準(zhǔn)泡；11為X形樁。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2和圖3所示，一種異形樁截面尺寸測量工具，包括邊緣帶有均設(shè)置刻度的主尺(1)、副尺(2)、次尺(3)，主尺(1)的一端和副尺(2)的一端通過連接軸(4)連接， 連接軸(4)與副尺(2)固定為一整體。連接軸(4)正好套入主尺(1)上的圓形連接孔，使主尺(1)和副尺(2)之間可相互轉(zhuǎn)動。套在連接軸(4)上的主尺(1)端設(shè)有0° 360°的圓弧刻度(7);當(dāng)主尺(1)和副尺(2)重疊時，指針(6)指向的讀數(shù)為0，當(dāng)主尺(1)和副尺(2) 不重疊時，指針(6)讀數(shù)表示兩尺形成的夾角。連接軸(4)與副尺(2)固定在一起，并在連接軸(4)端面設(shè)有指針(6)，其指針(6)方向與副尺(2)方向一致；主尺(1)和次尺(3)通過活動連接扣(5)連接，活動連接扣(5)在相互正交的兩個方向分別開有兩個連接孔，主尺 (1)穿過上面的一個主尺連接孔(9)，次尺(3)穿過下面的一個次尺連接孔(8)，這樣，次尺 (3 )可以沿主尺(1)方向滑動，也可沿垂直于主尺(1)的方向滑動。在活動連接扣(5 )表面設(shè)置水準(zhǔn)泡(10)，用來調(diào)節(jié)標(biāo)尺的水平位置。
以下通過現(xiàn)澆X形樁的截面尺寸測量進(jìn)行分析。如圖壙圖8所示，一種現(xiàn)澆X形樁截面尺寸現(xiàn)場測量方法包括以下步驟步驟1，開挖裸露被測異形樁(11)，并確定樁身需要測量尺寸的截面位置，做好標(biāo)記；步驟2，將主尺(1)帶刻度的一邊緊貼異形樁(11) 一凹弧段的兩端點(diǎn)，主尺(1)靠近連接軸(4)的一端與凹弧段一端點(diǎn)對齊，然后并調(diào)整主尺(1)水平位置，使水準(zhǔn)泡(10)居中； 步驟3，轉(zhuǎn)動副尺(2)，使其帶刻度的一邊緊貼相鄰兩凹弧間的直線面，讀指針(6)指向的弧度數(shù)Cl，并讀副尺(2)讀數(shù)，得到直線段長度Ll ；步驟4，記錄主尺(1)上數(shù)值，其數(shù)值為弦長L2+L4，即異形樁(11)凹弧段兩端點(diǎn)的直線距離，并確定弦中點(diǎn)的位置；步驟5，調(diào)整次尺(3 )在主尺(1)上的位置，S卩活動連接扣(5 )通過主尺連接孔(9 )在主尺(1)上滑動，帶動次尺(3)滑動，直到次尺(3)的刻度邊到達(dá)弦的中點(diǎn)位置，即L2=L4 ；步驟6，使次尺(3 )通過活動連接扣(5 )的次尺連接孔(8 )滑動，沿垂直于主尺(1)的方向滑動，直到次尺(3)的尖角端與凹弧段樁體完全接觸，記錄次尺(3)數(shù)值，該數(shù)值為弦中點(diǎn)到凹弧段中點(diǎn)的距離L3;步驟7，移動該測量工具到下一個凹弧段位置，重復(fù)步驟(2) (6)，直到所有凹弧段測量完畢，得到以下尺寸的數(shù)值L1、L2、L4、L3、Cl、L5、L6、L8、L7、C2、L9、LlO (=L12)、LlU C3、L13、L14 (=L16)、L15、C4，其中 L2=L4、L6=L8、L10=L12、L14=L16 ； 步驟8，計算截面幾何尺寸。
周長C的計算方法為
權(quán)利要求
1.一種異形樁截面尺寸測量工具，包括邊緣帶有均設(shè)置刻度的主尺(1)、副尺(2)、次尺(3)，其技術(shù)特征在于主尺(1)的一端和副尺(2)的一端通過連接軸(4)連接，套在連接軸(4)上的主尺(1)端設(shè)有0° 360°的圓弧刻度(7);連接軸(4)與副尺(2)固定在一起， 并在連接軸(4)端面設(shè)有指針(6)，其指針(6)方向與副尺(2)方向一致；主尺(1)和次尺 (3 )通過活動連接扣(5 )連接，其次尺(3 )可以沿主尺(1)方向滑動，也可沿垂直于主尺(1) 的方向滑動；其活動連接扣(5)側(cè)面設(shè)置水準(zhǔn)泡(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異形樁截面尺寸測量工具，其特征在于次尺(3)的一端設(shè)置成尖角狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異形樁截面尺寸測量工具，其特征在于活動連接扣(5) 由透明的材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異形樁截面尺寸測量工具，其特征在于其活動連接扣(5)在相互正交的兩個方向分別開有兩個連接孔，主尺(1)穿過上面的一個主尺連接孔 (9)，次尺(3)穿過下面的一個次尺連接孔(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異形樁截面尺寸測量工具的測量方法包括以下步驟 步驟1，開挖裸露被測異形樁(11)，并確定樁身需要測量尺寸的截面位置，做好標(biāo)記； 步驟2，將主尺(1)帶刻度的一邊緊貼異形樁(11) 一凹弧段的兩端點(diǎn)，主尺(1)靠近連接軸(4)的一端與凹弧段一端點(diǎn)對齊，然后并調(diào)整主尺(1)水平位置，使水準(zhǔn)泡(10)居中； 步驟3，轉(zhuǎn)動副尺(2)，使其帶刻度的一邊緊貼相鄰兩凹弧間的直線面，記錄指針(6)指向的弧度數(shù)和副尺(2)數(shù)值；步驟4，記錄主尺(1)上數(shù)值，其數(shù)值為弦長，即異形樁(11)凹弧段兩端點(diǎn)的直線距離， 并確定弦中點(diǎn)的位置；步驟5，調(diào)整次尺(3 )在主尺(1)上的位置，S卩活動連接扣(5 )通過主尺連接孔(9 )在主尺(1)上滑動，帶動次尺(3)滑動，直到次尺(3)的刻度邊到達(dá)所述的弦中點(diǎn)位置；步驟6，使次尺(3 )通過活動連接扣(5 )的次尺連接孔(8 )滑動，沿垂直于主尺(1)的方向滑動，直到次尺(3)的尖角端與凹弧段樁體完全接觸，記錄次尺(3)數(shù)值，該數(shù)值為弦中點(diǎn)到凹弧段中點(diǎn)的距離；步驟7，移動該測量工具到下一個凹弧段位置，重復(fù)步驟(2) (6)； 步驟8，通過測量得到的數(shù)值計算截面幾何尺寸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異形樁截面尺寸測量工具及其測量方法，包括邊緣帶有均設(shè)置刻度的主尺、副尺、次尺，主尺的一端和副尺的一端通過連接軸連接，套在連接軸上的主尺端設(shè)有0°~360°的圓弧刻度；連接軸與副尺固定在一起，并在連接軸端面設(shè)有指針，其指針方向與副尺方向一致；主尺和次尺通過活動連接扣連接，其次尺可以沿主尺方向滑動，也可沿垂直于主尺的方向滑動；其活動連接扣側(cè)面設(shè)置水準(zhǔn)泡。巧妙地通過主尺、副尺、次尺之間的連接配合，實(shí)現(xiàn)了異形截面尺寸的測量，解決了現(xiàn)場異形樁截面測量難題。
文檔編號G01B5/26GK102506639SQ20111034653
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者丁選明, 姜朋明, 王麗艷, 王炳輝 申請人:江蘇科技大學(xué)