專利名稱：澆灌分流器及受監(jiān)控混凝土椿形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系相關(guān)于一種澆灌分流器，以及用于形成混凝土椿及具有應變計 與傳感器預先鑄于其中之結(jié)構(gòu)的方法。此型態(tài)的樁系敘述于申請人先前一起申請之美國專利申請案，公開號第US2006/0021447號。
技術(shù)背景有需要提供一種更有效率且更具成本效益的方法，以灌注以及制造如此 的混凝土結(jié)構(gòu)，另外，亦有需要保護一嵌入式監(jiān)控結(jié)構(gòu)在灌注以及制造程序 期間不受到損害，而同時間仍維持快速且有效率的建造。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，這些目的系可透過使用相關(guān)聯(lián)于灌注該等受監(jiān)控樁的一澆 注分流器而加以滿足。根據(jù)本發(fā)明的方法包括，設置復數(shù)個形成為一形狀構(gòu) 造的鋼絞線，然后，將一具有至少一傳感器的懸浮集合連接至該等樁鋼絞線 的至少其中之一，以使得該至少一傳感器位在一樁核心區(qū)域之中，接著，一 澆注分流器，具有一大致V型架構(gòu)，系會被設置在該懸浮集合的上方，而混 凝土則是會在該澆注分流器的上方進行該形狀構(gòu)造的澆注，以使得混凝土流 可被分開，并向下流至該懸浮集合的二側(cè)上，直到該至少一傳感器被覆蓋為 止，然后，該澆注分流器會在完成該灌注后被移除。較佳地是，該澆注分流器被提供規(guī)格，在其被設置于形成該樁的該混凝 土之中前，于該澆注期間支持、或遮蔽一天線集合。因此，根據(jù)本發(fā)明的該方法以及澆注分流器提供了一種具經(jīng)濟效應的方 式，以保護傳感器、懸浮集合、以及相關(guān)之線路不受到澆注期間之一直接混 凝土流的損害，而此損害則是在該混凝土澆灌完成后即無法矯正，并且，通 常會一直維持未知，直到該受監(jiān)控之樁進行測試為止，所以，此系減少了缺 點，并且不會在灌注該等樁時，負面地影響生產(chǎn)力、或是生產(chǎn)量，另外，該分流器亦會提供一裝置，以幫助混凝土以不發(fā)生空洞、且穩(wěn)定的方式快速地 進入以及環(huán)繞傳感器，且不會讓傳感器遭受到流動相關(guān)的應力。


圖1:其系顯示在為了形成樁而將混凝土灌注進入形成為一樁形狀構(gòu)造之鋼 絞線中之前，該等樁形狀構(gòu)造之鋼絞線的一透視圖；圖2:其系顯示在混凝土灌注進入該形狀構(gòu)造后，該樁形狀構(gòu)造的一透視圖； 圖3:其系為圖l該樁形狀構(gòu)造的一剖面圖，以顯示根據(jù)本發(fā)明的一較佳實 施例，位在用于設置該樁中之傳感器的一 U型桿懸浮集合上的該等鋼絞線以 及一灌注分流器；圖4:其系為圖3中所示之該澆注分流器的一透視圖； 圖5:其系顯示圖4之該澆注分流得一側(cè)面正視圖； 圖6:其系顯示圖4之該澆注分流得一前方正視圖； 圖7:其系顯示圖4之該澆注分流得一受方正視圖； 圖8:其系顯示圖4之該澆注分流得一上視圖；圖9:根據(jù)系顯示本發(fā)明的較佳實施例，在混凝土灌注前， 一樁之一部分的 一透視圖，其系包括一U型桿懸浮集合以及一澆注分流器； 圖10:其顯示圖9之該樁部分的一前方正視圖； 圖11:其顯示圖9之該樁部分的一側(cè)面正視圖；圖12:其系顯示本發(fā)明的較佳實施例，在混凝土灌注前， 一樁之一部分的一 透視圖，其系包括一U型桿懸浮集合， 一天線/無線設備集合，以及一澆注分 流器；圖13:其顯示圖12之該樁部分的一前方正視圖； 圖14:其顯示圖12之該樁部分的一側(cè)面正視圖；圖15:其系為顯示位在一樁之中， 一頂端傳感器封裝以及一具有一表面設置 天線之頂部傳感器封裝的一側(cè)視圖；圖16:其系顯示圖15中該樁沿著線16-16的一剖面圖； 圖17:其系顯示圖15中該樁沿著線17-17的一剖面圖； 圖18:其系顯示傳感器的一懸浮集合的一平面圖；圖19:其系顯示圖18之該懸浮集合不具有一無線設備時的一側(cè)視圖，較佳地是，用于一樁的頂端；圖20:其系圖18之該懸浮集合具有一無線設備時的側(cè)視圖，其用于與一天 線相連接，進而自傳感器傳輸樁數(shù)據(jù)；圖21:其系顯示根據(jù)一另一實施例，用于圖15至圖17之該樁中的一天線的 一上視圖；圖22:其系顯示圖21之該天線集合的一側(cè)視圖；圖23:其系顯示一樁形狀構(gòu)造的一透視圖，其中系具有鋼絞線， 一位在該等鋼絞線之間的懸浮集合，以及位在一落于該懸浮集合上方之軌道上的澆注分流器；圖24:其系顯示根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例， 一種澆注一樁之方法的一流程圖； 以及圖25:其系顯示根據(jù)本發(fā)明一另一較佳實施例， 一種澆注一樁之方法的一流 程圖。
具體實施方式
在接下來的敘述之中，某些詞匯的使用僅是為了便利而非限制。用詞"右 邊"，"左邊"，"頂部"，以及"底部"乃是用以指出做為參考之圖式中的方向， 用詞"一"以及"一個"則是定義為(除非有特別地敘述)包括一、或多個 所指的對象，此詞匯系包括上述特別提及的用詞，其衍生，以及類似含意的 用詞。另外，會跟隨著二、或多個對象，例如，A， B，或C，列表的詞組"至 少一"乃是用以表示A， B，或C的其中任何一個，以及其任何的組合。與本 申請案申請人相同之美國專利申請案第11/188， 492號，公開號第 US2006/0021447號則是揭示了相關(guān)于下列敘述的內(nèi)容，并完全于文中并入做請參閱圖1，其系顯示用于一樁IO之形成為一樁形狀構(gòu)造14的鋼絞線 12，且是在為了形成該樁10而將混凝土灌注進入該形狀構(gòu)造14中之前的情 形，其中，系顯示傳感器16以及一用以在裝置期間、或之后、自該樁傳送數(shù) 據(jù)的天線集合18，其系利用，較佳地是，扎帶、或是類似的支持裝置而連接 至該等鋼絞線12、或懸浮于該等鋼絞線12之上，傳感器以及天線系較佳地 利用一直接無線數(shù)據(jù)傳輸方式而傳輸嵌入于該等樁之中之該等傳感器所收集的數(shù)據(jù)，進而用于監(jiān)控該等樁，正如于接下來所詳述的一樣，以在裝設該樁 時、及/或該樁的所有使用期間內(nèi)進行監(jiān)控，另也可用于儲存有關(guān)樁的數(shù)據(jù)。圖1系顯示一天線集合60的一第一實施例，其亦包括一無線設備，暫時 地位在該等樁鋼絞線12的頂部之上，且其將會漂浮于該被灌注進該形狀構(gòu)造 中的混凝土之中，因此，該天線/無線設備集合60的一頂部表面就會位在該 樁的一表面之上，此外，該等傳感器16系會被依附至一較佳的懸浮集合，正 如接下來會更進一步詳細敘述的，以將該等傳感器16設在該等樁鋼絞線12 之間。圖2系顯示在該混凝土已經(jīng)澆注之后，灌注于該形狀構(gòu)造14中的該樁 10。 一般而言，在該樁打入之前、期間、及/或之后，該天線18的表面會維 持齊平，并且會為了信號傳輸而暴露出來，另外，該天線/無線設備集合60 的蓋子64也會維持暴露出來，再者，其亦有可能可以移除該天線18，并且 將該天線并入電子模塊殼體61的該蓋子64之中。正如在圖3中所顯示，根據(jù)本發(fā)明，一 U型桿懸浮集合120系一般而言 較佳地被垂直安裝在該樁形狀構(gòu)造14之中，以有利于位在其上之傳感器的快 速、精準、以及可重復設置，較佳地是，此包括一加速度計122以及一應變 計(strain gauge) 124，其必須在該樁的核心位置處以剖面地方式設置，該 U型桿懸浮集合120系較佳地為裝載的彈簧(spring loaded),并提供重復 地在該樁形狀構(gòu)造14之核心區(qū)域的一中心范圍內(nèi)設置該等傳感器，同時間， 最小化需要手動測量的需求，以及為了使得在接續(xù)打入該樁的期間能夠有準 確的加速度測量而將該加速度計維持在直角于該樁長邊的位置。而該U型桿 懸浮集合的較佳實施例以及其較佳安裝方式則是詳細敘述于并入?yún)⒖嫉腢S 專利申請案第11/188， 492號。在安裝于圖1至圖3中所顯示的該等傳感器時，所會遭遇到的一個問題 是，在澆注混凝土的期間，由于通過該等傳感器122， 124之流體混凝土的一 直接貫流所造成的應力以及強度，系有損害以及移動該等傳感器122， 124 以及線路的潛在可能性，另外，該懸浮集合120亦存在著會自其位在該等鋼 絞線12之間的測量位置離開的風險，而該等傳感器122， 124的設置位置則 是會于數(shù)據(jù)的完整性而言相當?shù)年P(guān)鍵，再者，當位于水平裝設位置時，會呈 現(xiàn)出必須澆注環(huán)繞混凝土的一大側(cè)面的該天線集合18，其尤其會在澆注程序期間暴露于被損害的嚴重風險之中，典型地，在灌注樁期間，混凝土會以線 性的方式向下灌注至該形狀構(gòu)造的中心，從一端開始，然后在移動至另一端， 其中，該等形狀構(gòu)造系通常會有好幾百呎長，并且會包括多個形成為彼此相接的樁，正如在圖3中所顯示的，在澆注期間，為了讓液態(tài)混凝土分流(以 側(cè)邊對側(cè)邊(side-to-side)的方式)而避開該懸浮集合，因此，在將混凝 土灌注進該形狀構(gòu)造14之前，一澆注分流器70系被放置在該樁10的該等鋼 絞線12的上方，這表示，該混凝土仍然可以以線性的方式被遞送進入該形狀 構(gòu)造，并進入至該形狀構(gòu)造的下方，但在該分流器的位置處，該混凝土澆注 則是會藉由該分流器70而被分開成為二個側(cè)面并排的流體，直到該混凝土到 達足以覆蓋位在該懸浮集合120上方之傳感器122， 124的高度為止。請參閱圖4至圖8，該澆注分流器70系較佳地為V型，具有二分流側(cè)71， 以廣泛地幫助位于其上之流體的順利流動，或者，二者擇一地，該分流器70 可以形成為任何其它適合的形狀，其中，較佳地，可以提供一手握部分72， 以讓攜帶以及設置該分流器70時更便利，另外，狹縫76系較佳地被提供在 該分流器70之兩端75的每一個之上，以使得該分流器能夠接受該天線/無線 設備60與其相對的一結(jié)合部分，正如接下來會討論的，而熟習此領(lǐng)域之人將 能夠了解，亦可以提供其它的天線支持特征，例如，夾鉗、夾制、或是掛鉤， 該分流器70系較佳地建構(gòu)為二個形狀相同、且焊接在一起的金屬部分74， 或者，二者擇一地，該分流器70可以是由木頭、塑料、合成物、或是任何適 合的材質(zhì)、利用適當?shù)亟?gòu)方法所造成而成。請參閱圖9至圖11，根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，所顯示之未進行混凝土 灌注之一樁210的一部分系包括該U型桿懸浮集合120以及該澆注分流器70， 在該樁部分210之中，由于該等鋼絞線212的位置，因此，該U型桿懸浮集 合120系設置為稍微地與垂直方向具有夾角。請參閱圖24，其系顯示用以敘述根據(jù)本發(fā)明之一較佳實施例的一灌注一 樁210的方法400的一流程圖。該方法包括，放置以及拉緊復數(shù)個形成為一 形狀構(gòu)造的樁鋼絞線(步驟402)，并將一包括一、或多個傳感器的懸浮集合 120連接至該等鋼絞線(步驟404)，接著， 一澆注分流器70會放置在該懸浮 集合120上方的中心位置處，較佳地是，與該等鋼絞線212的其中之一、或 多、或是該樁210的內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)相接觸，以在該灌注程序期間保護該等傳感器(步驟406)，然后，混凝土被澆灌進入該形狀構(gòu)造之中(步驟408)，以至 少部分地充填該形狀構(gòu)造，在此，較佳地是，該形狀構(gòu)造被填滿至一剛好位 在該分流器70下方的一高度，或是至少覆蓋該懸浮集合120上方的該傳感器 /應變計，而在澆注程序期間，混凝土則是可以直接地澆注于該分流器70之 上，以將該材料流體分開為并排的兩道流體，進而更徹底地填滿該樁于該懸 浮集合120附近的區(qū)域，再者，于部分填滿該形狀構(gòu)造之后，該澆注分流器 70會被移除(步驟410)，并且，該形狀構(gòu)造會被混凝體完全地填滿至一所需 的高度(步驟412)。請參閱圖12至圖14，根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，所顯示之未被混凝土 灌注前之一樁310的一部分系包括該U型桿懸浮集合120以及該灌注分流器 70。在該灌注部分310之中，由于該等鋼絞線312之位置的關(guān)系，該U型桿 懸浮集合120系被設置為稍微地與垂直夾一角度， 一具有一無線設備的天線 集合60，正如于圖1以及圖2中所顯示者，系會被設置在該U型桿懸浮集合 120的附近，然后，該天線/無線設備集合60的一浮力補償板67系會被排列 于該澆注分流器70的該等夾縫76的其中之一之中，以使得該天線/無線設備 集合60能夠設置為垂直，且落在向外延伸的位置，在此，此位置系減少了該 天線/無線設備60的一水平暴露區(qū)域，因而使得在該澆注程序期間，該天線/ 無線設備集合60將可以盡可能地不會遭受到該澆注的混凝土，因此，藉由將 該等線路以及連接器放置在該分流器70之下側(cè)所形成的空心遮蔽之下，將可 以保護它們不受到損害。請參閱圖15至圖17，其系顯示根據(jù)一另一實施例的一樁360，其中，懸 浮集合120A, 120B (在圖18至圖20中系有其詳細顯示)系被用于將用于該 頂端懸浮集合120A的該等傳感器122， 124、或是用于該頂部懸浮集合120B 的該等傳感器122， 124以及該無線設備160支持于該等鋼絞線362之間的一 中心位置。正如在圖15至圖17中所所顯示的，此系使得一天線集合162的 使用能夠具有一較小的側(cè)面，其中，該天線集合162，如圖21至圖22所顯 示，系較佳地是由聚合物材質(zhì)鎖制成，并較佳地包括一可移除的蓋子164， 以使得能夠接取天線及該無線設備160的供電電池，以及位在該等頂端及頂 部懸浮集合120A， 120B兩者上之該等傳感器122， 124的控制單元，再者， 該頂端傳感器系較佳地接線至與位在該頂部懸浮集合上之該等頂部傳感器座落在一起的該控制單元，并且，來自位于該頂端以及頂部之該等傳感器的數(shù)據(jù)系可以利用該無線設備160以及該天線集合162而進行傳送。請參閱圖25，其系顯示用以敘述根據(jù)本發(fā)明之一較佳實施例的一灌注一 樁310、或360的方法500的一流程圖。該方法500包括，放置以及拉緊復 數(shù)個形成為一形狀構(gòu)造的樁鋼絞線312、 362 (步驟502)，并將包括一、或多 個傳感器122， 124的一懸浮集合120、或是復數(shù)個懸浮集合120A、 120B連 接至該等鋼絞線312的其中之一或多(步驟504)，然后， 一天線集合160、 或162會被連接至該一、或多個傳感器(步驟506)，在此，在圖12至圖14 所顯示的實施例之中，該天線集合會包括該無線設備，而對圖15至圖17的 實施例而言，該天線集合162則是會與該無線設備分開地依附至該頂部懸浮 集合120B，接著， 一澆注分流器70會被放置于該懸浮集合120， 120A， 120B 之上，且可以依靠在該等鋼絞線312的其中一、或多之上，并相連結(jié)而增強， 進而在該澆注程序期間保護該等傳感器(步驟508)，或者可以被支持、或設 置在該形狀構(gòu)造之上，舉例而言，如圖23中所顯示，可以利用一具有可讓該 分流器于澆注不同位置之懸浮集合的期間、在該形狀構(gòu)造上一路滾動的輪子 74的軌道集合72，在此，由于側(cè)壁的引導可以被提供在該形狀構(gòu)造、該軌道 集合72、或是該軌道輪子74上(舉例而言，以類似于火車軌道輪子的形式)， 因此，該軌道72在滾動期間，將可以留在該形狀構(gòu)造之上，此外，藉由使用 位在該形狀構(gòu)造之頂部的側(cè)壁而達到完全的限制，該天線集合162利用一適 當?shù)目舍尫?、或可移除支持器就可以被夾制、或是握持在其于該形狀構(gòu)造中 的齊平設置位置處，并利用該軌道72來限制其位置，因此，其將會大致地與 該樁的一暴露側(cè)表面齊平，所以，該混凝土就可以澆注在其周圍至該形狀構(gòu) 造的填滿高度。接著，該天線集合162將可以被釋放，并且，混凝土會于其 最終位置處進行抹平，因此，該天線集合162就會與該樁的一表面齊平。在圖12至圖14的實施例之中，該天線/無線電設備集合60系會被連接 至該澆注分流器70，并且以該天線/無線電設備60較佳地采用一大致垂直位 置的方式(步驟510)，以降低其于混凝土澆注期間的暴露，另外，該線路、 纜線、以及連接器亦會受到該分流器70所形成之一空心遮蔽的保護。在圖 15至圖17的實施例之中，該天線/無線電設備集合162系較佳地位在該分流 器70下方并于混凝土的澆注期間受其遮蔽，其中， 一混凝土導槽系置中地設置在該分流器上方，然后，混凝土被澆注進入該形狀構(gòu)造(步驟512)到至 少部分填滿該形狀構(gòu)造，并進入且圍繞該等傳感器/應變計，較佳地是，該形 狀構(gòu)造被填滿至恰好在該分流器70下方的一高度，或是至少覆蓋位在該懸浮 集合120， 120A， 120B上方的該等傳感器/應變計，再者，于該澆注程序期間， 混凝土系可以直接灌注于該分流器70的正上方，以填滿該形狀構(gòu)造中鄰近該 懸浮集合120的區(qū)域，而在至少部分填滿該形狀構(gòu)造之后，該灌注分流器70 就會被移除(步驟514)。接著，該天線集合60、或162會移動至側(cè)邊，并且，該形狀構(gòu)造會被混 凝土填滿至所需的高度(步驟516)，接著，該天線集合的頂部表面會被定出， 因此，其會大致地與該被填滿之形狀構(gòu)造中之該樁的暴露側(cè)表面共平面(步 驟518)，此系可以利用一用以形成該天線接著要置入之凹穴的工具而加以達 成，或是也可以在其被填滿至所需高度時，而在該混凝土中將該天線60與該 無線設備設置在一起。在本發(fā)明的較佳實施例之中，除了該蓋子164的頂側(cè)之外，利用可幫助 該天線集合162結(jié)合至濕混凝土的一環(huán)氧化物，該天線集合162系較佳地位 在所有側(cè)邊之上，另外，較佳地是， 一可拋棄式的泡沫材料、橡膠、或等效 的環(huán)系被設置在用于該天線集合162的該蓋子164以及該殼體之頂部的邊緣， 以使得可以在該混凝土一旦變硬時被移開、進而使該蓋子164可被移動，一 旦該混凝土變硬，該蓋子164可被移開而接取位在該天線集合162之中的該 天線、診斷端口、測試點、以及電池。在本發(fā)明的該等較佳實例己于前述進行詳細敘述的同時，本發(fā)明并未被 限制為上述的特殊實施例，而其也僅應被視為舉例之用，另外，本發(fā)明亦可 以發(fā)展更進一步的修飾以及延伸，而所有如此之修飾都將被視為落在本發(fā)明 由所附申請專利范圍所定義的范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種澆注一樁的方法，其特征在于，包括下列步驟設置多個形成為一形狀構(gòu)造的鋼絞線；將一具有至少一傳感器的懸浮集合連接至這些樁鋼絞線的至少其中之一，以使得該至少一傳感器位在一樁核心區(qū)域之中；將一澆注分流器設置在該懸浮集合的上方；將混凝土澆注進入該形狀構(gòu)造；移除該澆注分流器。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，其中，該澆注分流器將落在該澆 注分流器上方的一混凝土流分開，以使得其以該懸浮集合的兩側(cè)的混凝土將 該形狀構(gòu)造填滿，直到該混凝土覆蓋到該至少一傳感器為止。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其更包括，在移除該澆注分流器 之后，利用混凝土完全地填滿該形狀構(gòu)造。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，其更包括下列步驟 將一天線集合連接至該一或多個傳感器；以及將該天線集合連接至該澆注分流器或利用該澆注分流器遮蔽該天線集合。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其更包括，在該混凝土完成澆注 且該分流器被移除后，將該天線集合設置于該形狀構(gòu)造之中，以使其會大致 與該樁的一暴露側(cè)表面齊平。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其更包括，將至少一線路、纜線 或連接器遮蔽于該澆注分流器之下。
7. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其更包括，將該分流器限制于該 形狀構(gòu)造的一側(cè)，以將該天線設置在該樁之一暴露側(cè)表面上的一預定深度。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其更包括，利用一軌道集合而沿 著該樁形狀構(gòu)造移動該澆注分流器。
9. 一種澆注分流器，用以將一混凝土流分流入一形狀構(gòu)造，以形成樁，其特 征在于，該澆注分流器包括二分流器側(cè)，設置為一大致V型的架構(gòu)； 一手持部分，形成在該二側(cè)彼此結(jié)合的一位置；二相對端部，落在這些側(cè)之間。
10. 如權(quán)利要求9所述的澆注分流器，其特征在于，其中，該分流器是由二 相同形狀且彼此焊接在一起的金屬部分所形成。
11. 如權(quán)利要求9所述的澆注分流器，其特征在于，其中，該澆注分流器在 其下方定義一空穴。
12. 如權(quán)利要求9所述的澆注分流器，其特征在于，其中，該手持部分是由 該二分流器側(cè)的一頂部部分中的一夾縫所形成。
13. 如權(quán)利要求9所述的澆注分流器，其特征在于，其中，這些端部包括一 天線支持特征。
全文摘要
一種灌注受監(jiān)控樁的方法以及與該方法相關(guān)聯(lián)之一澆注分流器系加以提供。該方法包括設置復數(shù)個形成為一形狀構(gòu)造的鋼絞線，然后，將一具有至少一傳感器的懸浮集合連接至該等樁鋼絞線的至少其中之一，以使得該至少一傳感器位在一樁核心區(qū)域之中，接著，一澆注分流器，具有一大致V型架構(gòu)，系會被設置在該懸浮集合的上方，而混凝土則是會在該澆注分流器的上方進行該形狀構(gòu)造的澆注，以使得混凝土流可被分開，并向下流至該懸浮集合的二側(cè)上，直到該至少一傳感器被覆蓋為止，然后，該澆注分流器會在完成該灌注后被移除，較佳地是，該澆注分流器有被提供規(guī)，以在其被設置于形成該樁的該混凝土之中前，于該澆注期間支持、或遮蔽一天線集合。
文檔編號B21D47/00GK101330992SQ200680047186
公開日2008年12月24日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者科特·何克特 申請人:美國智慧結(jié)構(gòu)股份有限公司