CN102296594A - 电动履带多功能遥控桩机 - Google Patents

Abstract

这是一种可以同时悬挂多种作业装置的钻孔后能够立刻把确保不弯曲变形的钢筋笼插至钻孔中预定位置的电动履带多功能遥控桩机。其特征是：有四组滑道的立柱下端安装在可以通过油缸在平台前端前后微调移动的平台前伸上，立柱上端顶部滑轮架上装有随动吊臂，桩机电动部分遥控操作。这种遥控桩机的四滑道立柱整体刚度好还可以校直，将长螺旋钻孔能力扩大到钻深达35m孔径1.2m的创纪录水平。立柱前后微调移动功能便于迅速找准桩位，笔直绝对不变形的钢筋笼保证了成桩质量，省去吊装钢筋笼的起重机降低了施工成本。四滑道立柱还为免除维修工徒手攀爬立柱的危险创造了条件。遥控操作节省了人力提高了设备利用率。

Description

电动履带多功能遥控桩机

技术领域

本新型桩机属于工程机械。具体说是一种可以同时悬挂多种作业装置並可以微调移动立柱找桩位的电动履带多功能遥控桩机。

背景技术

我国的工程机械近年来有长足的进步。以长螺旋桩机为例，其钻孔能力已经远远超过国外同类产品。我们已设计出钻孔孔径达1200mm钻孔深度超过35m的大型电动履带长螺旋桩机即将用于具体工程。而国外孔径800mm以上的桩孔是旋挖钻机的施工范围，最大的长螺旋桩机钻深也不超过30m。众所周知：对于同样桩径桩长的钻孔灌注桩，采用长螺旋桩机比旋挖钻机施工速度快好几倍。

但是进步也带来新问题。桩径增大桩长增长所配钢筋笼就加重加长。过去长螺旋桩机钻完孔插入较小尺寸的钢筋笼自己就能完成，现在钢筋笼又长又重，必须和旋挖钻机一样另配一台起重机协助工作，施工成本增加很多。不仅如此，长螺旋桩机施工过程与旋挖钻机不同：长螺旋桩机连续钻土一次成孔，提钻同时由钻杆内向钻孔中泵入砼，然后在砼中一次插入整根钢筋笼成桩；旋挖钻机不能通过其伸缩钻杆泵入砼，它必须多次下钻提土，成孔后先下钢筋笼再灌注砼成桩(这就是长螺旋桩机常被称作长螺旋钻机而旋挖钻机未闻被称作旋挖桩机的原因)。在没有砼的空孔(可能有护壁泥浆)中放置钢筋笼可以很从容：较长的钢筋笼通常吊在孔口一段段焊接起来而不需要整根起吊。但在已经泵满砼的孔中插入钢筋笼就必须迅速，略有耽搁就难以插到预定位置了。较长的钢筋笼整根起吊时必须用大型起重机而且很难保证不弯，在工地上常常见到即使弯曲变形的钢筋笼也被匆忙强行塞入钻孔。这种作法给桩基础造成隐患：桩中弯曲的钢筋笼不仅使桩的承载力打折扣，更严重的是因弯曲而使钢筋外砼保护层厚薄不均部分钢筋外露失去砼保护。这部分钢筋将很快被腐蚀，结果降低了建筑物的抗震能力缩短了使用寿命。这是目前大型长螺旋桩机必须解决的问题。

此外，旋挖钻机的操作室在钻机前部，视野开阔，只司机一个人就能操作。而长螺旋桩机操作室因为起架等原因要求置于桩机后部。即使将其移至前部也因有一根粗大的立柱挡在前面，司机看不到钻孔位置。因此需要另设一个机前指挥两人配合操纵桩机。目前国产电动履带式长螺旋桩机都不具备立柱微动功能，两人配合移机找桩位很不方便。桩机的移位的功能应该改善。

还有：钻深超过35m的长螺旋桩机，立柱高度超过40m。这与前若干年教科书和设计手册上所介绍的长螺旋桩机钻孔深度不超过12m已大不相同。但至今工人仍经常沿立柱爬梯徒手攀爬解决动力头钻孔机堵管等故障，很不安全。对此熟视无睹不采取措施不符合以人为本的精神。

所有上述问题，都值得设计人员作出相应的改进。

发明内容：

我们所要解决的技术问题是：设计一种能够同时悬挂多种作业装置的、钻孔后能立刻把不弯曲变形的钢筋笼迅速插至钻孔中砼内预定位置的电动履带多功能遥控桩机，使其操作人员可以站在机旁合适位置遥控操作迅速找准桩位，使其维修人员不再徒手攀爬立柱排除故障。

我们解决上述技术问题的方法是：设计一种电动履带多功能遥控桩机，设有立柱、顶部滑轮架、桩机平台和电控系统，其特征在于：立柱前后左右共有四组滑道，立柱上端顶部滑轮架上装有随动吊臂，立柱下端安装在平台前套或平台前伸上，平台前套或平台前伸通过油缸或丝杠使其在桩机平台上前后移动，桩机电控系统装有遥控接收装置。

我们通过附图来说明这种新型桩机的结构特征。

附图说明

图1.本新型桩机整机结构示意图。

图2.本新型桩机四滑道立柱横断面结构图。

图3.本新型桩机平台前伸结构图。

图4.本新型桩机平台顶部滑轮架俯视和随动吊臂结构俯视图。

图5.本新型桩机随动吊臂结构立面图。

图6.防弯装置活动手柄。

图7.本新型桩机钢筋笼防弯装置横断面结构。

图8.本新型桩机钢筋笼防弯装置结构示意图。

图中：1.四滑道立柱，2.固定左吊臂，3.随动吊臂，4.顶部滑轮架，5.钻孔机，6.振动器，7.平台前伸，8.钢筋笼防弯装置，9.钢筋笼，10.小卷扬，11.副卷扬，12.主卷扬，13.桩机平台，14.伸缩式动滑轮组，15.桩机斜支撑，16.前滑道，17.螺栓孔，18.右滑道，19.后滑道，20.立柱主体钢管，21.左滑道，22.微调油缸，23.随动吊臂转轴，24.转轴刚度加强板，25.圆锥轴承，26.随动吊臂钢丝绳，27.球轴承，28.随动吊臂滑轮，29.振动杆，30.防弯装置铰轴，31防弯装置活动手柄，32.固定左吊臂钢丝绳转向轮。

具体实施方式

本新型桩机的工作原理通过附图来说明。

图1是本新型桩机整机结构示意图。图中可见：四滑道立柱1的顶部滑轮架4上装有随动吊臂3，随动吊臂下的钢丝绳26吊拉钢筋笼防弯装置8。立柱左滑道21上悬挂振动器6。右滑道被立柱遮住图中未画出。立柱前后滑道分别有钻孔机5和伸缩式动滑轮组14。四滑道立柱1下端安装在平台前伸7上。

图2是本新型桩机四滑道立柱横断面结构图。图中前后滑道16和19是现有桩机原有的，左右滑道21和18是本新型桩机增添的(此两处原是维修工上下攀爬的爬椅位置)。很明显四滑道立柱的刚度大于原来的两滑道立柱。我们又在每节立柱两端的滑道横板上设置了八个螺栓孔17，每两节立柱都可用螺栓连接起来使整根立柱的刚度得以加强。通过这些螺栓，还可以调整立柱的垂直度。为钻大孔深孔创造了条件。

图5是本新型桩机采用的随动吊臂结构。其吊臂可以被钢丝绳从下面拉动而转向不同的位置。图中转轴23通过圆锥轴承25下端通过球轴承27安装在顶部滑轮架4上，转轴上背向滑轮28的一面装有转轴刚度加强板24。随动吊臂在左滑道上方时，与固定左吊臂2相配合：固定左吊臂起吊振动器6和钢筋笼9，随动吊臂起吊钢筋笼防弯装置8。随动吊臂转到右滑道上方时，起吊维修安全吊兰供工人上下维修。圆锥轴承和球轴承也可换成其他形式的轴承组合。

图3是平台前伸结构。与平台前套结构的功能相同：在油缸22(或丝杠)的推拉作用下，使其上的立柱1在桩机平台13前方短距离移动，以此实现桩机找准桩位的微调功能。此微调油缸22的液压油路采用电磁阀控制以实现遥控要求。采用丝杠取代油缸时，丝杠的转动由电机通过减速器带动。

平台前伸或平台前套结构均应于受压面上敷设耐压减摩材料並设置润滑脂压注咀。在平台前伸带动立柱前后微动时，桩机斜支撑15要配合伸缩以保持立柱垂直。伸缩式动滑轮组14将自动配合立柱位置的变动。

图6、图7和图8表示本新型桩机起吊较长钢筋笼时而可选用的钢筋笼防弯装置结构。此装置由型钢焊成的上下两部分构成，这两部分通过铰轴30纵向相错连接。使用时将钢筋笼放置其中，扣住活动手柄31，由随动吊臂3上的钢丝绳26将其连同钢筋笼拖至桩机立柱左侧滑道下，将振动器6下的振动杆下段29穿入钢筋笼並将钢筋笼挂在振动杆上。振动杆29的两段通过销轴与长槽销孔相连接，较粗的上段可以套在下段上。当振动器带动钢筋笼沿滑道上提时。振动杆两段自动拉直。此时拉活动手柄31的拉绳打开防弯装置並使其脱离钢筋笼。当振动器带着钢筋笼向钻孔中下压时，销轴在槽孔中上移两段振动杆套在一起不会再折弯，从而保证将钢筋笼准确“压入”(实为拉入)钻孔。

本新型桩机的电动部分通过遥控器操作。遥控技术现已广泛应用非常成熟，但在桩机上使用前所未有。遥控接收器是定型产品，外购将其各导线接入桩机电控部分即可。遥控操作配合本新型桩机的上述改进，将原来施工必须有桩机司机、机前指挥和吊车司机三人配合减为一人操作。减员后的工人可以在同一台桩机上的换班，从而提高了设备使用率。而原来在施工时使用率不高的大型起重机根本不需要了。施工成本得以降低。

本新型桩机的四滑道立柱专有一条右滑道当作维修安全吊篮使用。长螺旋桩机施工时动力头钻孔机上的砼泵送管弯头部位常常因各种原因发生堵塞，维修工人只好不断沿立柱徒手爬上爬下，很难保证安全。本新型桩机发生此类故障时，采用随动吊臂将维修安全吊篮沿右滑道牵引至维修位置。保障了维修工人的安全。左、右滑道中哪条作为吊钢筋笼哪条用于维修，依固定吊臂位置在哪一方而定。(用户采用安全吊篮维修前应注意使用申请。否则徒手攀爬数十年无人过问，但使用安全吊篮未经申请罚款者将不请自来。)

综上所述，本新型桩机优点十分明显：

1.四滑道立柱提高了立柱刚度，为进一步扩大钻孔能力创造了条件。确保钢筋笼绝不弯曲变形保证了成桩的工程质量。进而防止了建筑物的抗震能力和使用寿命不致因成桩质量不合格而降低。

2.遥控操作节省了人力，提高了设备利用率。少用一台起重机降低了施工成本。立柱微调便于迅速找准桩位，提高了施工效率。

3.消除了数十年来维修工徒手攀爬立柱的危险。

这些优点是对长螺旋钻孔灌注桩而言。但因本新型桩机也可以悬挂柴油锤、液压锤、振动沉管等多种作业装置，技术改进的受益者就不限于钻孔灌注桩一种。例如我们可以同时悬挂钻孔机和柴油锤或液压锤，把原来需要两台桩机完成的大口径预制管桩的引孔打桩工序在一台桩机上完成。本新型桩机是多功能桩机。

自第一台电动履带桩机(ZL97233755.5)制成以后迅速在国内推广，国产的电动履带桩机以其较高的性能价格比彻底淘汰了进口的履带式桩机并开始出口。现在再经过此次成本增加量很少的技术改进，本新型桩机将在施工效率、施工能力和施工质量上均全面超过国外同类桩机。

Claims (3)

1.一种电动履带多功能遥控桩机，设有立柱、顶部滑轮架、桩机平台和电控系统，其特征在于：立柱前后左右共有四组滑道，四滑道立柱上端顶部滑轮架上装有随动吊臂，随动吊臂转轴中部和下端通过轴承安装在顶部滑轮架上。

2.一种如权利要求1所述的电动履带多功能遥控机，其特征在于：所述的四滑道立柱下端安装在平台前伸或平台前套上，平台前伸或平台前套通过油缸或丝杠推拉在桩机平台前端前后移动。

3.一种如权利要求1所述的电动履带多功能遥控桩机，其特征在于：所述桩机的电控系统装有遥控接收装置。

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