CN102561346B - 一种建筑基桩液压动力激振设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑基桩液压动力激振设备，包括底座（1），减振垫（2），动力激振部分和吊钩部分，动力激振部分为液压传动动力激振机构和液压泵站部分构成，其特征是液压传动动力激振机构由液压缸总成和动锤总成组成，吊钩部分由吊钩总成（9），吊钩液压缸（10）及活塞杆（27）组成，液压泵站部分由压力表（11），油管（12），泵站电机（13），液压泵站（14）组成，液压传动动力激振机构的动锤总成的动锤体（5）的横截面设计为圆形或正多边形，该技术具有利用液压技术，节能环保，改提升为推举加大升起能力，达到一次对中多次锤击，传动可靠，加大重锤质量，缩短升锤时间，实现脱离钩自动化，省时省力，工作效率高等特点。

Description

一种建筑基桩液压动力激振设备

技术领域：

本发明涉及建筑行业的桩基础的动力激振设备，特别是一种建筑基桩液压动力激振设备。

背景技术：

建筑行业的桩基础历史悠久，在距今天12000年历史的智利古文化遗址中就已经发现了桩的雏形。我国上海在20世纪30年代修建的一些高层建筑就采用了沉管灌注桩基础。目前，在高层建筑和国家重点工程中桩基础的应用越来越多，桩基础承载力测试方法愈加受到人们的重视。建筑行业对基桩承载力的确定主要由单桩静载试验检测和基桩高应变检测两种方法进行。其中单桩竖向抗压静载试验是确定基桩竖向抗压承载力的主要方法。它的试验过程比较直观，接近基桩工作状态，是被行业认同与接受的试验方法。静载试验固然是确定单桩承载力的标准方法，但是这种方法耗资大、试验周期长而且试验之后通常不能被作为工程桩合理利用，浪费较大；并且由于竖向抗压静载试验采用锚桩横梁反力装置时，由于锚桩钢筋通常配置用量及粗细与其他工程桩也不一样必须提前设置，也就等于试桩位置桩基础施工方提前已经知道，有些时候施工方担心检测不合格时会影响工期带来麻烦等等，会对试桩在施工过程中采用一些特殊方法进行处理所以这样的试桩不能完全对其它工程桩有代表性。当采用压重平台（堆载）反力装置时，虽然可随机选取，但基桩极限承载力设计多少，基桩上堆积的重物至少要大于基桩极限承载力设计值的1.2倍。实施困难费时费力，随着建筑业发展，单桩承载力高达千吨以上的桩越来越多，已经难以进行静载试验；基桩高应变检测技术始创于20世纪70年代欧美国家，1986年我国引进美国[PDA]打桩分析仪。20世纪90年代，国家行业标准颁布，标志着我国高应变检测技术已经成熟。20多年来在国内发展和应用很广泛，特别是南方发达地区，近年来，在黑龙江省大型新建电厂铁路公路和桥梁工程中应用较多。高应变基桩承载力的试验方法，是通过动力激振的方式，利用数学模型经过微机拟合、计算来获得基桩承载力的方法。高应变检测基桩承载力与静载试验中锚桩反力法、堆载法比较具有检测时间短，不用锚桩、钢梁或堆积重物，操作安全，并可对工程桩随即选取(对桩基础存在的隐患更容易发现)，检测所需费用大大降低等优点。现阶段基桩高应变试验方法，还不能作为独立的确定基桩承载力的试验方法进行使用。在使用高应变试验方法判定基桩竖向抗压承载力时要配以单桩竖向抗压静载试验的方法进行对比。虽然单桩竖向抗压静载试验结果被行业里认为比较准确、可靠，但是静载试验费时、费力、费资金严重的是影响施工工期，并不被本行业看好，特别是特大桩费时、费力、费资金的程度更为明显。高应变基桩竖向抗压承载力试验方法虽然快捷、方便、省时、省力、节省资金却又受很多不确定因素影响，试验结果误差较大，可信程度较低，重锤的提升与脱钩就是重要的因素之一，目前基桩高应变检测，一般采用重锤以自由落体的形式产生击振力，采用三角架倒链人工起重、吊车起重或采用卷扬机导向架系统起重（卷扬机导向架系统起重系统很少被采用比较笨重），在重锤与吊钩之间放置一个脱钩器无约束直接落锤。这些设备或机械工作时需要很大的场地和空间同时还需要相应的能源投入，在下落过程中经常左右摇摆因而敲击桩顶的受力则不均匀，造成测量数值不准确。二是采用重锤自由落体时为重锤安置一个导向架，同样的用三角架倒链人工起重、吊车起重或和采用卷扬机导向架系统起重（卷扬机导向架系统起重很少被采用比较笨重），在重锤与吊钩之间放置一个脱钩器有约束落锤。以上方法，安全隐患大，起重脱钩效率低，比较笨重脱钩时产生的摆动与震动较大，需要检测场地与检测空间要求比较高。对于无法提供工作面的工程要进行高应变试验是很难完成，即使进行试验工作效率也很低，体现不出高应变的快捷灵活的特点。因此，在还没有高效率的将导向架起重系统及脱钩器集合成一个系统的装置和设备情况下，研究开发这类装置和设备，提高基桩高应变基桩竖向抗压承载力试验结果的准确程度，特别是分析影响高应变基桩竖向压承载力试验结果的诸多因素，其中激振重锤的质量提升高度、落点偏差、脱锤方式等影响高应变试验得出的承载力结果准确性是现阶段迫切需要的问题。

发明内容：

本发明的目的是：针对以往高应变激振重锤存在的问题进行改进，针对质量大时提升困难不快捷，难以保证落锤中心，脱钩不方便，安全隐患大等问题，首先是要改变原有用吊车，倒链门架，电动葫芦，卷扬机为提升动力机械，解决高应变试验所使用的激振重锤对试验结果的影响，开辟新的动力路径，利用液压技术，节能环保，改提升为推举加大升起能力，达到一次对中多次锤击，缩小设备体积，结构简单，传动可靠，加大重锤质量，缩短升锤时间，实现脱离钩自动化；其次是要改变不利的现场工作条件，降低检测工作对检测工作现场空间的要求，必须要缩小高应变动力检测法的工作空间，提高空间利用率针对试验现场空间利用问题，提出把桩身顶面作为高应变重锤的升锤基础，桩本身有足够的承载能力，省去确认支撑荷载是否能行的问题，把90%的检测作业空间移到被检测的试桩、桩顶，这样就能充分缩小检测工作现场所需要的作业空间，彻底改变高应变检测工作环境，同时减轻检测工作的前期准备工作，节省人力、省时间、降低检测成本、减轻受检单位负担，提高工作效率，达到了多种场地状态都能进行高应变桩基试验，进一步扩大了高应变检测的适用性。总之，本技术提供利用液压技术，节能环保，改提升为推举加大升起能力，达到一次对中多次锤击，缩小设备体积，结构简单，传动可靠，加大重锤质量，缩短升锤时间，实现脱离钩自动化，同时可缩小工作空间，省时省力，成本低，提高工作效率的一种建筑基桩液压动力激振设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种建筑基桩液压动力激振设备，包括底座1，减振垫2，动力激振部分和吊钩部分，其中，动力激振部分设置在底座1及减振垫2上，动力激振部分的上部为吊钩部分，其特征是：动力激振部分为液压传动动力激振机构和液压泵站部分构成，其中，液压传动动力激振机构由液压缸总成和动锤总成组成，液压缸总成位于动锤总成中间位置，液压缸总成由液压缸支座3，液压缸4，液压缸护套6组成，动锤总成由两个以上的动锤体5及动锤体5之间的连接件7，以及动锤吊环8组成，动锤吊环8是设置在最上面一层的动锤体5上，并且每个动锤体5是套装在液压缸护套6上，如图1-7所示。这里的两个以上的动锤体5及动锤体5之间的连接件7，主要是考虑单个的动锤体5安装维修不方便，特别笨重，维修也不方便，因此，设计为两个以上的动锤体5，即可以是两个或者三个，可以是四个或者五个，也可以是五个以上，本技术给出的是五个动锤体5通过连接件7进行连接固定组装为一个整体的动锤总成，如图1、2、3所示，并且每个动锤体5之间通过四个角均布的连接件7进行连接固定组装为一个整体的动锤总成。吊钩部分由吊钩装置9，吊钩液压缸10及活塞杆27组成，其中，吊钩液压缸10通过上、下油管12与液压泵站14连通，液压泵站部分由压力表11，油管12，泵站电机13，液压泵站14组成，其中，液压泵站14分别通过上、下油管12与液压缸总成的液压缸4和吊钩部分的吊钩液压缸10连通，如图1所示。

所说的吊钩装置9由连接节17，吊钩18，钢球19，连接器20，动力架21，支撑板22，支架轴23，吊钩轴24，连接销25组成，支撑板22上、下部分别为吊钩液压缸10及活塞杆27和动力架21，动力架21通过支架轴23与动力臂26铰接，动力臂26通过吊钩轴24与吊钩18铰接，支撑板22中间下部为连接器20，钢球19，连接节17和连接销25，如图1、6、7所示。

所说的液压传动动力激振机构的动锤总成的动锤体5的横截面设计为圆形或正多边形，这里的正多边形，可以是正六边形或正八边形，或其它正多边形，如图1-5所示，当然本技术的动锤体5的横截面也可以设计为其它形状，例如正方形等。

本技术的工作过程及工作原理是：重锤底座1是支撑整机和重锤的工作基础，它经液压缸支座3把液压缸4和液压缸护套（或称为滑轨）6联接在一起。动锤总成及动锤体5透过液压缸支座3（或称为滑轨支座）设置在重锤底座1上。吊钩18由连接节17（油缸吊钩联接节）与液压缸4（主液压缸）联接在一起，吊钩18在吊钩油缸10的作用下通过吊环8完成抓紧和放开重锤（动锤体5）的动作。整体工作过程是操作油泵14（液压泵站）上吊钩油缸控制手柄到供油位置，此时动力源液压泵站14把液压油经高压油管12输入吊钩液压缸10，在液压油作用下吊钩油缸10产生动作使吊钩18抓紧重锤吊环8并锁紧，关闭吊钩液压缸手柄。接下操作液压泵站14上主液压缸操作手柄使液压泵14通过高压油管12向系统主油缸4供油，在高压油作用下主油缸4的活塞杆通过油缸吊钩联接节17带动吊钩18升起，重锤5（动锤体）在吊钩18锁紧状态下同时升起向上运动，达到所需高度时操作液压泵站14停止供油。确定高度后，再次操作液压泵站上吊钩油缸手柄至吊钩18开启位置，重锤5（动锤体）脱离约束做自由落体运动冲击桩顶。此重锤系统完成一次落锤过程。

吊钩部分的工作过程及工作原理是：吊钩部分的吊钩18打开过程是通过液压泵站14（或称为油泵），向吊钩液压缸10的无杆腔供油，使吊钩液压缸10的活塞杆27伸出，推动开钩滑铁21带动开钩锁销25（连接销），使吊钩18的主动臂26（或称为主动臂）带动吊钩18的从动臂沿吊钩轴24转动使吊钩18打开。吊钩18锁紧过程是通过油泵14向吊钩油缸10的有杆腔供油，使吊钩油缸10的活塞杆27收回，通过开钩滑铁21带动开钩锁销25，使吊钩18的主动臂26带动吊钩18的从动臂沿吊钩轴24转动使吊钩18锁紧。

本技术的有益效果或者说和现有技术相比所具有的特点是：本发明是把液压起重、有轨导向及脱钩机构有机地结合在一起（即动力激振部分，液压缸护套6或称为滑轨或者导轨，以及吊钩部分有机地结合在一起）。液压起重系统适用于推举锤重的范围比较广，轻的锤、重的锤都适用，安全快捷，起重效率大大提高，并且可以减轻脱钩时产生的摆动与震动，对检测场地与检测空间的要求较低。它的优点是能以最小的自重起重比较重的重物（重锤），实现高应变激振重锤小体积、大动力的构想，可以节省85%的能源，它与吊车起重与人工起重比较，安全节能，它与吊车起重相比可以解决大直径超长桩承载力比较大的桩的检测激震问题，比如桥梁基础的基桩桩身长、直径大、桩身承载力大，一根桩的承载力有时可以达到几千吨，用老方法起重脱钩根本无法实现。用本技术就能够实现这种大承载力的基桩检测。大大降低了每一次提起重锤脱钩的成本；对人身安全与设备的安全有了很大的保障。因此，本技术在导向与自动脱钩合为一体，具有以下优点：

1、结构严谨，体积小，运输方便快捷。

2、操作简单方便，安全可靠。

3、场地利用率高，节省人力、物力。

4、升降速度快，节省时间。

5、挂锤牢固。开钩顺畅。

6、落锤准确，接触面积大，基桩受力均匀。

7、环保节能，机械化程度高，进一步改造还可安装到装载机及挖掘机上。

8、发展空间大，易实现全程自动化。

附图说明：

图1是本发明的总体结构的主视图。

图2是本发明的动锤总成5的主视图。

图3是本发明的动锤总成5的侧视图。

图4是本发明的动锤总成5的俯视图。

图5是本发明的动锤总成5的剖视图。

图6是本发明的吊钩装置9的主视图。

图7是本发明的吊钩装置9的侧视图。

图中：1底座（重锤底座），2减振垫，3液压缸支座（或称为滑轨支座），4液压缸（主液压缸），5动锤体，6液压缸护套（或称为滑轨），7连接件（或称为连接螺栓7，即连接件7是连接螺栓7，也可以是其它结构的连接件7），8动锤吊环（吊环），9吊钩装置，10吊钩液压缸，11压力表，12油管，13泵站电机，14液压泵站（或称为油泵），15试验基桩，16基础，17连接节（或称为油缸吊钩联接节），18吊钩，19钢球，20连接器，21动力架（或称为开钩滑铁），22支撑板，23支架轴，24吊钩轴，25开钩锁销（连接销），26动力臂（或称为主动臂），27活塞杆。

具体实施方式：

本发明的具体实施方式，如图1-7所示，一种建筑基桩液压动力激振设备，包括底座1，减振垫2，动力激振部分和吊钩部分，其中，动力激振部分设置在底座1及减振垫2上，动力激振部分的上部为吊钩部分，其特征是：动力激振部分为液压传动动力激振机构和液压泵站部分构成，其中，液压传动动力激振机构由液压缸总成和动锤总成组成，液压缸总成位于动锤总成中间位置，液压缸总成由液压缸支座3，液压缸4，液压缸护套6组成，动锤总成由两个以上的动锤体5及动锤体5之间的连接件7，以及动锤吊环8组成，动锤吊环8是设置在最上面一层的动锤体5上，并且每个动锤体5是套装在液压缸护套6上，如图1-7所示。这里的两个以上的动锤体5及动锤体5之间的连接件7，主要是考虑单个的动锤体5安装维修不方便，特别笨重，维修也不方便，因此，设计为两个以上的动锤体5，即可以是两个或者三个，可以是四个或者五个，也可以是五个以上，本技术给出的是五个动锤体5通过连接件7进行连接固定组装为一个整体的动锤总成，如图1、2、3所示，并且每个动锤体5之间通过四个角均布的连接件7进行连接固定组装为一个整体的动锤总成。吊钩部分由吊钩装置9，吊钩液压缸10及活塞杆27组成，其中，吊钩液压缸10通过上、下油管12与液压泵站14连通，液压泵站部分由压力表11，油管12，泵站电机13，液压泵站14组成，其中，液压泵站14分别通过上、下油管12与液压缸总成的液压缸4和吊钩部分的吊钩液压缸10连通，如图1所示。

所说的吊钩装置9由连接节17，吊钩18，钢球19，连接器20，动力架21，支撑板22，支架轴23，吊钩轴24，连接销25组成，支撑板22上、下部分别为吊钩液压缸10及活塞杆27和动力架21，动力架21通过支架轴23与动力臂26铰接，动力臂26通过吊钩轴24与吊钩18铰接，支撑板22中间下部为连接器20，钢球19，连接节17和连接销25，如图1、6、7所示。

所说的液压传动动力激振机构的动锤总成的动锤体5的横截面设计为圆形或正多边形，这里的正多边形，可以是正六边形或正八边形，或其它正多边形，如图1-5所示，当然本技术的动锤体5的横截面也可以设计为其它形状，例如正方形等。

Claims (3)

1.一种建筑基桩液压动力激振设备，包括底座（1），减振垫（2），动力激振部分和吊钩部分，动力激振部分设置在底座（1）及减振垫（2）上，动力激振部分的上部为吊钩部分，动力激振部分为液压传动动力激振机构和液压泵站部分构成，其特征是：液压传动动力激振机构由液压缸总成和动锤总成组成，液压缸总成位于动锤总成中间位置，液压缸总成由液压缸支座（3），液压缸（4），液压缸护套（6）组成，动锤总成由两个以上的动锤体（5）及动锤体（5）之间的连接件（7），以及动锤吊环（8）组成，动锤吊环（8）是设置在最上面一层的动锤体（5）上，并且每个动锤体（5）是套装在液压缸护套（6）上，吊钩部分由吊钩装置（9），吊钩液压缸（10）及活塞杆（27）组成，液压泵站部分由压力表（11），油管（12），泵站电机（13），液压泵站（14）组成，其中，液压泵站（14）分别通过上、下油管（12）与液压缸总成的液压缸（4）和吊钩部分的吊钩液压缸（10）连通。

2.如权利要求1所述的一种建筑基桩液压动力激振设备，其特征是：所说的吊钩部分的吊钩装置（9）由连接节（17），吊钩（18），钢球（19），连接器（20），动力架（21），支撑板（22），支架轴（23），吊钩轴（24），连接销（25）组成，支撑板（22）上、下部分别为吊钩液压缸（10）及活塞杆（27）和动力架（21），动力架（21）通过支架轴（23）与动力臂（26）铰接，动力臂（26）通过吊钩轴（24）与吊钩（18）铰接，支撑板（22）中间下部为连接器（20），钢球（19），连接节（17）和连接销（25）。

3.如权利要求1或2所述的一种建筑基桩液压动力激振设备，其特征是：所说的液压传动动力激振机构的动锤总成的动锤体（5）的横截面设计为圆形或正多边形。