CN102587424B - 一种外置式建筑基桩液压动力激振设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，包括支座(1)，动力激振部分和吊钩部分，其特征是：动力激振部分包括液压传动动力激振机构和液压泵站，液压传动动力激振机构由液压缸总成和动锤总成组成，吊钩部分由由吊钩总成(9)，吊钩液压缸(10)及活塞杆(26)组成，同时设置防震套机构(18)和龙门架(17)，并且通过支座(1)外周设置的防震套机构(18)把支座(1)和龙门架(17)及液压缸支座(2)固连为一个整体，其中，龙门架(17)上设有滑轨(20)，该技术具有利用液压技术的外置式龙门架结构，实现脱离钩自动化，省时省力，工作效率高等特点。

Description

一种外置式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，特别是一种外置式建筑基桩液压动力激振设备。

背景技术

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，由于锚桩钢筋应通长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、计算来获得到基桩承载力的方法。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：设计一种外置式的建筑基桩液压动力激振设备，从而丰富建筑基桩液压动力激振设备的结构形式，以适合不同的使用场合和要求。具体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外置式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：一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，包括支座1，动力激振部分和吊钩部分，其中，动力激振部分设置在支座1上，动力激振部分的上部为吊钩部分，其特征是：

A、动力激振部分包括液压传动动力激振机构和液压泵站，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，并且，液压缸总成设置在动锤总成的外周； 

B、吊钩部分由吊钩总成9设置在动力激振部分的液压传动动力激振机构的动锤总成上部，并且，吊钩部分由吊钩总成9吊钩液压缸10及活塞杆26组成； 

C、支座1和动力激振部分及吊钩部分的外周分别设置防震套机构18和龙门架17，并且通过支座1外周设置的防震套机构18把支座1和龙门架17及液压缸支座2固连为一个整体，其中，龙门架17上设有滑轨20，如图1-8所示。

所说的动力激振部分的液压传动动力激振机构的液压缸总成由液压缸支座2，液压缸4，以及龙门架17两侧立柱上的滑轨20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，设置在最上面一层和最下面一层动锤体5两侧的上动锤滑块6和下动锤滑块3，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是通过连接件7连接为一个整体，其中，上动锤滑块6和下动锤滑块3在龙门架17两侧立柱上的滑轨20内配合上下运动，如图1-8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。

所说的吊钩部分由吊钩总成9，吊钩液压缸10及活塞杆26组成，其中，吊钩液压缸10通过上、下油管12与液压泵站连通，吊钩总成9由吊钩23，动力架25，动力支架滑道28，支撑板22，支架轴21，吊钩轴24组成，支撑板22支撑板22上、下部分别为吊钩液压缸10及活塞杆26和动力架25，动力架25通过支架轴21与动力臂27铰接，动力臂27通过吊钩轴24与吊钩23铰接，如图1，2，4，5，6，7所示。

所说的动力激振部分的液压泵站由压力表11，油管12，泵站电机13，液压泵14组成，其中，液压泵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，同时液压泵14分别通过上、下油管12与液压缸总成的液压缸4连通，如图1所示。

所说的防震套机构18由外架29，螺栓30，衬板31，防震套32，门架支腿33，固定套筒34组成，其中，固定套筒34固定在支座1外周，固定套筒34左、右两侧为对称设置的外架29，并且外架29内通过螺栓30固连防震套32和衬板31，衬板31内为与龙门架17两侧立柱配合安装的门架支腿33，如图1，5，8所示。 

所说的动力激振部分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，如图1，2，3，5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如正方形，以及其它例如正多边形，可以是正六边形或正八边形，或其它正多边形。

本技术的工作过程及工作原理是：支座1是支撑整机和动锤（重锤）的工作基础，支座1和动力激振部分及吊钩部分的外周分别设置了防震套机构18和龙门架17，并且通过支座1外周设置的防震套机构18把支座1和龙门架17及液压缸支座2固连为一个整体，其中，龙门架17上设有滑轨20，如图1-8所示。动力激振部分包括液压传动动力激振机构和液压泵站，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，并且，液压缸总成设置在动锤总成的外周，吊钩部分由吊钩总成9设置在动力激振部分的液压传动动力激振机构的动锤总成上部，并且，吊钩部分由吊钩总成9由吊钩液压缸10及活塞杆26组成。吊钩23在吊钩液压缸10的作用下，通过吊环8完成抓紧和放开动锤（重锤）的动作。整体工作过程是操作泵站14上吊钩液压缸10控制手柄到供油位置，此时动力源液压泵站14把液压油或其它液体经高压油管12输入吊钩液压缸10，在液压油作用下吊钩液压缸10产生动力使吊钩23抓紧动锤（重锤）吊环8并自动锁紧，关闭吊钩液压缸10的手柄。接下操作液压泵站14上的液压缸4（或称主液压缸）的操作手柄，使液压泵14通过高压油管12向系统主液压缸4供油，在液压油作用下主液压缸活塞杆带动吊钩23升起，动锤（重锤）在吊钩23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10手柄至吊钩23开启位置动锤（重锤）脱离约束沿着滑道或滑轨20做自由落体运动冲击桩顶。此时动锤（重锤）设备（系统）完成一次落锤过程，此过程需要大约3分左右。连续工作时，重复上述过程即可。另外，本技术设置的防震套机构18，该防震套机构18由外架29，螺栓30，衬板31，防震套32，门架支腿33，固定套筒34组成，其中，固定套筒34固定在支座1外周，固定套筒34左、右两侧的对称设置外架29，并且外架29内通过螺栓30固连防震套32和衬板31，衬板31内为与龙门架17两侧立柱配合安装的门架支腿33，如图1，5，8所示，由于该防震套机构18的设置对整个设备（系统）的工作过程来讲更加稳定可靠。 

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。具体有以下优点：

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。

8、发展空间大，易实现全程自动化。

四、附图说明：    

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是本发明的（去掉压力表11，油管12，泵站电机13，液压泵站14后）主视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是本发明的俯视图。

图5是本发明的侧视图。

图6是本发明的吊钩总成9的主视图。

图7是本发明的吊钩总成9的侧视图。

图8是本发明的防震套机构18的局部放大图。

图中：1支座（或称支座部件），2液压缸支座，3动锤滑块（或称下动锤滑块），4液压缸（或称主液压缸），5动锤体，6动锤滑块（或称上动锤滑块），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（或称吊环），9吊钩总成，10吊钩液压缸，11压力表，12油管，13泵站电机，14液压泵（或称为油泵），15试验基桩，16基础，17龙门架（或称龙门支撑架，因为是在整个设备的外周设置的龙门架或龙门支撑架，也可以简称为外置龙门架或外置龙门支撑架）， 18防震套机构，19夹紧装置，20滑轨，21支架轴（或称动力支架轴），22支撑板（或称吊钩支撑板），23吊钩（或称吊钩体），24吊钩轴，25动力架，26活塞杆（或称与吊钩液压缸10配合动作的液压缸活塞杆26），27动力臂，28动力支架滑道，29外架（或称外套），30螺栓，31衬板，32防震套（或称卡槽防震套），33门架支腿，34固定套筒。

五、具体实施方式：

本发明的具体实施方式，如图1-8所示，一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，包括支座1，动力激振部分和吊钩部分，其中，动力激振部分设置在支座1上，动力激振部分的上部为吊钩部分，其特征是：

A、动力激振部分包括液压传动动力激振机构和液压泵站，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，并且，液压缸总成设置在动锤总成的外周； 

B、吊钩部分由吊钩总成9设置在动力激振部分的液压传动动力激振机构的动锤总成上部，并且，吊钩部分由吊钩总成9吊钩液压缸10及活塞杆26组成； 

C、支座1和动力激振部分及吊钩部分的外周分别设置防震套机构18和龙门架17，并且通过支座1外周设置的防震套机构18把支座1和龙门架17及液压缸支座2固连为一个整体，其中，龙门架17上设有滑轨20，如图1-8所示。

所说的动力激振部分的液压传动动力激振机构的液压缸总成由液压缸支座2，液压缸4，以及龙门架17两侧立柱上的滑轨20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，设置在最上面一层和最下面一层动锤体5两侧的上动锤滑块6和下动锤滑块3，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是通过连接件7连接为一个整体，其中，上动锤滑块6和下动锤滑块3在龙门架17两侧立柱上的滑轨20内配合上下运动，如图1-8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。

所说的吊钩部分由吊钩总成9，吊钩液压缸10及活塞杆26组成，其中，吊钩液压缸10通过上、下油管12与液压泵站连通，吊钩总成9由吊钩23，动力架25，动力支架滑道28，支撑板22，支架轴21，吊钩轴24组成，支撑板22支撑板22上、下部分别为吊钩液压缸10及活塞杆26和动力架25，动力架25通过支架轴21与动力臂27铰接，动力臂27通过吊钩轴24与吊钩23铰接，如图1，2，4，5，6，7所示。

所说的动力激振部分的液压泵站由压力表11，油管12，泵站电机13，液压泵14组成，其中，液压泵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，同时液压泵14分别通过上、下油管12与液压缸总成的液压缸4连通，如图1所示。

所说的防震套机构18由外架29，螺栓30，衬板31，防震套32，门架支腿33，固定套筒34组成，其中，固定套筒34固定在支座1外周，固定套筒34左、右两侧为对称设置的外架29，并且外架29内通过螺栓30固连防震套32和衬板31，衬板31内为与龙门架17两侧立柱配合安装的门架支腿33，如图1，5，8所示。 

所说的动力激振部分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，如图1，2，3，5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如正方形，以及其它例如正多边形，可以是正六边形或正八边形，或其它正多边形。 

Claims (8)

1.一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，包括支座（1），动力激振部分和吊钩部分，其中，动力激振部分设置在支座（1）上，动力激振部分的上部为吊钩部分，其特征是：

A、动力激振部分包括液压传动动力激振机构和液压泵站，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，并且，液压缸总成设置在动锤总成的外周； 

B、吊钩部分由吊钩总成（9）设置在动力激振部分的液压传动动力激振机构的动锤总成上部，并且，吊钩部分由吊钩总成（9），吊钩液压缸（10）及活塞杆（26）组成，其中，吊钩液压缸（10）通过上、下油管（12）与液压泵站连通，吊钩总成（9）由吊钩（23），动力架（25），动力支架滑道（28），支撑板（22），支架轴（21），吊钩轴（24）组成，支撑板（22）上、下部分别为吊钩液压缸（10）及活塞杆（26）和动力架（25），动力架（25）通过支架轴（21）与动力臂（27）铰接，动力臂（27）通过吊钩轴（24）与吊钩（23）铰接； 

C、支座（1）和动力激振部分及吊钩部分的外周分别设置防震套机构（18）和龙门架（17），并且通过支座（1）外周设置的防震套机构（18）把支座（1）和龙门架（17）及液压缸支座（2）固连为一个整体，其中，龙门架（17）上设有滑轨（20）。

2.如权利要求1所述的一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，其特征是：所说的动力激振部分的液压传动动力激振机构的液压缸总成由液压缸支座（2），液压缸（4），以及龙门架（17）两侧立柱上的滑轨（20）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），设置在最上面一层和最下面一层动锤体（5）两侧的上动锤滑块（6）和下动锤滑块（3），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）是通过连接件（7）连接为一个整体，其中，上动锤滑块（6）和下动锤滑块（3）在龙门架（17）两侧立柱上的滑轨（20）内配合上下运动。

3.如权利要求1或2所述的一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，其特征是：所说的动力激振部分的液压泵站由压力表（11），油管（12），泵站电机（13），液压泵（14）组成，其中，液压泵（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，同时液压泵（14）分别通过上、下油管（12）与液压缸总成的液压缸（4）连通。

4.如权利要求1或2所述的一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，其特征是：所说的防震套机构（18）由外架（29），螺栓（30），衬板（31），防震套（32），门架支腿（33），固定套筒（34）组成，其中，固定套筒（34）固定在支座（1）外周，固定套筒（34）左、右两侧为对称设置的外架（29），并且外架（29）内通过螺栓（30）固连防震套（32）和衬板（31），衬板（31）内为与龙门架（17）两侧立柱配合安装的门架支腿（33）。

5.如权利要求1或2所述的一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，其特征是：所说的动力激振部分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。

6.如权利要求3所述的一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，其特征是：所说的动力激振部分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。

7.如权利要求4所述的一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，其特征是：所说的动力激振部分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。

8.如权利要求5所述的一种外置式建筑基桩液压动力激振设备，其特征是：所说的动力激振部分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。