CN110453722A - 一种可减小破土阻力的机械助沉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可减小破土阻力的机械助沉装置，包括装置本体，所述装置本体由矩形混凝土壁构成，混凝土壁的顶面中部设置有主动轴承座，混凝土壁的顶面两端开设有至底面的竖槽，混凝土壁底面配套设置有底板；所述底板两侧均固定设置有刃脚，刃脚内侧的端部均开设有用于固定底部从动轴承座的凹槽；所述竖槽顶侧的槽壁上均固定有顶部从动轴承座；所述主动轴承座上的主动轴通过驱动机构转动，主动轴通过第一链条带动各从动轴承座上的从动轴转动；所述第一链条上等间距的设置有固定棒，固定棒上固定有刮土板。本发明旨在提供一种可代替钢筒，能够更大限度地削减基础的下沉阻力，保证混凝土形式海上风电基础的快速准确沉放到位的机械助沉装置。
Description
技术领域
本发明涉及施工设备技术领域，尤其涉及一种可减小破土阻力的机械助沉装置。
背景技术
随着海上复合筒型风机基础及整机一步式安装技术的成功运用，大大减少了海上风电基础的建造和施工成本。目前，设计安装的复合型筒型基础由混凝土过渡段、钢筒和分仓板组成。为了进一步降低筒型基础的成本，在保证设计强度要求的前提下，可以用厚壁混凝土制筒替代钢筒。
筒壁的增厚势必会增加下沉过程中的阻力，为了保证厚壁混凝土形式的海上风电基础的顺利安装与沉放到位，要尽量减少整个基础的下沉阻力。下沉阻力分为端阻力和侧摩阻力，现有的冲水下沉和机械下沉装置主要是减少端阻力，其中冲水下沉方法对下沉部件周围土体扰动大，无法精准的控制扰动区域；而减阻环的作用是通过扰动周围土体进而降低侧摩阻力。若结合机械破土的扰动范围可控特性和减阻环对侧摩阻力的削减性，同时减少基础的端阻力与侧摩阻力将更有利于下沉施工。因此，现急需一种可代替钢筒，能够更大限度地削减基础的下沉阻力，保证混凝土形式海上风电基础的快速准确沉放到位的机械助沉装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供一种可代替钢筒，能够更大限度地削减基础的下沉阻力，保证混凝土形式海上风电基础的快速准确沉放到位的机械助沉装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种可减小破土阻力的机械助沉装置，包括装置本体，所述装置本体由矩形混凝土壁构成，所述混凝土壁的顶面中部设置有主动轴承座，所述混凝土壁的顶面两端开设有至底面的竖槽，所述混凝土壁底面配套设置有底板；所述底板两侧均固定设置有刃脚，所述刃脚内侧的端部均开设有用于固定底部从动轴承座的凹槽；所述竖槽顶侧的槽壁上均固定有顶部从动轴承座；所述主动轴承座上的主动轴通过驱动机构转动，所述主动轴上的主动链轮通过第一链条带动各从动轴承座上的从动轴转动；所述从动轴上均设置有与主动链轮配合的从动链轮；所述第一链条上等间距的设置有固定棒，固定棒上固定有刮土板。
进一步的，所述驱动机构包括驱动电机和支撑架，所述驱动电机通过支撑架设置在主动轴承座的上侧，所述驱动电机上的链轮通过第二链条带动主动轴上的配合链轮转动，所述支撑架与混凝土壁固定，支撑架上开设有可通过第二链条的通孔。
进一步的，所述支撑架高于刮土板。
进一步的，所述刃脚与底板等长，所述刃脚底端向内侧倾斜，刃脚斜边与水平线的夹角为55°-65°。
进一步的，所述底板由钢板构成，底板的两侧均宽于混凝土壁5cm-10cm。
进一步的，所述固定棒由直径为5cm-10cm的钢管构成。
进一步的，所述刮土板由宽度为3cm-5cm的钢板构成。
进一步的，所述混凝土壁的厚度为40cm。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明相比于冲水下沉机构，拥有效率高、扰动范围可控等传统机械下沉机构的共性特点。通过第一链条上的刮土板削减端阻力，同时通过宽出混凝土壁的底板削减侧摩擦阻力。对于现有的风电基础，其端面面积要远远小于侧面面积，侧摩擦阻力占据下沉阻力的绝大部分，侧摩擦阻力的减少将使该机械助沉装置的减阻效果远好于传统的机械破土机构。同时，该装置机械部分的驱动电机、链条和底板可以重复利用，一定程度上减少了施工成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为本发明中从动轴承座与顶部从动轴承座配合的结构示意图；
图4为本发明中从动轴承座与驱动机构配合的结构示意图。
附图标记说明：
1-驱动电机，2-支撑架，3-主动轴承座，4-第一链条，5-第二链条，6-刮土板，7-固定棒，8-从动轴承座，9-混凝土壁，10-竖槽，11-底板，12-刃脚，31-主动轴，32-主动链轮，33-配合链轮，81-从动轴，82-从动链轮。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图4所示，一种可减小破土阻力的机械助沉装置，包括装置本体，所述装置本体由矩形混凝土壁9构成，所述混凝土壁9的顶面中部设置有主动轴承座3，所述混凝土壁9的顶面两端开设有至底面的竖槽10，所述混凝土壁9底面配套设置有底板11；所述底板11两侧均固定设置有刃脚12，所述底板11由钢板构成，底板11的两侧均宽于混凝土壁5cm-10cm；所述刃脚12内侧的端部均开设有用于固定底部从动轴承座8的凹槽，所述刃脚12与底板11等长，所述刃脚12底端向内侧倾斜，刃脚12斜边与水平线的夹角为55°-65°；所述竖槽10顶侧的槽壁上均固定有顶部从动轴承座8；所述主动轴承座3上的主动轴31通过驱动机构转动，所述主动轴31上的主动链轮32通过第一链条4带动各从动轴承座8上的从动轴81转动；所述从动轴81上均设置有与主动链轮32配合的从动链轮82；所述第一链条4上等间距的设置有固定棒7，固定棒7上固定有刮土板6；所述驱动机构包括驱动电机1和支撑架2，所述驱动电机1通过支撑架2设置在主动轴承座3的上侧，所述驱动电机1上的链轮通过第二链条5带动主动轴31上的配合链轮33转动，所述支撑架2与混凝土壁9固定，支撑架2上开设有可通过第二链条5的通孔，所述支撑架2高于刮土板6；所述刮土板6由宽度为3cm-5cm的钢板构成；所述固定棒7由直径为5cm-10cm的钢管构成；所述混凝土壁9的厚度为40cm。
本发明中的驱动电机1固定在支撑架2上，由驱动电机1通过第二链条5带动主动轴承座3上的主动轴31，再由主动轴31上的主动链轮32带动第一链条4，通过各从动轴承座8上的从动链轮82配合主动链轮32，让第一链条4环绕在混凝土壁9外周，从而让刮土板6做环形运动。竖槽10和与竖槽外形相配合的底板11，可为竖向运行的第一链条4和刮土板6提供传动空间，在混凝土壁9底部水平运行的第一链条4在刃脚12内侧破土区域进行破土，通过持续对混凝土壁9底部的土进行下挖，减小刃脚12向下运动的阻力。所述刃脚12斜边与水平线的夹角为55°-65°，当土质硬时角度取大值，较软时角度取小值。
随着不断下沉，底端的土被刮土板6排出而减小了端阻，底板11宽出混凝土壁9部分上方的土，受底板11向下运动时的扰动影响，原有结构被破坏至松散，体积膨胀强度降低，对混凝土壁9的挤压作用减少，减小了土对于混凝土壁9的侧摩擦阻力。而且在竖槽10内运动的刮土板6，还可对混凝土壁9两端的土进行刮动，进一步减少装置下沉的阻力。刮土板6与底板11的减阻效果保证了混凝土壁9的顺利下沉。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可减小破土阻力的机械助沉装置，包括装置本体，其特征在于：所述装置本体由矩形混凝土壁构成，所述混凝土壁的顶面中部设置有主动轴承座，所述混凝土壁的顶面两端开设有至底面的竖槽，所述混凝土壁底面配套设置有底板；所述底板两侧均固定设置有刃脚，所述刃脚内侧的端部均开设有用于固定底部从动轴承座的凹槽；所述竖槽顶侧的槽壁上均固定有顶部从动轴承座；所述主动轴承座上的主动轴通过驱动机构转动，所述主动轴上的主动链轮通过第一链条带动各从动轴承座上的从动轴转动；所述从动轴上均设置有与主动链轮配合的从动链轮；所述第一链条上等间距的设置有固定棒，固定棒上固定有刮土板。
2.根据权利要求1所述的一种可减小破土阻力的机械助沉装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机和支撑架，所述驱动电机通过支撑架设置在主动轴承座的上侧，所述驱动电机上的链轮通过第二链条带动主动轴上的配合链轮转动，所述支撑架与混凝土壁固定，支撑架上开设有可通过第二链条的通孔。
3.根据权利要求2所述的一种可减小破土阻力的机械助沉装置，其特征在于：所述支撑架高于刮土板。
4.根据权利要求1所述的一种可减小破土阻力的机械助沉装置，其特征在于：所述刃脚与底板等长，所述刃脚底端向内侧倾斜，刃脚斜边与水平线的夹角为55°-65°。
5.根据权利要求1所述的一种可减小破土阻力的机械助沉装置，其特征在于：所述底板由钢板构成，底板的两侧均宽于混凝土壁5cm-10cm。
6.根据权利要求1所述的一种可减小破土阻力的机械助沉装置，其特征在于：所述固定棒由直径为5cm-10cm的钢管构成。
7.根据权利要求1所述的一种可减小破土阻力的机械助沉装置，其特征在于：所述刮土板由宽度为3cm-5cm的钢板构成。
8.根据权利要求1所述的一种可减小破土阻力的机械助沉装置，其特征在于：所述混凝土壁的厚度为d0cm。
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