CN110777772A - 带空气罩的环保型水下夯锤及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用带空气罩的环保型水下夯锤的施工方法，包括：空气罩，其上部具有气嘴，通过所述气嘴可向空气罩通气；夯锤，由主动锤和被动锤构成，所述被动锤在一定范围内沿纵向可活动的密封置于空气罩的底部，且所述被动锤的底部凸出于所述空气罩的底部，所述主动锤设置为通过脱钩件可在空气罩内自由落体与被动锤碰撞。本发明解决了传统水下强夯工艺夯锤在水中下落过程中能量损失严重的问题，极大挺高了施工效果和施工效率。

Description

带空气罩的环保型水下夯锤及其施工方法

技术领域

本发明涉及建设工程机械领域。更具体地说，本发明涉及一种利用带空气罩的环保型水下夯锤的的施工方法。

背景技术

目前，在重力式结构码头建设中，水下基床夯实一般采用“起重船+夯锤”的常规工艺进行水下强夯施工，该工艺采用的夯锤在落水瞬间受到水的表面张力作用，损耗大量能量；夯锤在水中下沉过程中又要克服水中阻力和浮力作用。夯锤在整个下落行程中能量损失严重，导致对基床的夯击效果大打折扣。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述背景技术中遇到的不足，提供了一种带空气罩的环保型水下夯锤及其施工方法。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种带空气罩的环保型水下夯锤，包括：

空气罩，其上端密封且具有气嘴，通过所述气嘴可向空气罩通气，所述空气罩的下端为敞口；

夯锤，其位于所述空气罩内，所述夯锤设置为通过脱钩件和挂钩系统的配合可在空气罩内自由落体，所述夯锤上对称设置有两个通气孔。

优选的是，所述空气罩内的上部具有顶部平台，所述顶部平台上设有起重设备，通过所述起重设备牵引主动锤。

优选的是，所述顶部平台的中心开有可供吊索穿过的穿索孔，所述脱钩件为围设于顶部平台下部孔周一圈的脱钩挡片；

所述夯锤上设置有挂钩系统，所述挂钩系统包括被动钩和主动钩；所述被动钩固定于所述主动锤顶部，所述主动钩上固定有所述吊索；

其中，当主动钩未上移至与脱钩挡片接触时，所述主动钩咬合所述被动钩，当主动钩上移至与脱钩挡片接触并继续上移时，所述脱钩挡片挤压所述主动钩，使主动钩下部开口被动钩脱离。

优选的是，所述脱钩挡片为圆筒状结构，其顶部与顶部平台连接，其下部具有向内的楔形结构；

所述被动钩的下部分为圆柱体，被动钩的上部分为圆锥体；

所述主动钩由钩片、限位盘和圆环体构成，所述钩片等间隔穿设于圆环体上，并由限位盘限位钩片在圆环体所在水平面的运动；所述钩片的下部为上下两级向内的楔形结构，多个钩片的上级楔形结构在无外力时围设形成与被动钩的上部分相匹配的卡槽结构，以卡住所述被动钩的上部分，多个钩片的下级楔形结构在无外力时围设形成大于被动钩的上部分的开口结构；当主动钩向下运动时，所述主动钩竖直方向的轴线与被动钩竖直方向的轴线位于同一条直线上。

优选的是，所述空气罩外表面设置有横竖相间的加强肋，其底部固定有一圈配重。

优选的是，所述空气罩的顶部向下垂直延伸有一对定位杆，一对定位杆相对所述空气罩的轴线对称；

所述夯锤上沿其轴线方向对称设置有两个穿杆孔，可供定位杆穿过。

本发明还提供了一种利用带空气罩的环保型水下夯锤的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在空气罩的下端配加配重，保证空气罩按正确姿势放置于水下而不上浮，同时加强肋的设置需确保空气罩能承受水下压力而不变形；

步骤二、吊车将带空气罩的环保型水下夯锤吊起并放置至指定位置；

步骤三、将夯锤吊起，至夯锤与脱钩件发生挤压、夯锤下落至基床，完成夯锤对基床的夯击；

步骤四、下放吊索，使主动钩下落至再次与被动钩钩挂，继续通过起重设备上提夯锤，如此周而复始。

优选的是，所述吊车将带空气罩的环保型水下夯锤吊起放置于略高于基床顶面的位置。

优选的是，所述步骤二～步骤四中，通过气嘴持续向空气罩中泵气。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明巧妙的解决了传统水下强夯工艺夯锤在水中下落过程中能量损失严重的问题，极大挺高了施工效果和施工效率。另外，由于碰撞作用发生在密封管内部，基本杜绝了水下震动对周围环境的影响，极大的保护了附近水生生物。具有很高的推广价值。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是带空气罩的环保型水下夯锤整体结构图；

图2是挂钩系统和夯锤剖视面为穿杆孔的示意图；

图3是挂钩系统和夯锤剖视面为通气孔的示意图；

图4是主动钩和吊索的连接示意图；

图5是主动钩俯视图。

图中标记说明：1夯锤，101通气孔，102被动钩，103被动钩的下部分，104被动钩的上部分，105主动钩，106钩片，107限位盘，108圆环体，109吊索，110穿杆孔；

2空气罩，201气嘴，202卷扬机，203顶部平台，204穿索孔，205脱钩挡片，206加强肋，207环形配重。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～5所示，本发明提供一种带空气罩的环保型水下夯锤，包括：

空气罩2，其上端密封且具有气嘴201，通过所述气嘴201可向空气罩2通气，所述空气罩2的下端为敞口；在空气罩2顶部密封设有穿线孔，可供设备的电缆线穿过。

夯锤1，其位于所述空气罩2内，所述夯锤1设置为通过脱钩件和挂钩系统的配合可在空气罩2内自由落体，所述夯锤1上对称设置有两个通气孔101。在本实施例中夯锤1为一个圆柱形实心结构，空气罩2是一个圆筒结构，圆筒内径略大于圆柱形的夯锤1外径。

本申请带空气罩的环保型水下夯锤的一优选实施例中，所述空气罩2内的上部具有顶部平台203，所述顶部平台203上设有起重设备，通过所述起重设备牵引主动锤，在本实施例中起重设备为卷扬机202。

本申请带空气罩的环保型水下夯锤的一优选实施例中，所述顶部平台203的中心开有可供吊索109穿过的穿索孔204，所述脱钩件为围设于顶部平台203下部孔周一圈的脱钩挡片205；

所述夯锤1上设置有挂钩系统，所述挂钩系统包括被动钩102和主动钩105；所述被动钩102固定于所述主动锤顶部，所述主动钩105上固定有所述吊索109；

其中，当主动钩105未上移至与脱钩挡片205接触时，所述主动钩105咬合所述被动钩102，当主动钩105上移至与脱钩挡片205接触并继续上移时，所述脱钩挡片205挤压所述主动钩105，使主动钩105下部开口被动钩102脱离。

本申请带空气罩的环保型水下夯锤的一优选实施例中，所述脱钩挡片205为圆筒状结构，其顶部与顶部平台203连接，其下部具有向内的楔形结构；

所述被动钩的下部分103为圆柱体，被动钩的上部分104为圆锥体；

所述主动钩105由钩片106、限位盘107和圆环体108构成，所述钩片106等间隔穿设于圆环体108上，并由限位盘107限位钩片106在圆环体108所在水平面的运动；所述钩片106的下部为上下两级向内的楔形结构，多个钩片106的上级楔形结构在无外力时围设形成与被动钩102的上部分相匹配的卡槽结构，以卡住所述被动钩102的上部分，多个钩片106的下级楔形结构在无外力时围设形成大于被动钩102的上部分的开口结构；当主动钩105向下运动时，所述主动钩105竖直方向的轴线与被动钩102竖直方向的轴线位于同一条直线上。

本申请带空气罩的环保型水下夯锤的一优选实施例中，所述空气罩2外表面设置有横竖相间的加强肋206，其底部固定有一圈环形配重207。确保空气罩2与被动锤的重力之和略大于受到水的浮力。

本申请带空气罩的环保型水下夯锤的一优选实施例中，所述空气罩2的顶部向下垂直延伸有一对定位杆，一对定位杆相对所述空气罩2的轴线对称；

所述夯锤1上沿其轴线方向对称设置有两个穿杆孔110，可供定位杆穿过。

一种利用带空气罩的环保型水下夯锤的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在空气罩2的下端配加配重，保证空气罩2按正确姿势放置于水下而不上浮，同时加强肋206的设置需确保空气罩2能承受水下压力而不变形；

步骤二、吊车将带空气罩的环保型水下夯锤吊起放置于略高于基床顶面的位置，防止环保型水下夯锤1受基床变形的影响。

步骤三、启动起重设备，将夯锤1吊起，至夯锤1上的主动钩105的钩片106与脱钩挡片205发生挤压，使钩片106发生转动，多个钩片106下部围设形成的开口变大，被动钩102从而脱离，实现夯锤1下落至基床，完成夯锤1对基床的夯击；

步骤四、在主动钩105与被动钩102脱离后，下放吊索109，使主动钩105下落至再次与被动钩102接触，钩片106触碰被动钩102的上部分，钩片106的下部张开，直至落至被动钩102的上部分圆锥体的底面，钩片106受重力影响向内聚拢，完成钩挂动作，继续通过起重设备上提夯锤1，如此周而复始。

所述步骤二～步骤四中，通过气嘴201持续向空气罩2中泵气，保证空气罩2内不会灌入水。

在整个下落过程中都置于空气中，避免了在水中运行造成的能量损失，提高夯击效率。另外，夯锤1和空气罩2的分离式设计，避免了夯锤1剧烈的震动对空气罩2造成损坏，同时夯锤1夯击基床造成的震动也一定程度被空气罩2吸收，减少了震动对周围环境的影响。

该装置使用方便，不易破坏，解决了传统水下强夯工艺中能量损失严重的问题，极大挺高了施工效果和施工效率。另外，通过空气罩2的作用大大降低了水下震动对周围环境的影响，保护了环境，具有很高的推广价值。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (9)

1.一种带空气罩的环保型水下夯锤，其特征在于，包括：

空气罩，其上端密封且具有气嘴，通过所述气嘴可向空气罩通气，所述空气罩的下端为敞口；

夯锤，其位于所述空气罩内，所述夯锤设置为通过脱钩件和挂钩系统的配合可在空气罩内自由落体，所述夯锤上对称设置有两个通气孔。

2.如权利要求1所述的带空气罩的环保型水下夯锤，其特征在于，所述空气罩内的上部具有顶部平台，所述顶部平台上设有起重设备，通过所述起重设备牵引主动锤。

3.如权利要求2所述的带空气罩的环保型水下夯锤，其特征在于，所述顶部平台的中心开有可供吊索穿过的穿索孔，所述脱钩件为围设于顶部平台下部孔周一圈的脱钩挡片；

所述夯锤上设置有挂钩系统，所述挂钩系统包括被动钩和主动钩；所述被动钩固定于所述主动锤顶部，所述主动钩上固定有所述吊索；

其中，当主动钩未上移至与脱钩挡片接触时，所述主动钩咬合所述被动钩，当主动钩上移至与脱钩挡片接触并继续上移时，所述脱钩挡片挤压所述主动钩，使主动钩下部开口被动钩脱离。

4.如权利要求3所述的带空气罩的环保型水下夯锤，其特征在于，所述脱钩挡片为圆筒状结构，其顶部与顶部平台连接，其下部具有向内的楔形结构；

所述被动钩的下部分为圆柱体，被动钩的上部分为圆锥体；

所述主动钩由钩片、限位盘和圆环体构成，所述钩片等间隔穿设于圆环体上，并由限位盘限位钩片在圆环体所在水平面的运动；所述钩片的下部为上下两级向内的楔形结构，多个钩片的上级楔形结构在无外力时围设形成与被动钩的上部分相匹配的卡槽结构，以卡住所述被动钩的上部分，多个钩片的下级楔形结构在无外力时围设形成大于被动钩的上部分的开口结构；当主动钩向下运动时，所述主动钩竖直方向的轴线与被动钩竖直方向的轴线位于同一条直线上。

5.如权利要求2所述的带空气罩的环保型水下夯锤，其特征在于，所述空气罩外表面设置有横竖相间的加强肋，其底部固定有一圈配重。

6.如权利要求1所述的带空气罩的环保型水下夯锤，其特征在于，所述空气罩的顶部向下垂直延伸有一对定位杆，一对定位杆相对所述空气罩的轴线对称；

所述夯锤上沿其轴线方向对称设置有两个穿杆孔，可供定位杆穿过。

7.一种利用带空气罩的环保型水下夯锤的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在空气罩的下端配加配重，保证空气罩按正确姿势放置于水下而不上浮，同时加强肋的设置需确保空气罩能承受水下压力而不变形；

步骤二、吊车将带空气罩的环保型水下夯锤吊起并放置至指定位置；

步骤三、将夯锤吊起，至夯锤与脱钩件发生挤压、夯锤下落至基床，完成夯锤对基床的夯击；

步骤四、下放吊索，使主动钩下落至再次与被动钩钩挂，继续通过起重设备上提夯锤，如此周而复始。

8.如权利要求7所述的利用带空气罩的环保型水下夯锤的施工方法，其特征在于，所述吊车将带空气罩的环保型水下夯锤吊起放置于略高于基床顶面的位置。

9.如权利要求7所述的利用带空气罩的环保型水下夯锤的施工方法，其特征在于，所述步骤二～步骤四中，通过气嘴持续向空气罩中泵气。

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