CN111157211A - 大型液压打桩锤试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型液压打桩锤试验台。该试验台包括：桁架结构、起升系统和缓冲结构；桁架结构安装在地面基础上，用于支承起升系统和液压打桩锤的锤体；起升系统设置在桁架结构上，用于吊取锤体以进行锤体的锤击试验；缓冲结构安装在地面基础上，且位于起升系统的吊取位置的正下方，用于承受锤体的能量冲击。本发明的大型液压打桩锤试验台通过设置桁架结构、起升系统和缓冲结构，具有较高的结构稳定性和抗能量冲击能力，能承受3000kJ以上的能量冲击，适用于多种不同型号的液压打桩锤和多种不同直径的管桩的锤击试验，结构简单，操作方便，成本低。

Description

大型液压打桩锤试验台

技术领域

本发明涉及打桩锤检测技术领域，尤其涉及一种大型液压打桩锤试验台。

背景技术

液压打桩锤因工作效率高、清洁环保，是海上风电桩施工中主要使用的锤型；然而，当液压打桩锤用于海上作业时，由于海上作业工况的限制，要求液压打桩锤的可靠性高；此时，液压打桩锤需要在制造调试阶段进行充分的厂内试验，以保证其机电液系统运行能够达到设计要求，以满足海上作业的使用要求。目前，液压打桩锤试验台仅可满足180kJ能量等级、以及锤体重量在30t以下的液压打桩锤进行功能试验；而随着海上产业的发展，现有的大型液压打桩锤自身重量在300t以上，且还在向更大型化的趋势发展，因此，采用现有的液压打桩锤试验台难以满足大型液压打桩锤的功能试验要求。

此外，由于大型液压打桩锤外形尺寸和自身重量较大，目前在进行大型液压打桩锤功能试验时还存在以下问题：

由于大型液压打桩锤自身重量在300t以上，在进行功能试验时，地面需承受最大约3000kJ能量等级的锤体冲击，现有的试验场地难以保证重复多次的锤击试验；当采用汽车吊及履带吊对锤体进行升降控制时，在进行锤体试验时载荷变化大，极易发生倾翻事故，且升降不及时，存在极大的危险隐患。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种大型液压打桩锤试验台。

为此，本发明公开了一种大型液压打桩锤试验台，该大型液压打桩锤试验台包括：桁架结构、起升系统和缓冲结构；

所述桁架结构安装在地面基础上，用于支承所述起升系统和液压打桩锤的锤体；

所述起升系统设置在所述桁架结构上，用于吊取所述锤体以进行所述锤体的锤击试验；

所述缓冲结构安装在地面基础上，且位于所述起升系统的吊取位置的正下方，用于承受所述锤体的能量冲击。

优选地，在上述大型液压打桩锤试验台中，所述桁架结构包括：底梁、立柱和横梁；

所述底梁固定在地面基础上，所述底梁上安装有多个所述立柱，所述横梁用于连接多个所述立柱，所述底梁、所述立柱和所述横梁构成门式框架结构。

优选地，在上述大型液压打桩锤试验台中，所述起升系统包括：卷扬机、钢丝绳、滑轮机构和吊具；

所述卷扬机安装在所述底梁上；

所述钢丝绳一端连接所述卷扬机，另一端通过所述滑轮机构连接所述吊具；

所述滑轮机构安装在所述横梁上，用于支承所述钢丝绳和实现所述钢丝绳的换向；

所述吊具可升降地设置在所述横梁的正下方，且与所述锤体可拆卸地连接，用于吊取所述锤体。

优选地，在上述大型液压打桩锤试验台中，所述滑轮机构包括：换向滑轮、定滑轮和动滑轮；

所述换向滑轮安装在所述横梁的端部，用于实现所述钢丝绳的换向；

所述定滑轮安装在所述横梁上，所述动滑轮安装在所述吊具上部，所述钢丝绳的另一端依次跨过所述换向滑轮、所述定滑轮和所述动滑轮固定在所述横梁上。

优选地，在上述大型液压打桩锤试验台中，所述缓冲结构包括：混凝土管桩和支承台；

所述支承台设置在地面基础上，且位于所述起升系统的吊取位置的正下方，所述支承台设置有沉孔，所述沉孔内填充有石子和/或沙子；

所述混凝土管桩安装在所述支承台的底部，用于固定支承所述支承台。

优选地，在上述大型液压打桩锤试验台中，所述试验台还包括扶锤机构，所述扶锤机构设置在所述桁架结构上，用于使所述锤体在进行锤击试验时保持垂直状态。

优选地，在上述大型液压打桩锤试验台中，所述扶锤机构包括：支承架和滑环；

所述支承架包括两个，两个所述支承架一端可拆卸地连接所述立柱，另一端连接有一个所述滑环；

所述滑环可拆卸地安装在所述支承架且所述滑环在所述支承架上的安装位置可调，两个所述滑环相互正对以形成环形支护面。

优选地，在上述大型液压打桩锤试验台中，所述试验台还包括翻锤系统，所述翻锤系统与所述起升系统配合，用于翻转所述锤体以实现所述锤体的吊取和下放。

优选地，在上述大型液压打桩锤试验台中，所述翻锤系统包括：锤体支架、起落架、运输车和转锤支架；

所述锤体支架和所述起落架分别安装在所述运输车上，用于支承所述锤体；

所述转锤支架可拆卸地安装在所述锤体的头部，且所述转锤支架可转动地放置在所述起落架上；

所述锤体的头部通过所述转锤支架放置在所述起落架上，所述锤体的尾部可分离地放置在所述锤体支架上，所述锤体放置在所述起落架时能绕自身头部转动。

优选地，在上述大型液压打桩锤试验台中，所述试验台还包括砧铁，所述砧铁设置在所述缓冲结构上，且位于所述锤体的正下方。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的大型液压打桩锤试验台通过设置桁架结构、起升系统和缓冲结构，具有较高的结构稳定性和抗能量冲击能力，能承受3000kJ以上的能量冲击，适用于多种不同型号的液压打桩锤和多种不同直径的管桩的锤击试验；并且通过设置扶锤机构和翻锤系统，能够降低试验成本和试验周期，结构简单，操作方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例的大型液压打桩锤试验台的结构示意图；

图2为图1的A向视图；

图3为本发明一个实施例的大型液压打桩锤试验台在进行立锤时的第一状态示意图；

图4为本发明一个实施例的大型液压打桩锤试验台在进行立锤时的第二状态示意图；

图5为本发明一个实施例的大型液压打桩锤试验台在进行立锤时的第三状态示意图；

图6为本发明一个实施例的大型液压打桩锤试验台在进行立锤时的第四状态示意图；

图7为本发明一个实施例的大型液压打桩锤试验台在进行落锤时的第一状态示意图；

图8为本发明一个实施例的大型液压打桩锤试验台在进行落锤时的第二状态示意图；

图9为本发明一个实施例的大型液压打桩锤试验台在进行落锤时的第三状态示意图；

图10为本发明一个实施例的大型液压打桩锤试验台在进行落锤时的第四状态示意图；

图11为本发明一个实施例的大型液压打桩锤试验台在试验状态下的结构示意图；

图12为图11的B向视图。

附图标记说明：

1-桁架结构、11-底梁、12-立柱、13-横梁、2-起升系统、21-卷扬机、22-钢丝绳、23-吊具、24-换向滑轮、25-定滑轮、26-动滑轮、27-销轴、3-缓冲结构、31-混凝土管桩、32-支承台、4-扶锤机构、41-支承架、42-滑环、5-翻锤系统、51-锤体支架、52-起落架、53-运输车、54-转锤支架、6-砧铁、7-锤体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

为了确保在对大型液压打桩锤进行功能试验时，试验场地能够承受重复多次的锤击试验，并在对锤体7进行升降控制时，保证升降控制的稳定性和及时性；本发明提供了一种大型液压打桩锤试验台，该大型液压打桩锤试验台用于液压打桩锤的锤击试验，包括：桁架结构1、起升系统2和缓冲结构3；桁架结构1安装在地面基础上，用于支承起升系统2和液压打桩锤的锤体7；起升系统2设置在桁架结构1上，用于吊取锤体7以进行锤体7的锤击试验；缓冲结构3安装在地面基础上，且位于起升系统2的吊取位置的正下方，用于承受锤体7的能量冲击。

以下通过具体实施例对本发明提供的大型液压打桩锤试验台的结构及工作原理进行具体说明。

具体地，本发明实施例提供的大型液压打桩锤试验台在使用时，先将起升系统2安装在桁架结构1上，将缓冲结构3安装在地面基础上，再利用起升系统2吊取打桩锤的锤体7，使锤体7处于缓冲结构3的正上方，并使锤体7的锤头正对缓冲结构3；而后，启动液压打桩锤配套的控制系统，利用控制系统控制锤体7进行锤击试验；待锤击试验结束后，再利用起升系统2将锤体7下放，完成液压打桩锤的功能试验。

优选地，如附图1和2所示，为了保证桁架结构1的结构强度和支承强度，以确保锤击试验的安全性、稳定性和可靠性；本发明实施例中，桁架结构1包括：底梁11、立柱12和横梁13；底梁11固定在地面基础上，底梁11上安装有多个立柱12，横梁13用于连接多个立柱12，底梁11、立柱12和横梁13构成门式框架结构。

其中，在桁架结构1满足实际要求的结构强度和支承强度的情况下，桁架结构1的尺寸可以适当增大，以提高该大型液压打桩锤试验台的适用范围，实现多种不同型号的打桩锤的锤击试验。

进一步地，在上述设定的桁架结构1的具体构型的情况下，本发明实施例中，起升系统2包括：卷扬机21、钢丝绳22、滑轮机构和吊具23；卷扬机21安装在底梁11上；钢丝绳22一端连接卷扬机21，另一端通过滑轮机构连接吊具23；滑轮机构安装在横梁13上，用于支承钢丝绳22和实现钢丝绳22的换向；吊具23可升降地设置在横梁13的正下方，且与锤体7可拆卸地连接，用于吊取锤体7。

其中，为了保证在利用起升系统2吊取或者下放锤体7时的稳定性和安全性，本发明实施例中，如附图2所示，卷扬机21、钢丝绳22和滑轮机构可以均为两个，两个卷扬机21对称布置在底梁11上，两个滑轮机构对称布置在横梁13上，两个钢丝绳22分别通过一个滑轮机构连接在吊具23的两端。

对于钢丝绳22如何通过滑轮机构连接吊具23，以下进行示例说明：作为一种示例，如附图2所示，滑轮机构可以包括：换向滑轮24、定滑轮25和动滑轮26；换向滑轮24安装在横梁13的端部，用于实现钢丝绳22的换向；定滑轮25安装在横梁13上，动滑轮26安装在吊具23上部，钢丝绳22的另一端依次跨过换向滑轮24、定滑轮25和动滑轮26固定在横梁13上。

如此设置，当需要吊取锤体7时，启动卷扬机21进行放绳，带动动滑轮26和吊具23下降，将吊具23与锤体7的吊装孔连接，而后启动卷扬机21进行收绳，带动动滑轮26和吊具23上升，以提升锤体7；在进行试验时，启动卷扬机21下放吊具23，使钢丝绳22自然受力，启动液压打桩锤配套的控制系统进行打桩的单击和连击试验，并在锤击过程中时刻关注钢丝绳22的受力，以便及时利用卷扬机21下放钢丝绳22，避免桁架结构1承受锤体7的冲击力；当完成试验后，启动卷扬机21进行放绳，将锤体7下放后，拆除吊具23与锤体7的连接。其中，吊具23与锤体7的吊装孔可以采用销轴27连接，同时在销轴27的两侧设置限位挡板，再利用螺栓将销轴27与限位挡板紧固；如此，既能便于吊具23与锤体7的连接，又能保证两者的连接稳固性。

如附图2所示，为了提高缓冲结构3的抗能量冲击能力，保证缓冲结构3能够承受3000kJ以上的能量冲击，本发明实施例中，缓冲结构3包括：混凝土管桩31和支承台32；支承台32设置在地面基础上，且位于起升系统2的吊取位置(吊具23)的正下方，支承台32设置有沉孔，沉孔内填充有石子和/或沙子；混凝土管桩31安装在支承台32的底部，用于固定支承支承台32。

优选地，本发明实施例中，支承台32采用水泥浇筑而成，支承台32及其沉孔的结构尺寸可以根据实际情况进行设定，以保证该缓冲结构3能够适用多种不同型号的打桩锤和多种不同直径的管桩的锤击试验，例如支承台32的沉孔的壁厚可以设定为500mm。

目前在进行锤击试验过程中，为了保持锤体7的垂直状态，需要一台起重设备保持吊装作业，导致试验成本高和试验周期长；

为此，如附图11和12所示，本发明实施例中，为了降低试验成本和试验周期，该大型液压打桩锤试验台还包括扶锤机构4，扶锤机构4设置在桁架结构1上，用于使锤体7在进行锤击试验时保持垂直状态。

扶锤机构4可以为任意构型，只要能够使锤体7在进行锤击试验时保持垂直状态，以保证锤击试验的安全性和可靠性，以下对扶锤机构4的结构进行示例说明；

如附图11和12所示，作为一种示例，扶锤机构4可以包括：支承架41和滑环42；支承架41包括两个，两个支承架41一端可拆卸地连接立柱12，另一端连接有一个滑环42；滑环42可拆卸地安装在支承架41且滑环42在支承架41上的安装位置可调，两个滑环42相互正对以形成环形支护面。

其中，滑环42可以通过调节螺栓可拆卸地安装在支承架41上；如此，既能方便滑环42的拆装，又能便于调节滑环42在支承架41上的安装位置。

如此设置，当要进行锤击试验时，将支承架41安装在立柱12上，将滑环42安装在支承架41上，而后根据锤体7的位置调整滑环42在支承架41上的位置，使滑环42靠近锤体7的外表面，形成与锤体7外表面相适配的环形支护面以支护锤体7，保证锤体7在锤击试验时保持垂直状态。

由于大型液压打桩锤的锤体7的细长比约为1：8，目前在进行锤击试验时，将锤体7由水平状态调整为垂直状态或者将锤体7由垂直状态调整为水平状态需要利用两台以上的大型起重设备配合翻锤，导致试验成本高和试验周期长；

为此，如附图3-10所示，为了方便锤体7的吊取和下放，即方便进行立锤和落锤，以降低试验成本和试验周期，本发明实施例中，该大型液压打桩锤试验台还包括翻锤系统5，翻锤系统5与起升系统2配合，用于翻转锤体7以实现锤体7的吊取和下放。

翻锤系统5可以为任意构型，只要能够方便进行立锤和落锤即可，以下对翻锤机构的结构进行示例说明；

如附图3-10所示，作为一种示例，翻锤系统5可以包括：锤体7支架51、起落架52、运输车53和转锤支架54；锤体7支架51和起落架52分别安装在运输车53上，用于支承锤体7；转锤支架54可拆卸地安装在锤体7的头部，且转锤支架54可转动地放置在起落架52上；锤体7的头部通过转锤支架54放置在起落架52上，锤体7的尾部可分离地放置在锤体7支架51上，锤体7放置在起落架52时能够绕自身头部转动。

如此设置，当需要立锤时，将转锤支架54安装在锤体7的头部，利用起重设备将锤体7放置在运输车53上，通过运输车53将锤体7运至试验台作业场地，利用起升系统2连接锤体7的尾部的吊装孔，将锤体7逐渐提升，同时在锤体7提升的过程中使运输车53同步后退，使锤体7绕其头部转动直至锤体7达到垂直状态，而后继续提升锤体7，使锤体7头部的转锤支架54脱离起落架52的支承，开走运输车53，完成立锤过程；当完成锤击试验后需要落锤时，将运输车53开至锤体7下放，利用起升系统2下放锤体7，使锤体7头部的转锤支架54放置于起落架52上，继续下放锤体7，同时在锤体7下放的过程中使运输车53同步前进，使锤体7绕其头部转动直至锤体7的尾部放置在锤体7支架51上，而后拆除起升系统2与锤体7的连接，完成落锤过程。

进一步地，考虑到在液压打桩锤进行海上作业的过程中，需要锤击的管桩包括多种不同直径的管桩，本发明实施例中，为了提高该试验台的适用范围，并保证锤击试验的可靠性，该试验台还可以包括砧铁6，砧铁6设置在缓冲结构3上，且位于锤体7的正下方；如此设置，通过使用不同直径的砧铁6模拟海上作业时不同直径的管桩，能够实现不同直径的管桩的打击作业的模拟试验，能够保证该试验台的锤击试验结果的可靠性。

可见，本发明实施例提供的大型液压打桩锤试验台通过设置桁架结构1、起升系统2和缓冲结构3，具有较高的结构稳定性和抗能量冲击能力，能承受3000kJ以上的能量冲击，适用于多种不同型号的液压打桩锤和多种不同直径的管桩的锤击试验；并且通过设置扶锤机构4和翻锤系统5，能够降低试验成本和试验周期，结构简单，操作方便。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种大型液压打桩锤试验台，其特征在于，所述试验台包括：桁架结构(1)、起升系统(2)和缓冲结构(3)；

所述桁架结构(1)安装在地面基础上，用于支承所述起升系统(2)和液压打桩锤的锤体(7)；

所述起升系统(2)设置在所述桁架结构(1)上，用于吊取所述锤体(7)以进行所述锤体(7)的锤击试验；

所述缓冲结构(3)安装在地面基础上，且位于所述起升系统(2)的吊取位置的正下方，用于承受所述锤体(7)的能量冲击。

2.根据权利要求1所述的大型液压打桩锤试验台，其特征在于，所述桁架结构(1)包括：底梁(11)、立柱(12)和横梁(13)；

所述底梁(11)固定在地面基础上，所述底梁(11)上安装有多个所述立柱(12)，所述横梁(13)用于连接多个所述立柱(12)，所述底梁(11)、所述立柱(12)和所述横梁(13)构成门式框架结构。

3.根据权利要求2所述的大型液压打桩锤试验台，其特征在于，所述起升系统(2)包括：卷扬机(21)、钢丝绳(22)、滑轮机构和吊具(23)；

所述卷扬机(21)安装在所述底梁(11)上；

所述钢丝绳(22)一端连接所述卷扬机(21)，另一端通过所述滑轮机构连接所述吊具(23)；

所述滑轮机构安装在所述横梁(13)上，用于支承所述钢丝绳(22)和实现所述钢丝绳(22)的换向；

所述吊具(23)可升降地设置在所述横梁(13)的正下方，且与所述锤体(7)可拆卸地连接，用于吊取所述锤体(7)。

4.根据权利要求3所述的大型液压打桩锤试验台，其特征在于，所述滑轮机构包括：换向滑轮(24)、定滑轮(25)和动滑轮(26)；

所述换向滑轮(24)安装在所述横梁(13)的端部，用于实现所述钢丝绳(22)的换向；

所述定滑轮(25)安装在所述横梁(13)上，所述动滑轮(26)安装在所述吊具(23)上部，所述钢丝绳(22)的另一端依次跨过所述换向滑轮(24)、所述定滑轮(25)和所述动滑轮(26)固定在所述横梁(13)上。

5.根据权利要求2所述的大型液压打桩锤试验台，其特征在于，所述缓冲结构(3)包括：混凝土管桩(31)和支承台(32)；

所述支承台(32)设置在地面基础上，且位于所述起升系统(2)的吊取位置的正下方，所述支承台(32)设置有沉孔，所述沉孔内填充有石子和/或沙子；

所述混凝土管桩(31)安装在所述支承台(32)的底部，用于固定支承所述支承台(32)。

6.根据权利要求2所述的大型液压打桩锤试验台，其特征在于，所述试验台还包括扶锤机构(4)，所述扶锤机构(4)设置在所述桁架结构(1)上，用于使所述锤体(7)在进行锤击试验时保持垂直状态。

7.根据权利要求6所述的大型液压打桩锤试验台，其特征在于，所述扶锤机构(4)包括：支承架(41)和滑环(42)；

所述支承架(41)包括两个，两个所述支承架(41)一端可拆卸地连接所述立柱(12)，另一端连接有一个所述滑环(42)；

所述滑环(42)可拆卸地安装在所述支承架(41)且所述滑环(42)在所述支承架(41)上的安装位置可调，两个所述滑环(42)相互正对以形成环形支护面。

8.根据权利要求1所述的大型液压打桩锤试验台，其特征在于，所述试验台还包括翻锤系统(5)，所述翻锤系统(5)与所述起升系统(2)配合，用于翻转所述锤体(7)以实现所述锤体(7)的吊取和下放。

9.根据权利要求8所述的大型液压打桩锤试验台，其特征在于，所述翻锤系统(5)包括：锤体支架(51)、起落架(52)、运输车(53)和转锤支架(54)；

所述锤体支架(51)和所述起落架(52)分别安装在所述运输车(53)上，用于支承所述锤体(7)；

所述转锤支架(54)可拆卸地安装在所述锤体(7)的头部，且所述转锤支架(54)可转动地放置在所述起落架(52)上；

所述锤体(7)的头部通过所述转锤支架(54)放置在所述起落架(52)上，所述锤体(7)的尾部可分离地放置在所述锤体支架(51)上，所述锤体(7)放置在所述起落架(52)时能绕自身头部转动。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的大型液压打桩锤试验台，其特征在于，所述试验台还包括砧铁(6)，所述砧铁(6)设置在所述缓冲结构(3)上，且位于所述锤体(7)的正下方。

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