CN115781615A - 一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁及其装配方法，包括若干个振动梁和联系梁，振动梁和联系梁之间设有连接机构一，且振动梁和联系梁之间还设有抗剪机构，振动梁和振动锤之间设有连接机构二，振动梁和钢圆筒夹持器之间设有连接机构三；装配步骤为：布设共振梁组装胎架；安装振动梁；安装联系梁；安装连接机构一；安装抗剪机构；复测尺寸；安装振动锤；拆除振动梁胎架；安装钢圆筒夹持器；螺栓标记。本发明有效解决了传统共振梁组装焊接连接的一系列存在问题，提升了组装效率、减少了成本和资源投入、降低了资源浪费等问题。

Description

一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁及其装配方法

技术领域

本发明涉及钢圆筒振沉领域，尤其涉及一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁及其装配方法。

背景技术

大直径钢圆筒快速成岛技术因其成岛时间短、施工成本低等优势，在国家重点工程中广泛应用，而其钢圆筒振沉的核心设备是振动锤组设备，其核心原理是钢圆筒夹持器夹持住钢圆筒，多台振动锤通过共振梁使其各自振动产生共同振动的能力，巨大的激振力克服钢圆筒与土壤之间的侧摩阻力和端阻力，使钢圆筒匀速下沉。

然而，常规振动锤组的共振梁通常采用焊接连接，以焊接方式组装共振梁，存在诸多缺陷，焊接工作量大，成本投入大，安全风险大，环境污染大，组装周期长、工作效率低、且需要多组焊工同时对称焊接、累计误差大，而且焊接连接不便于拆卸，无法重复利用，浪费资源，大直径钢圆筒锤组共振梁的设备尺寸大、重量大、占用存放场地大，焊接前吊运时所需起重设备要求高，作业时间长。

根据钢圆筒振动锤组的激振力能力和上拔能力，每个振动锤需配备多个钢圆筒夹持器，同一锤组夹持器之间的角度由钢圆筒的直径决定，即不同直径钢圆筒的同一锤组夹持器之间的角度是不同的。常规钢圆筒夹持器安装在振动锤组共振梁的下表面，振沉施工不同直径钢圆筒，组装锤组共振梁时，需根据同一锤组夹持器之间的角度重新加工振动梁，振动梁都为一次性的，造成资源极大浪费。

共振梁焊接连接还会造成后期拆除难度大，常规拆除通过气焊切割，各连接构件基本无法重复使用，拆除过程中需要资源投入，而且还会造成环境污染；同时钢圆筒的夹持器也无法重复使用，由于不同直径共振梁钢圆筒夹持器角度不同，需要重新加工制作共振梁，资源浪费、工程成本大量增加，且重新制作过程中焊接作业时产生的有害气体、电焊烟尘、热辐射等容易发生职业危害，并造成环境污染问题。

发明内容

本发明旨为了有效的解决传统钢圆筒共振梁及其连接方式的缺陷，而提供一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁及其装配方法，保证共振梁适应于不同直径且可重复使用，减少资源浪费和成本投入，提升国家绿色筑岛技术实力。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁，包括若干个振动梁和联系梁，振动梁圆周均布排布，联系梁连接在相邻两振动梁之间，振动梁和联系梁之间设有连接机构一，且振动梁和联系梁之间还设有抗剪机构，振动梁和振动锤之间设有连接机构二，振动梁和钢圆筒夹持器之间设有连接机构三；

振动梁与联系梁的接触面上分别设有振动梁法兰板和联系梁法兰板，振动梁法兰板和联系梁法兰板端部截面呈L形，抗剪机构包括若干组抗剪键，且振动梁法兰板和联系梁法兰板连接处的顶面设有三组抗剪键，底面设有两组抗剪键，侧面设有一组抗剪键；

每组抗剪键包括楔键、压板、固定螺栓、压紧螺栓、抗剪筋板，压板通过固定螺栓固定在相应的振动梁法兰板、联系梁法兰板上，且压板和振动梁法兰板、联系梁法兰板之间均留有空隙，楔键卡设在空隙内并通过压紧螺栓压紧固定，抗剪筋板设于振动梁法兰板、联系梁法兰板上，且位于顶面和底面的抗剪筋板分别与联系梁的顶面和底面连接，位于侧面的抗剪筋板分别与振动梁的前后侧面连接。

特别的，连接机构一包括连接螺栓一，振动梁和联系梁对接面设有若干安装孔一，且振动梁和联系梁通过连接螺栓一穿过弹簧垫片、安装孔一并旋紧螺母固定，连接螺栓一采用高强度螺栓。

特别的，连接机构二包括若干连接螺栓二，振动梁和振动锤对接面设有若干安装孔二，且振动锤和振动梁通过连接螺栓二穿过弹簧垫片、安装孔二并旋紧螺母固定，连接螺栓二采用高强度螺栓。

特别的，连接机构三包括若干连接螺栓三、夹持器连接板，夹持器连接板上设有若干沉孔式的螺栓孔一，振动梁底面设有若干与螺栓孔一对应的安装孔三，安装孔三内设有螺纹，夹持器连接板通过连接螺栓三穿过弹簧垫片、螺栓孔一并旋进安装孔三内固定，钢圆筒夹持器上设有若干螺栓孔二，夹持器连接板上设有若干与螺栓孔二对应的安装孔四，安装孔四内设有螺纹，钢圆筒夹持器通过连接螺栓三穿过弹簧垫片、螺栓孔二并旋进安装孔四内固定。

一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁的装配方法，其步骤如下：

第一步：布设共振梁组装胎架；

共振梁组装胎架包括振动梁胎架以及联系梁胎架，且布设胎架区域的地面铺设整体式钢板，共振梁组装胎架布设在钢板上，振动梁胎架和联系梁胎架之间刚性固定；

第二步：安装振动梁；

将振动梁依次吊放在振动梁胎架上，振动梁的底板与振动梁胎架用工艺螺栓连接；

第三步：安装联系梁；

振动梁安装完成后，依次在振动梁外侧安装联系梁，并将联系梁放在联系梁胎架上，同时与振动梁对接；

第四步：安装连接机构一；

在振动梁和联系梁对接面处安装连接螺栓一，并初拧螺母使振动梁与联系梁之间有一定摩擦力；

第五步：安装抗剪机构；

将抗剪键依次安装在相应的振动梁法兰板和联系梁法兰板上，安装完成后将连接螺栓一上的螺母拧至设计要求的额定扭矩；

第六步：复测尺寸；

复测振动梁与联系梁装配后相关指标尺寸；

第七步：安装振动锤；

依次在振动梁上安装振动锤，并通过连接螺栓二固定；

第八步：拆除振动梁胎架；

振动锤安装完成后，将联系梁胎架进行加固稳定，拆除振动梁胎架，为安装钢圆筒夹持器提供条件；

第九步：安装钢圆筒夹持器；

S1，计算钢圆筒夹持器安装的径向定位尺寸；

S2，计算钢圆筒夹持器安装的角度；

S3，计算钢圆筒夹持器与夹持器连接板连接所需连接螺栓三的数量；

S4，安装夹持器连接板和钢圆筒夹持器，将夹持器连接板安装在振动梁底面并通过连接螺栓三固定，然后将三个钢圆筒夹持器安装在对应的夹持器连接板上并通过连接螺栓三固定；

第十步：螺栓标记；

钢圆筒夹持器安装完成后，将所有螺栓连接处划线标记，便于后期使用过程的日常有效检查。

特别的，第一步、第二步、第三步施工时均使用全站仪测量安装位置尺寸。

特别的，第五步中，抗剪机构的具体安装步骤如下：

P1，调整抗剪机构间隙；

调整振动梁法兰板上、下端面与联系梁法兰板上、下楔面的间隙，使上、下间隙调整到允许范围内；

P2，安装楔键；

同步安装振动梁和联系梁连接处顶面、底面、侧面上的楔键，并使楔键与振动梁法兰板、联系梁法兰板紧密接触；

P3，安装压板；

安装各组抗剪键的压板，并将固定螺栓穿过压板旋进联系梁法兰板内；

P4，安装压紧螺栓；

同步安装振动梁和联系梁连接处顶面、底面、侧面上的压紧螺栓，并通过拧紧压紧螺栓调整楔键与振动梁法兰板、联系梁法兰板水平方向的间隙，使各组间隙相等。

特别的，第九步的S1中，钢圆筒夹持器的径向安装尺寸可按下列关系式表示：

D₁＝D-300

式中：D₁为钢圆筒夹持器径向安装直径，mm；

D为钢圆筒直径，mm。

特别的，第九步的S2中，两侧钢圆筒夹持器与中间钢圆筒夹持器的角度可按下列关系式表示：

式中：α为两侧钢圆筒夹持器与中间钢圆筒夹持器的角度，度；

L为两侧钢圆筒夹持器与中间钢圆筒夹持器的间距，mm。

特别的，第九步的S3中，钢圆筒夹持器连接板与钢圆筒夹持器采用的连接螺栓三的数量或直径可用下列关系式表达：

式中：N₁为钢圆筒夹持器连接板与钢圆筒夹持器连接所需螺栓的数量；

n为螺栓副偏心安全系数，一般n取1.4-1.8；

N为钢圆筒夹持器所需螺栓的数量；

d为钢圆筒夹持器所需螺栓的直径；

d₁为钢圆筒夹持器连接板所需螺栓的直径。

本发明的有益效果是：

本发明有效的解决了传统共振梁组装焊接连接的一系列存在问题，提升了组装效率、减少了成本和资源投入、降低了资源浪费等问题。

共振梁结构中的振动梁、联系梁采用装配式结构，通过标准化设计、工厂化制作、模块化安装，切实减少了安装工作量、装配效率高、精度大。

振动梁为标准模块，可适应不同直径钢圆筒共振梁结构，联系梁可根据钢圆筒的直径制作为系列标准模块，大大节约设备的成本，提高振动锤组组装时间。

通过设置连接机构一、连接机构二、抗剪机构，使得振动梁和联系梁装配方便快捷，抗弯、抗剪效果好，安全稳定性高。

通过设置连接机构三，钢圆筒夹持器与振动梁拆装方便，且与其连接的振动梁可适用于各种直径钢圆筒振动锤组结构，仅需更换相应的夹持器连接板即可，将振动梁结构利用率由5％提升至95％，大大节省了施工成本，振动梁利用率高，缩短了振动锤组的组装时间，比传统连接方式组装时间缩减50％；有效的解决传统连接方式通用性差、振动梁重复利用、资源浪费和环境污染等问题。

该装配式共振梁的装配方法使得振动梁和联系梁装配施工快捷方便、高效、省时省力，有效的解决了传统钢圆筒夹持器连接方法中连接效率、质量、成本和环境等关键问题，降低了连接成本、避免环境污染和资源浪费；保证了钢圆筒振沉时结构的刚度、强度、稳定性，具有极大的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明的振动梁和联系梁连接示意图；

图2为本发明的抗剪机构结构示意图；

图3为图2中的A处放大示意图；

图4为本发明的固定螺栓、压紧螺栓、连接螺栓一位置示意图；

图5为本发明的振动锤与振动梁连接示意图；

图6为本发明的振动梁与钢圆筒夹持器连接示意图；

图7为本发明的振动梁、夹持器连接板、钢圆筒夹持器爆炸示意图；

图8为本发明的钢圆筒夹持器分布位置示意图；

图9为本发明的共振梁装配流程图；

图中：1-振动梁；2-联系梁；3-钢圆筒夹持器；4-振动锤；5-振动梁法兰板；6-联系梁法兰板；7-压板；8-抗剪筋板；9-楔键；10-固定螺栓；11-压紧螺栓；12-连接螺栓一；13-连接螺栓二；14-连接螺栓三；15-夹持器连接板；16-螺栓孔一；

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

如图1-9所示，一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁，包括若干个振动梁1和联系梁2，振动梁1圆周均布排布，联系梁2连接在相邻两振动梁1之间，振动梁1和联系梁2之间设有连接机构一，且振动梁1和联系梁2之间还设有抗剪机构，振动梁1和振动锤4之间设有连接机构二，振动梁1和钢圆筒夹持器3之间设有连接机构三；

共振梁作为钢圆筒振动锤组的主要结构，其上部连接振动锤4、下部连接钢圆筒夹持器3，共振梁结构将多台振动锤4、钢圆筒夹持3等设备连接形成振动锤组系统。在钢圆筒振沉施工中，共振梁将振动锤组系统产生的近万吨的瞬间激振力传递给钢圆筒，钢圆筒每分钟上千次的往复上、下运动使周边的土壤“液化”，实现钢圆筒下沉，共振梁使得多台振动锤组同时振动，实现了激振力的最大化。

装配式共振梁由多个振动梁1、联系梁2组合成一个正多边形结构，振动梁1为主要承载、受力结构，联系梁2将与其相邻的两个振动梁1联系在一起，组成一个正多边形圈梁结构，该结构的中心直径、中心与振沉钢圆筒的直径、中心一致，保证了钢圆筒振沉的同步性和垂直度。

连接机构一作为振动梁1和联系梁2的紧固装置，主要作用是将振动梁1和联系梁2连接成整体，该装置主要承受振动锤4的激振力造成的抗拉和抗弯作用。

抗剪机构作为振动梁1和联系梁2连接处的抗剪键，主要承受振动锤组振动时结构间的上下方向的剪切力。

连接机构二的主要作用是将振动锤4和振动梁1连接。

钢圆筒夹持器3作为共振梁与钢圆筒的连接装置，钢圆筒夹持器3上部通风连接机构三与振动梁1连接、下部与钢圆筒连接，主要作用是使共振梁最大激振力传接到钢圆筒。

振动梁1与联系梁2的接触面上分别设有振动梁法兰板5和联系梁法兰板6，振动梁法兰板5和联系梁法兰板6端部截面呈L形，振动梁1必须在制作完成后整体机加工，铣削振动梁法兰板5和联系梁法兰板6接触面及法兰板上下端面，控制其外形尺寸偏差在±0.2mm之内。振动梁法兰板5铣平面后，采用数控机床钻孔，以原点坐标(0，0)为基准定位各孔位，各孔位与原点坐标偏差控制在±0.1mm之内。机加工后的振动梁1、联系梁2具有互换性，可以用于共振梁结构的任意位置。联系梁法兰板6端部呈L形，为凹槽形状，其加工流程及控制精度与振动梁1相同。

抗剪机构包括若干组抗剪键，且振动梁法兰板5和联系梁法兰板6连接处的顶面设有三组抗剪键，底面设有两组抗剪键，侧面设有一组抗剪键；

每组抗剪键包括楔键9、压板7、固定螺栓10、压紧螺栓11、抗剪筋板8，压板7通过固定螺栓10固定在相应的振动梁法兰板5、联系梁法兰板6上，且压板7和振动梁法兰板5、联系梁法兰板6之间均留有空隙，楔键9卡设在空隙内并通过压紧螺栓11压紧固定，抗剪筋板8设于振动梁法兰板5、联系梁法兰板6上，且位于顶面和底面的抗剪筋板8分别与联系梁2的顶面和底面连接，位于侧面的抗剪筋板8分别与振动梁1的前后侧面连接。

楔键9截面为梯形，该抗剪键安装便捷、操作灵活、可调节范围大。楔键9的上下工作面分别与联系梁2、振动梁1的工作面楔紧，限制联系梁2与振动梁1在外力作用产生相对滑动。压板7限制楔键9的窜动，通过固定螺栓10将压板7与联系梁2固定，通过压紧螺栓11调节楔键9与振动梁1、联系梁2的预紧力。

连接机构一包括连接螺栓一12，振动梁1和联系梁2对接面设有若干安装孔一，且振动梁1和联系梁2通过连接螺栓一12穿过弹簧垫片、安装孔一并旋紧螺母固定，连接螺栓一12采用高强度螺栓。

连接螺栓一12采用高强度螺栓，其连接具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳以及在动力荷载作用下不致松动等优点。高强度螺栓连接能够产生自锁，在外界环境及载荷波动不大时，螺栓一般较难自动松动。但在振动锤组结构中，螺栓会承受每分钟上千次的振动载荷，螺纹副中正压力会变小，螺栓的预紧力不断降低，最终导致螺栓松动。为防止螺栓松动，导致结构出现安全隐患，该连接方法中采用弹簧垫片防松，弹簧垫片在受力压紧后产生连续的弹力，产生阻力矩，从而防止螺母松动。

连接机构二包括若干连接螺栓二13，连接螺栓二13为高强度螺栓，振动梁1和振动锤4对接面设有若干安装孔二，且振动锤4和振动梁1通过连接螺栓二13穿过弹簧垫片、安装孔二并旋紧螺母固定，连接螺栓二13采用高强度螺栓。

连接机构三包括若干连接螺栓三14、夹持器连接板15，夹持器连接板15上设有若干沉孔式的螺栓孔一16，振动梁1底面设有若干与螺栓孔一16对应的安装孔三，安装孔三内设有螺纹，夹持器连接板15通过连接螺栓三14穿过弹簧垫片、螺栓孔一16并旋进安装孔三内固定，钢圆筒夹持器4上设有若干螺栓孔二，夹持器连接板15上设有若干与螺栓孔二对应的安装孔四，安装孔四内设有螺纹，钢圆筒夹持器3通过连接螺栓三14穿过弹簧垫片、螺栓孔二并旋进安装孔四内固定。

钢圆筒振动锤组中，每个振动锤4连接一个振动梁1和三个钢圆筒夹持器3。在振动梁1和每个钢圆筒夹持器3之间设置夹持器连接板15，通过更换夹持器连接板15，可使振动梁1满足各种直径钢圆筒振动锤组的使用要求。

钢圆筒夹持器3主要解决钢圆筒振沉前的钢圆筒稳定吊装作业，通过装配式共振梁下放的钢圆筒夹持器3夹持住钢圆筒后，再进行钢圆筒的吊装、移位和振沉等作业；钢圆筒振沉过程中通过钢圆筒夹持器3将装配式共振梁与钢圆筒紧密连接形成一体，解决了装配式共振梁激振力的有效传递。

装配式振动梁1与夹持器连接板15之间采用连接螺栓三14连接，连接螺栓三14采用高强度螺栓，并配备有弹簧垫片、螺母，该连接型式中，振动梁底板上攻螺纹丝孔(安装孔三)，此孔内的螺纹丝数量、位置、直径尺寸是标准值。夹持器连接板15上设置螺栓孔一16，螺栓孔一16为沉孔，该沉孔的优点是能保证高强度螺栓安装后螺栓头全部沉入螺栓孔一16中，不影响钢圆筒夹持器3的安装。

夹持器连接板15材质为低合金高强度结构钢，力学性能好、耐冲击性高，适用于振动锤组的高频振动工况。

夹持器连接板15与钢圆筒夹持器3之间也采用连接螺栓三14连接，连接螺栓三14为高强度螺栓，并配备有弹簧垫片、螺母，该连接型式中，在夹持器连接板15上攻螺纹丝，此螺纹丝的数量、直径尺寸是标准值，螺纹丝孔(安装孔四)的位置根据钢圆筒的直径确定。

一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁的装配方法，其步骤如下：

第一步：布设共振梁组装胎架；

共振梁组装胎架包括振动梁胎架以及联系梁胎架，且布设胎架区域的地面铺设整体式钢板，共振梁组装胎架布设在钢板上，振动梁胎架和联系梁胎架之间刚性固定，避免出现位移；在铺设的钢板表面划出胎架安装定位线及相关角度定位线，对胎架摆设进行粗定位；采用全站仪检验胎架的直径、角度、高程、平面度。

第二步：安装振动梁1；

将振动梁1依次吊放在振动梁胎架上，振动梁1的底板与振动梁胎架用工艺螺栓连接；安装后使用全站仪测量振动梁1整体定位精度，如有偏差时，使用专业工装设备对振动梁1进行局部微调整，并及时复测各关键点的定位数据，待其整体精度满足设计要求后，刚性固定振动梁1，完成振动梁1安装。

第三步：安装联系梁2；

振动梁1安装完成后，依次在振动梁1外侧安装联系梁2，并将联系梁2放在联系梁胎架上，同时与振动梁1对接；安装过程中实时使用全站仪对其整体平面度进行测量，指导联系梁2的安装。

第四步：安装连接机构一；

在振动梁1和联系梁2对接面处安装连接螺栓一12，并初拧螺母使振动梁1与联系梁2之间有一定摩擦力。

第五步：安装抗剪机构；

将抗剪键依次安装在相应的振动梁法兰板5和联系梁法兰板6上，安装完成后将连接螺栓一12上的螺母拧至设计要求的额定扭矩。

抗剪机构的具体安装步骤如下：

P1，调整抗剪机构间隙；

调整振动梁法兰板5上、下端面与联系梁法兰板6上、下楔面的间隙，使上、下间隙调整到允许范围内。

P2，安装楔键9；

同步安装振动梁1和联系梁2连接处顶面、底面、侧面上的楔键9，并使楔键9与振动梁法兰板5、联系梁法兰板6紧密接触；安装楔键9时禁止用力敲击楔键9防止楔键9局部变形从而导致楔键9与振动梁法兰板5和联系梁法兰板6的工作面接触不紧密。

P3，安装压板7；

安装各组抗剪键的压板7，并将固定螺栓10穿过压板7旋进联系梁法兰板6内；将固定螺栓10拧至额定扭矩使固定螺栓10与联系梁法兰板6紧密、牢固连接。

P4，安装压紧螺栓11；

同步安装振动梁1和联系梁2连接处顶面、底面、侧面上的压紧螺栓11，并通过拧紧压紧螺栓11调整楔键9与振动梁法兰板5、联系梁法兰板6水平方向的间隙，使各组间隙相等。

第六步：复测尺寸；

复测振动梁1与联系梁2装配后相关指标尺寸；使用全站仪校验振动梁1的相关安装角度、尺寸、整体平面度等，确保振动梁1与联系梁2的连接质量。

第七步：安装振动锤4；

依次在振动梁1上安装振动锤4，并通过连接螺栓二13固定；安装过程中利用专用液压扳手将振动锤4、共振梁1的连接螺栓二13拧到设计要求的额定扭矩，确保连接质量。

第八步：拆除振动梁胎架；

振动锤4安装完成后，将联系梁胎架进行加固稳定，拆除振动梁胎架，为安装钢圆筒夹持器3提供条件。

第九步：安装钢圆筒夹持器3；

S1，计算钢圆筒夹持器3安装的径向定位尺寸；

根据钢圆筒振沉原理可知，每个振动锤4与其激振力影响范围内弧长钢圆筒区域截面的形心应在同一竖直线上，振动锤4的激振力才能完全传递给钢圆筒，从而产生竖向振幅，避免产生横向振幅。即钢圆筒夹持器3的径向位置需根据钢圆筒的截面尺寸确定，通过大量振动锤组的设计经验，钢圆筒夹持器3的径向安装尺寸可按下列关系式表示：

D₁＝D-300

式中：D₁为钢圆筒夹持器3径向安装直径，mm；

D为钢圆筒直径，mm。

S2，计算钢圆筒夹持器3安装的角度；

一般每个振动梁1下安装三个钢圆筒夹持器3，中间钢圆筒夹持器3的位置是固定不变的，两侧钢圆筒夹持器3的角度根据钢圆筒直径进行调整。在振动梁1与每个钢圆筒夹持器3之间增设夹持器连接板15，中间的夹持器连接板15为标准件，两侧的夹持器连接板15为根据钢圆筒直径大小制作系列标准件，可使振动梁1适用各种直径钢圆筒。两侧钢圆筒夹持器3与中间钢圆筒夹持器3的角度可按下列关系式表示：

式中：α为两侧钢圆筒夹持器3与中间钢圆筒夹持器3的角度，度；

L为两侧钢圆筒夹持器3与中间钢圆筒夹持器3的间距，mm。

S3，计算钢圆筒夹持器3与夹持器连接板15连接所需连接螺栓三14的数量；

钢圆筒夹持器3与夹持器连接板15采用连接螺栓三14连接，连接螺栓三14的规格尺寸、数量按钢圆筒夹持器3数量确定。钢圆筒夹持器连接板15与钢圆筒夹持器3采用的连接螺栓三14的数量或直径可用下列关系式表达：

式中：N₁为钢圆筒夹持器连接板15与钢圆筒夹持器3连接所需螺栓的数量；

n为螺栓副偏心安全系数，一般n取1.4-1.8；

N为钢圆筒夹持器3所需螺栓的数量；

d为钢圆筒夹持器3所需螺栓的直径；

d₁为钢圆筒夹持器连接板15所需螺栓的直径。

S4，安装夹持器连接板15和钢圆筒夹持器3，将夹持器连接板15安装在振动梁1底面并通过连接螺栓三14固定，然后将三个钢圆筒夹持器3安装在对应的夹持器连接板15上并通过连接螺栓三14固定；安装过程中利用专用液压扳手将钢圆筒夹持器3、钢圆筒夹持器连接板15之间的连接螺栓三14拧到额定扭矩。

具体安装顺序如下：

A1，利用叉车或其他专用工具将中间的夹持器连接板15安装在振动梁1相应位置，并安装连接螺栓三14，利用专用工具将连接螺栓三14拧至额定扭矩，并将螺母与振动梁1之间做好标记，便于日常检查；

A2，按照A1的安装方法依次安装两侧的夹持器连接板15；

A3，利用叉车或其他专用工具将中间的钢圆筒夹持器3安装在中间的夹持器连接板15的相应位置，并安装连接螺栓三14，利用专用工具将连接螺栓三14拧至额定扭矩，并将螺母与振动梁1之间做好标记，便于日常检查；

A4，按照A3的安装方法依次安装两侧的钢圆筒夹持器3。

第十步：螺栓标记；

钢圆筒夹持器3安装完成后，将所有螺栓连接处划线标记，便于后期使用过程的日常有效检查。

本发明有效的解决了传统共振梁组装焊接连接的一系列存在问题，提升了组装效率、减少了成本和资源投入、降低了资源浪费等问题。

共振梁结构中的振动梁1、联系梁2采用装配式结构，通过标准化设计、工厂化制作、模块化安装，切实减少了安装工作量、装配效率高、精度大。

振动梁1为标准模块，可适应不同直径钢圆筒共振梁结构，联系梁2可根据钢圆筒的直径制作为系列标准模块，大大节约设备的成本，提高振动锤组组装时间。

通过设置连接机构一、连接机构二、抗剪机构，使得振动梁1和联系梁2装配方便快捷，抗弯、抗剪效果好，安全稳定性高。

通过设置连接机构三，钢圆筒夹持器3与振动梁1拆装方便，且与其连接的振动梁1可适用于各种直径钢圆筒振动锤组结构，仅需更换相应的夹持器连接板15即可，将振动梁结构利用率由5％提升至95％，大大节省了施工成本，振动梁利用率高，缩短了振动锤组的组装时间，比传统连接方式组装时间缩减50％；有效的解决传统连接方式通用性差、振动梁1重复利用、资源浪费和环境污染等问题。

该装配式共振梁的装配方法使得振动梁1和联系梁2装配施工快捷方便、高效、省时省力，有效的解决了传统钢圆筒夹持器3连接方法中连接效率、质量、成本和环境等关键问题，降低了连接成本、避免环境污染和资源浪费；保证了钢圆筒振沉时结构的刚度、强度、稳定性，具有极大的推广应用价值。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，而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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁，包括若干个振动梁(1)和联系梁(2)，其特征在于，振动梁(1)圆周均布排布，联系梁(2)连接在相邻两振动梁(1)之间，振动梁(1)和联系梁(2)之间设有连接机构一，且振动梁(1)和联系梁(2)之间还设有抗剪机构，振动梁(1)和振动锤(4)之间设有连接机构二，振动梁(1)和钢圆筒夹持器(3)之间设有连接机构三；

振动梁(1)与联系梁(2)的接触面上分别设有振动梁法兰板(5)和联系梁法兰板(6)，振动梁法兰板(5)和联系梁法兰板(6)端部截面呈L形，抗剪机构包括若干组抗剪键，且振动梁法兰板(5)和联系梁法兰板(6)连接处的顶面设有三组抗剪键，底面设有两组抗剪键，侧面设有一组抗剪键；

每组抗剪键包括楔键(9)、压板(7)、固定螺栓(10)、压紧螺栓(11)、抗剪筋板(8)，压板(7)通过固定螺栓(10)固定在相应的振动梁法兰板(5)、联系梁法兰板(6)上，且压板(7)和振动梁法兰板(5)、联系梁法兰板(6)之间均留有空隙，楔键(9)卡设在空隙内并通过压紧螺栓(11)压紧固定，抗剪筋板(8)设于振动梁法兰板(5)、联系梁法兰板(6)上，且位于顶面和底面的抗剪筋板(8)分别与联系梁(2)的顶面和底面连接，位于侧面的抗剪筋板(8)分别与振动梁(1)的前后侧面连接。

2.根据权利要求1所述的一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁，其特征在于，连接机构一包括连接螺栓一(12)，振动梁(1)和联系梁(2)对接面设有若干安装孔一，且振动梁(1)和联系梁(2)通过连接螺栓一(12)穿过弹簧垫片、安装孔一并旋紧螺母固定，连接螺栓一(12)采用高强度螺栓。

3.根据权利要求2所述的一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁，其特征在于，连接机构二包括若干连接螺栓二(13)，振动梁(1)和振动锤(4)对接面设有若干安装孔二，且振动锤(4)和振动梁(1)通过连接螺栓二(13)穿过弹簧垫片、安装孔二并旋紧螺母固定，连接螺栓二(13)采用高强度螺栓。

4.根据权利要求3所述的一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁，其特征在于，连接机构三包括若干连接螺栓三(14)、夹持器连接板(15)，夹持器连接板(15)上设有若干沉孔式的螺栓孔一(16)，振动梁(1)底面设有若干与螺栓孔一(16)对应的安装孔三，安装孔三内设有螺纹，夹持器连接板(15)通过连接螺栓三(14)穿过弹簧垫片、螺栓孔一(16)并旋进安装孔三内固定，钢圆筒夹持器(3)上设有若干螺栓孔二，夹持器连接板(15)上设有若干与螺栓孔二对应的安装孔四，安装孔四内设有螺纹，钢圆筒夹持器(3)通过连接螺栓三(14)穿过弹簧垫片、螺栓孔二并旋进安装孔四内固定。

5.一种根据权利要求4所述的大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁的装配方法，其特征在于，其步骤如下：

第一步：布设共振梁组装胎架；

共振梁组装胎架包括振动梁胎架以及联系梁胎架，且布设胎架区域的地面铺设整体式钢板，共振梁组装胎架布设在钢板上，振动梁胎架和联系梁胎架之间刚性固定；

第二步：安装振动梁(1)；

将振动梁(1)依次吊放在振动梁胎架上，振动梁(1)的底板与振动梁胎架用工艺螺栓连接；

第三步：安装联系梁(2)；

振动梁(1)安装完成后，依次在振动梁(1)外侧安装联系梁(2)，并将联系梁(2)放在联系梁胎架上，同时与振动梁(1)对接；

第四步：安装连接机构一；

在振动梁(1)和联系梁(2)对接面处安装连接螺栓一(12)，并初拧螺母使振动梁(1)与联系梁(2)之间有一定摩擦力；

第五步：安装抗剪机构；

将抗剪键依次安装在相应的振动梁法兰板(5)和联系梁法兰板(6)上，安装完成后将连接螺栓一(12)上的螺母拧至设计要求的额定扭矩；

第六步：复测尺寸；

复测振动梁(1)与联系梁(2)装配后相关指标尺寸；

第七步：安装振动锤(4)；

依次在振动梁(1)上安装振动锤(4)，并通过连接螺栓二(13)固定；

第八步：拆除振动梁胎架；

振动锤(4)安装完成后，将联系梁胎架进行加固稳定，拆除振动梁胎架，为安装钢圆筒夹持器(3)提供条件；

第九步：安装钢圆筒夹持器(3)；

S1，计算钢圆筒夹持器(3)安装的径向定位尺寸；

S2，计算钢圆筒夹持器(3)安装的角度；

S3，计算钢圆筒夹持器(3)与夹持器连接板(15)连接所需连接螺栓三(14)的数量；

S4，安装夹持器连接板(15)和钢圆筒夹持器(3)，将夹持器连接板(15)安装在振动梁(1)底面并通过连接螺栓三(14)固定，然后将三个钢圆筒夹持器(3)安装在对应的夹持器连接板(15)上并通过连接螺栓三(14)固定；

第十步：螺栓标记；

钢圆筒夹持器(3)安装完成后，将所有螺栓连接处划线标记，便于后期使用过程的日常有效检查。

6.根据权利要求5所述的一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁的装配方法，其特征在于，第一步、第二步、第三步施工时均使用全站仪测量安装位置尺寸。

7.根据权利要求6所述的一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁的装配方法，其特征在于，第五步中，抗剪机构的具体安装步骤如下：

P1，调整抗剪机构间隙；

调整振动梁法兰板(5)上、下端面与联系梁法兰板(6)上、下楔面的间隙，使上、下间隙调整到允许范围内；

P2，安装楔键(9)；

同步安装振动梁(1)和联系梁(2)连接处顶面、底面、侧面上的楔键(9)，并使楔键(9)与振动梁法兰板(5)、联系梁法兰板(6)紧密接触；

P3，安装压板(7)；

安装各组抗剪键的压板(7)，并将固定螺栓(10)穿过压板(7)旋进联系梁法兰板(6)内；

P4，安装压紧螺栓(11)；

同步安装振动梁(1)和联系梁(2)连接处顶面、底面、侧面上的压紧螺栓(11)，并通过拧紧压紧螺栓(11)调整楔键(9)与振动梁法兰板(5)、联系梁法兰板(6)水平方向的间隙，使各组间隙相等。

8.根据权利要求7所述的一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁的装配方法，其特征在于，第九步的S1中，钢圆筒夹持器(3)的径向安装尺寸按下列关系式表示：

D₁＝D-300

式中：D₁为钢圆筒夹持器(3)径向安装直径，mm；

D为钢圆筒直径，mm。

9.根据权利要求8所述的一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁的装配方法，其特征在于，第九步的S2中，两侧钢圆筒夹持器(3)与中间钢圆筒夹持器(3)的角度按下列关系式表示：

式中：α为两侧钢圆筒夹持器(3)与中间钢圆筒夹持器(3)的角度，度；

L为两侧钢圆筒夹持器(3)与中间钢圆筒夹持器(3)的间距，mm。

10.根据权利要求9所述的一种大直径钢圆筒振动锤组的装配式共振梁的装配方法，其特征在于，第九步的S3中，钢圆筒夹持器连接板(15)与钢圆筒夹持器(3)采用的连接螺栓三(14)的数量或直径用下列关系式表达：

式中：N₁为钢圆筒夹持器连接板(15)与钢圆筒夹持器(3)连接所需螺栓的数量；

n为螺栓副偏心安全系数，一般n取1.4-1.8；

N为钢圆筒夹持器(3)所需螺栓的数量；

d为钢圆筒夹持器(3)所需螺栓的直径；

d₁为钢圆筒夹持器连接板(15)所需螺栓的直径。

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