CN216379613U - 一种用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具。包括主支撑框架，在主支撑框架的后部设有后部安装板，在后部安装板的中心安装有后部转轴组件；在主支撑框架的前部通过前部转轴铰接安装有后臂，在后臂的前端铰接安装有前臂，在前臂的前端可拆卸地安装有楔块；在后臂的根部铰接安装有左右两个摆臂，在两个摆臂的端部之间铰接安装有转接块，在转接块的前端安装有联动杆，联动杆的前端与前臂的根部铰接连接；在主支撑框架的前部通过第一转轴铰接安装有第一液压缸，在主支撑框架的后部通过第二转轴铰接安装有第二液压缸，第一液压缸和第二液压缸两者的活塞杆的前端均与转接块铰接连接。本实用新型结构设计合理，动作灵活，实现全方位清理，提升作业的效率并提升作业的安全性。

Description

一种用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具

技术领域

本实用新型属于桩机码头的施工设备技术领域，尤其涉及一种用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具。

背景技术

桩基码头又称高桩式码头，是指主要由上部结构和桩基两部分组成的码头。上部结构构成码头地面，并把桩基连成整体，直接承受作用在码头上的水平力和垂直力，并把它们传给桩基，桩基再把这些力传给地基，高桩式码头一般适用于软土地基。桩基码头为透空结构，波浪放射小并且对水流影响小。

桩基码头的施工过程为：先在地基上构建桩基，之后在桩基的顶部构建桩帽，之后在桩帽的顶部采用吊装设备吊装安装预制构件以形成码头地面。通常情况下，桩基为圆柱体结构，可以选取为灌注桩、嵌岩桩等具体形式，桩帽通常为构建在桩基顶部的矩形体结构，多个桩基的桩帽构成了对上方预制构件的支撑体结构。采用先在地基上构建灌注桩和桩帽，之后再对地基进行开挖的方式进行桩基码头的施工时，其施工过程如下：采用灌注桩施工工艺在地基内构建桩基，之后在地面上、每个桩基的顶部构建桩帽，由于地基为软土地基，为了对现浇成型的桩帽进行稳定支撑以及便于安装浇筑模具等，通常需要先在地面上、桩基上端的外侧设置混凝土垫层。混凝土垫层内不设钢筋网，在现场现浇得到，起到的作用是在桩基上端外侧形成稳定的支撑面，桩帽的浇筑模具即设置在该支撑面上，因此在提升桩帽浇筑成型便利性的同时还能够令桩帽的底面平齐形成规整的外观(若直接在土质的地基上浇筑桩帽，则桩帽的地面与地基的土体结合)。

在桩基及桩帽工程施工完毕之后对地基进行开挖，令桩基的上部显露出来，水源进入桩基区域后形成桩基码头。在前述地基开挖的过程中或者完成开挖后，需要进行清理拆除前述混凝土垫层的作业，也就是将桩帽底部的垫层拆卸下来作为废料转移，令桩帽的外形规整，符合验收条件。然而，现有技术中缺少对桩帽底部垫层的拆除和清理机具，只能采用挖土机配合人工的方式进行清理，然而在桩基间的狭小空间内，挖土机设备运转不够灵活，作业时还可能导致对桩帽、桩基的碰撞伤害，而且体积较大的铲斗无法触及桩帽底部狭小的空间，导致靠近中部位置的垫层容易残留，人工操作的方式不仅效率低而且危险度高。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、动作灵活、实现全方位清理的用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具，提升桩帽垫层清理作业的效率并提升作业的安全性。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具包括主支撑框架，在主支撑框架的后部设有后部安装板，在后部安装板的中心安装有后部转轴组件；在主支撑框架的前部通过前部转轴铰接安装有后臂，在后臂的前端铰接安装有前臂，在前臂的前端可拆卸地安装有楔块；在后臂的根部铰接安装有左右两个摆臂，在两个摆臂的端部之间铰接安装有转接块，在转接块的前端安装有联动杆，联动杆的前端与前臂的根部铰接连接；在主支撑框架的前部通过第一转轴铰接安装有第一液压缸，在主支撑框架的后部通过第二转轴铰接安装有第二液压缸，第一液压缸和第二液压缸两者的活塞杆的前端均与转接块铰接连接。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型提供了一种结构设计合理的用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具，与现有的清理装置及清理方式相比，本实用新型中提供了一种轻量化、专用化的清理工具设计。本清理工具装载到机具支臂的前端时，具备回转转动、后臂摆动以及前臂摆动等动作模式，动作灵活多样，可以根据具体清理位置的需要产生相适配的动作模式，如向下按压、楔块从上部下部或者侧部插入桩帽与垫层之间的缝隙等动作。由于本垫层清理工具包括前部带有楔块的前臂，与现有的铲斗式清理工具相比，前臂及其楔块能够在液压缸的作用下到达垫层底部和侧部的各个位置，通过将楔块嵌入缝隙中并产生撬动动作令垫层与桩帽之间分离，因此保证了对各个位置的垫层的清理效果，有效避免了垫层的残留。另一方面，本垫层清理工具整体结构小巧，与现有的铲斗式清理工具相比，本清理工具在运转的过程中不易与桩帽和桩基产生碰撞伤害。与人工进行清理操作的方式相比，本清理工具提供了垫层清理作业的安全性。

优选地：在第一液压缸的缸体上安装有第一伺服阀，在第二液压缸的缸体上安装有第二伺服阀，第一伺服阀和第二伺服阀两者通过液压油路与机具液压站的液压油箱连接，两者的力矩马达与机具的控制器通过导联线连接。

优选地：转接块为U形形状，联动杆的端部与转接块的中部固定连接，转接块采用销轴与两个摆臂铰接连接；在第一液压缸和第二液压缸两者活塞杆的端部均安装有套环，套环套设在销轴上。

优选地：后臂的前端和后端均设有缺口，前臂的后端设有缺口；第一液压缸的活塞杆从后臂后端的缺口穿过，前臂的后端位于后臂前端的缺口内。

优选地：在前臂的前端设有插槽，在楔块的后部设有插块，楔块的插块插装在前臂的插槽内并在侧部采用螺钉固定。

优选地：后部转轴组件包括轴座以及位于轴座内的主转轴，主转轴的前端与后部安装板的中部固定连接，在主转轴的后端安装有从动齿轮；轴座安装固定在机具支臂的前端，在机具支臂的前部还装有回转液压马达，在回转液压马达的输出轴上安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合传动。

优选地：在机具支臂的前端还安装有液压式振动器。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型的立体结构示意图。

图中：

1、前臂；2、联动杆；3、后臂；4、摆臂；5、第一液压缸；6、第一转轴；7、第一伺服阀；8、主支撑框架；9、第二伺服阀；10、前部转轴；11、第二液压缸；12、第二转轴；13、回转液压马达；14、机具支臂；15、转接块；16、后部安装板；17、后部转轴组件。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1和图2，本实用新型的用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具包括主支撑框架8，在主支撑框架8的后部设有后部安装板16，在后部安装板16的中心安装有后部转轴组件17。后部转轴组件17用于与机具支臂14的前端连接，在机具支臂14的前部安装有驱动组件，在驱动组件的驱动作用下，本垫层清理工具的主体部分能够作360°的回转转动。

本实施例中，后部转轴组件17包括轴座以及位于轴座内的主转轴，主转轴的前端与后部安装板16的中部固定连接，在主转轴的后端安装有从动齿轮；轴座安装固定在机具支臂14的前端，在机具支臂14的前部还装有回转液压马达13作为前述驱动组件，在回转液压马达13的输出轴上安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合传动。

回转液压马达13通过液压油路与机具的液压站连接，机具的操作者通过液压站操作回转液压马达13产生正向或者反向的驱动动作，由于主动齿轮与从动齿轮之间的啮合传动关系，本垫层清理工具的主体部分作正向或者反向转动。

在主支撑框架8的前部通过前部转轴10铰接安装有后臂3，在后臂3的前端铰接安装有前臂1，在前臂1的前端可拆卸地安装有楔块。后臂3能够以前部转轴10为中心转动，前臂1能够以与后臂3的铰接轴为中心转动。楔块用于嵌入桩帽与垫层之间、垫层与桩基之间的空隙，当楔块嵌入上述空隙时令前臂1和/或后臂3两者产生动作，则实现了对缝隙位置的撬动，有利于垫层与桩基和桩帽之间分离、破裂和掉落，实现了垫层清理。

设置楔块与前臂1的端部之前可拆卸连接的作用是：在长时间的使用过程中楔块容易产生磨损，磨损严重时将无法顺利嵌入缝隙内，此时需要对楔块进行拆卸更换。本实施例中，在前臂1的前端设有插槽，在楔块的后部设有插块，楔块的插块插装在前臂1的插槽内并在侧部采用螺钉固定，更换楔块时先拆卸螺钉，之后将楔块从前臂1的前端拔出，更换新的楔块后再安装该螺钉。

在后臂3的根部铰接安装有左右两个摆臂4，在两个摆臂4的端部之间铰接安装有转接块15，在转接块15的前端安装有联动杆2，联动杆2的前端与前臂1的根部铰接连接。

本实施例中，转接块15为U形形状，联动杆2的端部与转接块15的中部固定连接，转接块15采用销轴与两个摆臂4铰接连接。进一步地，如图中所示，联动杆2为金属管段，在前臂1的根部铰接安装有前部连接杆，在转接块15的前部安装固定有后部连接杆，前部连接杆插装在联动杆2的前端并采用螺栓固定，后部连接杆插装在联动杆2的后端并采用螺栓固定，这样联动杆2就能够进行更换，通过更换不同长度的联动杆2，令前臂1与后臂3两者之间具有合适的初始角度。

在主支撑框架8的前部通过第一转轴6铰接安装有第一液压缸5，在主支撑框架8的后部通过第二转轴12铰接安装有第二液压缸11，第一液压缸5和第二液压缸11两者的活塞杆的前端均与转接块15铰接连接。具体地，在第一液压缸5的缸体下端安装有第一轴套且该第一轴套套设在第一转轴6上，在第二液压缸11的缸体后端安装有第二轴套且该第二轴套套设在第二转轴12上，在第一液压缸5和第二液压缸11两者活塞杆的端部均安装有套环，套环套设在摆臂4与转接块15之间的销轴上。

如图中所示，前臂1、联动杆2、后臂3和摆臂4构成了前部四连杆机构，后臂3、摆臂4、主支撑框架8和第二液压缸11构成了后部四连杆机构。第一液压缸5与第二液压缸11两者的油路并联连接，也就是说，第一液压缸5与第二液压缸11两者同步适配性动作。

以图1中的视图方向作为说明：当第一液压缸5和第二液压缸11两者的活塞杆伸出时，后臂3逆时针转动一定角度，联动杆2推动前臂1逆时针转动一定角度，相应地前臂1与后臂3之间的角度增大，当第一液压缸5和第二液压缸11两者的活塞杆回缩时，后臂3顺时针转动一定角度，联动杆2拉动前臂1顺时针转动一定角度，相应地前臂1与后臂3之间的角度减小。

本实施例中，在第一液压缸5的缸体上安装有第一伺服阀7，在第二液压缸11的缸体上安装有第二伺服阀9，第一伺服阀7和第二伺服阀9两者通过液压油路与机具液压站的液压油箱连接，两者的力矩马达与机具的控制器通过导联线连接。

伺服阀又称电液伺服阀，它在接受电气模拟信号后，相应输出调制的流量和压力。它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它能够将小功率的微弱电气输入信号转换为大功率的液压能(流量和压力)输出。在电液伺服系统中，它将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与液压放大。伺服阀为现有部件，通过市购获取。

为第一液压缸5和第二液压缸11两者分别配置第一伺服阀7和第二伺服阀9的作用是：提升操作者通过机具控制器和机具液压站控制本垫层清理工具的便利性，操作者通过机具控制器上的操作杆和/或操作按钮来操作第一伺服阀7和第二伺服阀9两者同步动作，实现了对第一液压缸5和第二液压缸11两者的同步适配性动作控制。

本实施例中，后臂3的前端和后端均设有缺口，前臂1的后端设有缺口；第一液压缸5的活塞杆从后臂3后端的缺口穿过，前臂1的后端位于后臂3前端的缺口内，这样令整个垫层清理工具结构更加紧凑化，在非使用状态下能够进行更深度的折叠和收缩，减小对空间的占用。如图中所示，在主支撑框架8、前臂1和后臂3上均设有镂孔，镂孔的作用是在不过度降低整个垫层清理工具结构强度的基础上降低整个清理工具的重量，轻量化、小型化、专用化的本垫层清理工具便于在作业现场转移移动，也便于在机具支臂14上进行拆装。

本实施例中，在机具支臂14的前端还安装有液压式振动器，液压式振动器与机具液压站通过液压油路连接。液压式振动器用于在必要时产生振动的效果，在本垫层清理工具搭接在垫层上或者楔块嵌入垫层与桩帽之间、垫层与桩基之间的缝隙中时，通过液压式振动器产生振动的效果，加速垫层与桩帽和桩基之间的分离和脱落。

使用方式：

本垫层清理工具安装在清理机具上使用，清理机具包括履带式移动底盘，在底盘上设有操作室和机具液压站，在操作室内设置机具控制器，操作者在操作室内进行操作；在底盘的前部安装有机具支臂14，在底盘与机具支臂14之间安装有液压缸，该液压缸通过液压油路与机具液压站连接，操作者通过操作机具控制器对机具支臂14的抬升和下降动作进行控制；

本垫层清理工具安装在机具支臂14的前端，安装后采用液压油路和导联线将本垫层清理工具与机具的机具液压站和机具控制器连接；

操作者驾驶清理机具移动到待清理的桩帽的前方(桩基地基开挖后，桩帽及其垫层位于高位位置)，操作者控制机具的机具支臂14抬升本清理工具至与垫层高度近似平齐的位置；操作者通过控制器操作回转液压马达13动作，则本清理工具转动至合适的角度，根据具体需要选择性地设置本垫层清理工具与垫层之间的相对位置关系，具体地，可以令本清理工具的主体部分位于垫层的上方，此时通过机具控制器操作第一液压缸5和第二液压缸11两者同步动作，令前臂1的前端指向垫层的边缘且楔块与垫层边缘的上表面接触，之后操作前臂1产生一个下压动作，则垫层受压后边缘部分与中间部分断裂并脱落；

通常情况下，垫层在中间位置与桩基和桩帽结合更加紧密，而边缘位置的结合力通常不高，因此垫层的边缘较容易通过前述操作进行初步清理，初步清理后对中间残留位置进行进一步清理；由于上方有桩帽存在，因此无法从上方对残余的垫层进行清理，此时操作者通过控制器操作回转液压马达13动作，令清理工具转动180°，此时清理工具的主体部分位于垫层的下方，此时通过机具控制器操作第一液压缸5和第二液压缸11两者同步动作，令前臂1的前端指向垫层与桩帽之间的缝隙、垫层与桩基之间的缝隙且楔块嵌入前述缝隙内，之后操作前臂1产生一个下压动作，则中部的垫层受压后与桩帽和/或桩基脱落，完成清理；在清理操作的过程中，可以启动液压式振动器产生振动作用，提升垫层清理的效果。

Claims (7)

1.一种用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具，其特征是：包括主支撑框架(8)，在主支撑框架(8)的后部设有后部安装板(16)，在后部安装板(16)的中心安装有后部转轴组件(17)；在主支撑框架(8)的前部通过前部转轴(10)铰接安装有后臂(3)，在后臂(3)的前端铰接安装有前臂(1)，在前臂(1)的前端可拆卸地安装有楔块；在后臂(3)的根部铰接安装有左右两个摆臂(4)，在两个摆臂(4)的端部之间铰接安装有转接块(15)，在转接块(15)的前端安装有联动杆(2)，联动杆(2)的前端与前臂(1)的根部铰接连接；在主支撑框架(8)的前部通过第一转轴(6)铰接安装有第一液压缸(5)，在主支撑框架(8)的后部通过第二转轴(12)铰接安装有第二液压缸(11)，第一液压缸(5)和第二液压缸(11)两者的活塞杆的前端均与转接块(15)铰接连接。

2.如权利要求1所述的用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具，其特征是：在第一液压缸(5)的缸体上安装有第一伺服阀(7)，在第二液压缸(11)的缸体上安装有第二伺服阀(9)，第一伺服阀(7)和第二伺服阀(9)两者通过液压油路与机具液压站的液压油箱连接，两者的力矩马达与机具的控制器通过导联线连接。

3.如权利要求2所述的用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具，其特征是：转接块(15)为U形形状，联动杆(2)的端部与转接块(15)的中部固定连接，转接块(15)采用销轴与两个摆臂(4)铰接连接；在第一液压缸(5)和第二液压缸(11)两者活塞杆的端部均安装有套环，套环套设在销轴上。

4.如权利要求3所述的用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具，其特征是：后臂(3)的前端和后端均设有缺口，前臂(1)的后端设有缺口；第一液压缸(5)的活塞杆从后臂(3)后端的缺口穿过，前臂(1)的后端位于后臂(3)前端的缺口内。

5.如权利要求4所述的用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具，其特征是：在前臂(1)的前端设有插槽，在楔块的后部设有插块，楔块的插块插装在前臂(1)的插槽内并在侧部采用螺钉固定。

6.如权利要求5所述的用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具，其特征是：后部转轴组件(17)包括轴座以及位于轴座内的主转轴，主转轴的前端与后部安装板(16)的中部固定连接，在主转轴的后端安装有从动齿轮；轴座安装固定在机具支臂(14)的前端，在机具支臂(14)的前部还装有回转液压马达(13)，在回转液压马达(13)的输出轴上安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合传动。

7.如权利要求6所述的用于桩基码头施工的桩帽垫层清理工具，其特征是：在机具支臂(14)的前端还安装有液压式振动器。

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