CN223074725U - 一种无人水下桩基自动切割设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人水下桩基自动切割设备，包括桁架主体、气动抱桩系统和金刚石绳锯切割系统，通过起重设备将水下桩基自动切割设备吊至待截桩的桩基上方，调整好方向和位置之后起重设备松钩将水下桩基自动切割设备下沉至指定标高；启动空压机，使气动抱桩装置加紧桩基；启动液压金刚石绳锯切割系统电源开始切割桩基；切割完毕后使用起重设备将桩基和水下桩基自动切割设备一起起吊至指定位置。本实用新型无需潜水员下水作业，从根本上消除了人员水下作业的安全隐患；桩基切口整齐、无混凝土碎块，切割质量高，不影响后续打桩施工；不受潮汐、水流、水深影响，适用范围广。

Description

一种无人水下桩基自动切割设备

技术领域

本实用新型属于水运工程水下拆除技术领域，尤其涉及一种无人水下桩基自动切割设备。

背景技术

传统水下桩基拆除技术有两种，一种是使用破碎锤破碎；另一种是潜水员配合绳锯切割机进行切割。

破碎锤破碎桩基工艺受桩基直径、破碎锤功率、工作水深限制较大，且待切割的桩基无法保证完整性，破碎产生的废渣影响生态环境且严重影响后期新建泊位的沉桩施工；因此破碎锤破碎工艺只适用于小直径、水深在3m左右的桩基拆除；若该区域后续需要沉桩，则需大量的成本和时间去水下清理破碎的混凝土和钢筋。

潜水员配合金刚石绳锯切割工艺，具体实施的步骤为：潜水员水下安装导向架→水下安装金刚石切割绳→多功能驳捆桩→人员撤离→切割机试运行→正式切割→桩基吊除。该工艺需要潜水员全程配合，且需要频繁的上下水，适用于水深较浅、流速较缓的区域施工；若水深较大，则需要重潜。无论轻潜还是重潜，该工艺成本相对较高，安全风险大，效率较低，受外部环境因素影响较大。

对于一些情况比较复杂的施工区域，比如位于灌河入海口处，河水流速达到2.0m/s，最大切割水深20m，后续需要在截桩区域打设新PHC管桩，对截桩质量要求较高的工程，以上两种常规的拆除技术就很难满足要求，为此我们研究设计出一种无人水下桩基自动切割设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无人水下桩基自动切割设备解决以下现有技术存在的问题：(1)解决桩基破碎时产生的混凝土废块、桩身切口不齐影响打桩的问题；(2)解决灌河水流速较大、工作深度大空气潜水员无法下潜安装导向架、金刚石切割绳的问题；(3)解决传统金刚石绳锯切割工艺重型潜水的效率低、风险高、安全性差、成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种无人水下桩基自动切割设备包括桁架主体、气动抱桩系统和金刚石绳锯切割系统，所述桁架主体为方形框架结构；所述抱桩系统包括气泵，气泵安装于所述桁架主体的前侧，气泵的活塞杆前端设置有抱桩卡槽，还包括气泵驱动机构；所述金刚石绳锯切割系统包括设置于所述桁架主体底部的绳锯导向架，绳锯导向架的4个顶点处分别固定安装有导向轮，导向轮通过绳锯切割主机驱动旋转，环绕4个导向轮胀紧安装有金刚石切割绳；所述桁架主体和绳锯导向架之间设置有滑轨机构，绳锯导向架可沿桁架主体前后移动，还包括驱动绳锯导向架前后移动的导向架驱动机构。

进一步的，所述气泵驱动机构包括空压机，气泵与空压机之间通过气管连接。

进一步的，所述滑轨机构包括对称设置于桁架主体底部两侧的一组滑轨，所述绳锯导向架的前端设置有第一滑块，第一滑块滑动安装于滑轨上。

进一步的，所述导向架驱动机构包括设置于桁架主体后侧的安装支架，安装支架上水平设置有一组导杆，所述绳锯导向架的后端固定设置第二滑块，第二滑块滑动安装于导杆上；所述安装支架上还设置有一组链轮，链轮之间安装有动力链条，动力链条平行于所述导杆，所述第二滑块与动力链条连接，链轮通过链轮主机驱动转动。

进一步的，所述绳锯切割主机和链轮主机通过液压机驱动，液压机与绳锯切割主机和链轮主机之间皆通过液压软管连接。

进一步的，绳锯导向架中部设置有桩基防倾斜杆，桩基防倾斜杆平行于金刚石切割绳，桩基防倾斜杆中部设置有插入片。

进一步的，所述绳锯导向架的底部沿其长度方向设置有直线导轨，所述桩基防倾斜杆的两端通过直线轴承安装于直线导轨上，可沿直线导轨移动，桩基防倾斜杆前方的直线导轨上套设安装有弹簧。

进一步的，所述桁架主体上还设置有浮漂。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)无需潜水员下水作业，从根本上消除了人员水下作业的安全隐患；(2)利用此设备，桩基切口整齐、无混凝土碎块，切割质量高，不影响后续打桩施工；(3)不受潮汐、水流、水深影响，适用范围广；(4)采用此设备施工无需人员水下作业，从而施工效率大幅提高，为传统工艺的3～4倍；且施工成本低廉；(5)此设备结构简单、操作方便。

附图说明

图1为本实用新型一优选实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一优选实施例中金刚石绳锯切割系统的俯视图；

图3为本实用新型一优选实施例的立体图；

图4为本实用新型一优选实施例底部视角的立体图；

图5为本实用新型切割初始位置的结构示意图；

图6为本实用新型切割过程中的结构示意图。

图中：1、桁架主体；2、空压机；3、气管；4、气泵；5、抱桩卡槽；6、液压机；7、液压软管；8、绳锯切割主机；9、导向轮；10、金刚石切割绳；11、滑轨；12、桩基防倾斜杆；13、动力链条；14、浮漂；15、插入片；16、安装支架；17、第二滑块；18、绳锯导向架；19、链轮；20、导杆；21、第一滑块；22、直线导轨。

具体实施方式

下面将结合附图描述本实用新型的一个优选实施例，对本实用新型一优选实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参见图1，本实用新型包括桁架主体1、气动抱桩系统、金刚石绳锯切割系统和浮漂14，所述桁架主体1为方形框架结构，浮漂14用来测量桩基切割标高。

所述抱桩系统包括气泵4，气泵4安装于所述桁架主体1的前侧，气泵4的活塞杆前端设置有抱桩卡槽5，还包括气泵驱动机构，气泵驱动机构包括空压机2，气泵4与空压机2之间通过气管3连接。

请参见图2，所述金刚石绳锯切割系统包括设置于所述桁架主体1底部的绳锯导向架18，绳锯导向架18的4个顶点处分别固定安装有导向轮9，导向轮9通过绳锯切割主机8驱动旋转，环绕4个导向轮9胀紧安装有金刚石切割绳10；所述桁架主体1和绳锯导向架18之间设置有滑轨机构，绳锯导向架18可沿桁架主体1前后移动，还包括驱动绳锯导向架18前后移动的导向架驱动机构。

所述桁架主体1和安装支架17通过12#槽钢焊接成为一个整体，外表喷涂防腐金属漆。

请参见图3、图4和图6，所述滑轨机构包括对称设置于桁架主体1底部两侧的一组滑轨11，所述绳锯导向架18的前端设置有第一滑块21，第一滑块21滑动安装于滑轨11上。

所述导向架驱动机构包括设置于桁架主体1后侧的安装支架16，安装支架16上水平设置有一组导杆20，所述绳锯导向架18的后端固定设置第二滑块17，第二滑块17滑动安装于导杆20上；所述安装支架16上还设置有一组链轮19，链轮19之间安装有动力链条13，动力链条13平行于所述导杆20，所述第二滑块17与动力链条13连接，链轮19通过链轮主机驱动转动。

所述绳锯切割主机8和链轮主机通过液压机6驱动，液压机6与绳锯切割主机8和链轮主机之间皆通过液压软管7连接。

本设备使用过程中，空压机2和液压机6放置在地面上，分别通过气管3和液压软管7与水下的抱桩系统和金刚石绳锯切割系统连接进行控制，气管3和液压软管7的长度可根据水深进行调节。

本实施例中，绳锯导向架18中部还设置有桩基防倾斜杆12，桩基防倾斜杆12平行于金刚石切割绳10，桩基防倾斜杆12中部设置有插入片15。

所述绳锯导向架18的底部沿其长度方向设置有直线导轨22，所述桩基防倾斜杆12的两端通过直线轴承安装于直线导轨22上，可沿直线导轨22移动，桩基防倾斜杆12前方的直线导轨22上套设安装有弹簧。

金刚石切割绳10切割桩基会形成一条切缝，桩基由于重力及水流波动发生倾斜，可能会导致金刚石切割绳10被切缝挤压卡死无法工作，而本实用新型设计的桩基防倾斜杆12位于金刚石切割绳10的后方，前方的金刚石切割绳10切割后，后方的桩基防倾斜杆12可插入切割形成的缝隙中起到支撑分隔的作用，弹簧可调节控制桩基防倾斜杆12的移动，保证桩基防倾斜杆12能够卡到切缝中，有效避免了金刚石切割绳10被卡住损坏绳锯系统。

本实用新型涉及的水下桩基自动切割设备的工作原理为：

通过起重设备将水下桩基自动切割设备吊至待截桩的桩基上方，桩基顶端从桁架主体1的框架中空处穿出，调整好设备的位置和方向后，起重设备松钩将水下桩基自动切割设备下沉至指定标高；启动空压机，使气动抱桩系统的抱桩卡槽5向前推出夹紧桩基；启动液压金刚石绳锯切割系统电源开始切割桩基，请参见图5和图6，动力链条13驱动绳锯导向架18向前移动，同时导向轮9带动金刚石切割绳10高速旋转，金刚石切割绳10接触到桩基开始切割，导向架18持续向前移动，完成整个桩基的切割工作，切割过程中桩基防倾斜杆12可防止在切割过程中，由于桩基切缝位置发生倾斜而将金刚石切割绳10卡住；切割完毕后使用起重设备将桩基和水下桩基自动切割设备一起起吊至指定位置。

通过以上设备的配合解决高桩码头桩基需要潜水人员下水进行桩基拆除工作；解决潜水作业受外界环境影响较大的问题；解决施工效率低下问题；解决传统出运方法的成本高、危险性高等问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：包括桁架主体(1)、气动抱桩系统和金刚石绳锯切割系统，所述桁架主体(1)为方形框架结构；

所述抱桩系统包括气泵(4)，气泵(4)安装于所述桁架主体(1)的前侧，气泵(4)的活塞杆前端设置有抱桩卡槽(5)，还包括气泵驱动机构；

所述金刚石绳锯切割系统包括设置于所述桁架主体(1)底部的绳锯导向架(18)，绳锯导向架(18)的4个顶点处分别固定安装有导向轮(9)，导向轮(9)通过绳锯切割主机(8)驱动旋转，环绕4个导向轮(9)胀紧安装有金刚石切割绳(10)；所述桁架主体(1)和绳锯导向架(18)之间设置有滑轨机构，绳锯导向架(18)可沿桁架主体(1)前后移动，还包括驱动绳锯导向架(18)前后移动的导向架驱动机构。

2.根据权利要求1所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述气泵驱动机构包括空压机(2)，气泵(4)与空压机(2)之间通过气管(3)连接。

3.根据权利要求1所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述滑轨机构包括对称设置于桁架主体(1)底部两侧的一组滑轨(11)，所述绳锯导向架(18)的前端设置有第一滑块(21)，第一滑块(21)滑动安装于滑轨(11)上。

4.根据权利要求3所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述导向架驱动机构包括设置于桁架主体(1)后侧的安装支架(16)，安装支架(16)上水平设置有一组导杆(20)，所述绳锯导向架(18)的后端固定设置第二滑块(17)，第二滑块(17)滑动安装于导杆(20)上；

所述安装支架(16)上还设置有一组链轮(19)，链轮(19)之间安装有动力链条(13)，动力链条(13)平行于所述导杆(20)，所述第二滑块(17)与动力链条(13)连接，链轮(19)通过链轮主机驱动转动。

5.根据权利要求4所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述绳锯切割主机(8)和链轮主机通过液压机(6)驱动，液压机(6)与绳锯切割主机(8)和链轮主机之间皆通过液压软管(7)连接。

6.根据权利要求1所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：绳锯导向架(18)中部设置有桩基防倾斜杆(12)，桩基防倾斜杆(12)平行于金刚石切割绳(10)，桩基防倾斜杆(12)中部设置有插入片(15)。

7.根据权利要求6所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述绳锯导向架(18)的底部沿其长度方向设置有直线导轨(22)，所述桩基防倾斜杆(12)的两端通过直线轴承安装于直线导轨(22)上，可沿直线导轨(22)移动，桩基防倾斜杆(12)前方的直线导轨(22)上套设安装有弹簧。

8.根据权利要求1所述的无人水下桩基自动切割设备，其特征在于：所述桁架主体(1)上还设置有浮漂(14)。