NO144778B

NO144778B - Pile driving.

Info

Publication number: NO144778B
Application number: NO752631A
Authority: NO
Inventors: Hans Guenther Schnell
Original assignee: Kooten Bv V
Priority date: 1974-07-26
Filing date: 1975-07-25
Publication date: 1981-07-27
Also published as: AU8302275A; DE2529755C3; BE829238A; JPS547365B2; NL148972B; NL7410148A; JPS5135503A; CA1008679A; GB1463433A; IT1033918B; NO144778C; DE2529755B2; DE2529755A1; NO752631L; DK338975A; DE7521174U; FR2279892A1

Abstract

Rambukkanordning.Frame buck device.

Description

Oppfinnelsen angår en rambukkanordning for neddriving av en pel i grunnen, særlig i undersjøisk grunn. Rambukkanordningen omfatter hovedsakelig en hammer, en førings-ramme for styring av hammeren samt opphengningsorganer for opphengning av føringsrammen i krokorganet til en løfteinnret-ning, hvor føringsrammen har et fotstykke som danner inngrep med pelen gjennom en åpning med skyvepasning samt i det minste et føringsstag som er festet til fotstykket for styring av hammeren. The invention relates to a jack-up device for driving a pile into the ground, particularly in underwater ground. The rambuck arrangement mainly comprises a hammer, a guide frame for controlling the hammer as well as suspension means for suspending the guide frame in the hook member of a lifting device, where the guide frame has a foot piece which engages the pile through an opening with a sliding fit and at least one guide rod which is attached to the foot piece for steering the hammer.

En slik rambukkinnretning er kjent. I denne er føringsrammen ved toppenden i rambukkanordningens symmetriplan forbundet med en brakett som er opphengt i løfte innretningens krokorgan. Such a rambuck device is known. In this, the guide frame at the top end in the plane of symmetry of the ram-bucket device is connected to a bracket which is suspended in the hook member of the lifting device.

Spesielt der pelen skal heddrives i grunnen i sterkt hellende stilling utsettes pelen for sterke bøyekrefter p.g.a. rambukkinnretningens vekt, slik at der under drift kan oppstå fare for utbøyning eller knekning av pelen. Especially where the pile is to be driven into the ground in a strongly inclined position, the pile is exposed to strong bending forces due to the weight of the ram-brick device, so that during operation there may be a risk of deflection or buckling of the pile.

Formålet ved oppfinnelsen er å unngå faren for knekning av pelen. The purpose of the invention is to avoid the danger of the pile breaking.

I følge oppfinnelsen oppnås dette ved å sørge for According to the invention, this is achieved by providing

at opphengningsorganene danner inngrep med løfteinnretningens krokorgan i et vertikalt opphengningsplan på tvers av førings-rammen og nær rambukkanordningens tyngdepunkt. Denne rambukkanordning har den ytterligere'fordel at fØrihgsrammen enkelt kan legges ned på pelen som skal neddrives. that the suspension members form an engagement with the lifting device's hook member in a vertical suspension plane across the guide frame and close to the ram frame device's center of gravity. This frame trestle device has the further advantage that the support frame can easily be laid down on the pile to be driven down.

Ovennevnte samt ytterligere trekk ved rambukkanordningen i følge oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen hvor: Fig. 1 skjematisk viser hvorledes en pel neddrives ved hjelp av en rambukkanordning i følge oppfinnelsen, Fig. 2 er et oppriss i større målestokk og delvis i snitt, av rambukkanordningen vist i fig. 1, Fig. 3 er et perspektivriss i større målestokk av føringsrammehodet til rambukkanordningen vist i fig. 2, Fig. 4, 5 og 7 er oppriss i likhet med fig. 2, av forskjellige utføringsformer av rambukkanordningen i følge oppfinnelsen, Fig. 6 er et perspektivriss i større målestokk av en detalj VI i fig. 5, og Fig. 8 er et oppriss sett i retning av pilene VIII i fig. 2. The above as well as further features of the jacking device according to the invention shall be explained in more detail in the following with reference to the drawing where: Fig. 1 schematically shows how a pile is driven down using a jacking device according to the invention, Fig. 2 is an elevation on a larger scale and partially in section, of the rambuck device shown in fig. 1, Fig. 3 is a perspective view on a larger scale of the guide frame head of the rambuck device shown in fig. 2, Fig. 4, 5 and 7 are elevations similar to fig. 2, of different embodiments of the rambuck arrangement according to the invention, Fig. 6 is a perspective view on a larger scale of a detail VI in fig. 5, and Fig. 8 is an elevation seen in the direction of arrows VIII in Fig. 2.

Før en pel 1 drives ned i den undersjøiske grunn 3, plasseres en stillingsramme 4 på grunnen 3, idet stillingsrammen har føringssylindre 5 som bestemmer stedet og stillingen til pelen 1 som skal neddrives. Ved hjelp av en flytende lekter 6 anordnes en rambukkanordning 7 på pelen 1. Before a pile 1 is driven into the underwater ground 3, a positioning frame 4 is placed on the ground 3, the positioning frame having guide cylinders 5 which determine the location and position of the pile 1 to be driven down. With the aid of a floating barge 6, a ram-brick device 7 is arranged on the pile 1.

Rambukkanordningen 7 omfatter en hammer 8, en føringsramme 9 for styring av hammeren 8 og en drivhodeføring 10 som hviler på drivhodet 11. Hammeren 8 vist i fig. 1, 2 og 5 er en kjent diesel-hammer som utgjøres av en sylinder 13, et tungt stempel 14 og en rammer 12 som beveges med tettende anlegg mot sylinderen 13 og en brenselpumpe 15 forbundet med en brensel-tank 16 tilknyttet sylinderen 13. The rambuck device 7 comprises a hammer 8, a guide frame 9 for controlling the hammer 8 and a drive head guide 10 which rests on the drive head 11. The hammer 8 shown in fig. 1, 2 and 5 is a known diesel hammer which consists of a cylinder 13, a heavy piston 14 and a frame 12 which is moved with sealing against the cylinder 13 and a fuel pump 15 connected to a fuel tank 16 connected to the cylinder 13.

Rammeren 12 hviler på drivhodet 11 over et mellom-lag 17 av tre. Sylinderen 13 hviler via gummiputer 18 på en krage 19 i rammcron 12. Dr i vhodeføringen 10 hviler via innskutte qummiringer 20 på drivliod<• l: 1.1, som over ot. sentralt parti 21 hviler på den rør formede pel 1. The frame 12 rests on the drive head 11 above an intermediate layer 17 of wood. The cylinder 13 rests via rubber pads 18 on a collar 19 in the rammcron 12. Dr in the vhode guide 10 rests via cut-in rubber rings 20 on drivliod <• l: 1.1, as above ot. central part 21 rests on the tubular pile 1.

føringsrammen 9 omfatter et fotstykke 22, to opprettstående føringsstay 23 som er festet til fotstykket og forsynt med skinner 24 for styring av sylinderen 13 ved hjelp av føringsolcmentcr 25 og to opprettstående rørformede skinner 26 festet til fotstykket 22. føringsrammen 9 hviler på pelen i gjennom fire fjærer 27 som fastholdes av .skinnene 26) og via drivhodeføringen 10. Videre hviler føringsrammen 9, i tilfelle av for store tilbakeslag av pelen 1, ved hjelp av fire fjærer 28 festet til føringsstagenc 23 og sylinderen 13 og rammeren 12,på pelen 1. the guide frame 9 comprises a foot piece 22, two upright guide stays 23 which are attached to the foot piece and provided with rails 24 for guiding the cylinder 13 by means of guide elements 25 and two upright tubular rails 26 attached to the foot piece 22. the guide frame 9 rests on the pile through four springs 27 which are retained by the rails 26) and via the drive head guide 10. Furthermore, the guide frame 9 rests, in the event of excessive setback of the pile 1, by means of four springs 28 attached to the guide stage 23 and the cylinder 13 and the frame 12, on the pile 1.

Føringsrammen 9 omfatter et hode 29 som er festet til to føringsstag 23 og har en forlengelse 44 som strekker seg utenfor føringsrammen 9. Hodet 29 og forlengelsen 44 er begge utformet med et antall festepartier 30 for en opphengni.ngs-brakett 31. Opphengningsbraketten 31 kan etter valg festes til et av festepartiene 30 ved hjelp av svingbolt. Opphengningsbraketten 31 er ved hjelp av en stropp 33 opphengt i en som en krok utformet henger 34 til løfte innretningen 45 på lekteren 6. Hengeren 34 er opphengt i en kabel 46, som via en fast føringsskivc 47 og en regulerbar føringsskive 48 på en rulle-kompensator 49 strekker seg til en vinsj 50. Rullekompen-satoren 49 omfatter en hydro-pneumatisk sylinder 51, hvis stempelstang 52 holder føringsskiven 48. Denne rullekompen-sator 49 opprettholder et strekk i. kabelen 46, som stort sett tilsvarer vekten av rambukkanordningen 7 uavhengig av rullingen til lekteren 6. The guide frame 9 comprises a head 29 which is attached to two guide rods 23 and has an extension 44 that extends outside the guide frame 9. The head 29 and the extension 44 are both designed with a number of attachment parts 30 for a suspension bracket 31. The suspension bracket 31 can optionally attached to one of the attachment parts 30 by means of a swivel bolt. The suspension bracket 31 is suspended by means of a strap 33 in a hanger 34 designed as a hook for lifting the device 45 on the barge 6. The hanger 34 is suspended in a cable 46, which via a fixed guide disc 47 and an adjustable guide disc 48 on a roller compensator 49 extends to a winch 50. The roll compensator 49 comprises a hydro-pneumatic cylinder 51, whose piston rod 52 holds the guide disc 48. This roll compensator 49 maintains a tension in the cable 46, which largely corresponds to the weight of the rambucket device 7 independently of the rolling of the barge 6.

I følge oppfinnelsen velges festepartiet 30 som According to the invention, the fastening part 30 is chosen as

en funksjon av den helningsvinkel b for pelen 1, ved hvilken opphengninysorganene som utgjøres av hengeren til stroppen 33 danner inngrep med hengeren 34 til løfteinnretni ngen 45 i et vertikalt opphenyningsplan 53 på tvers av førinysrammen 9 a function of the angle of inclination b for the pile 1, at which the suspension means formed by the hanger of the strap 33 form an engagement with the hanger 34 of the lifting device 45 in a vertical suspension plane 53 across the frame frame 9

nær tyngdepunktet Z til rambukkanordningen 7. near the center of gravity Z of the rambuck device 7.

Fig. 1 og 2 viser at forlengelsen 44 strekker seg sideveis i føringsrammens 9 lengderetning og er festet til et føringsstag 23 ved hjelp av et festeelement 54. Fig. 4 viser at forlengelsen 44 strekker seg i tverretningen ut fra føringsrammen 9 og er festet til nedre ende av føringsrammen ved hjelp av en trekkabel 55. Fig. 1 and 2 show that the extension 44 extends laterally in the longitudinal direction of the guide frame 9 and is attached to a guide rod 23 by means of a fastening element 54. Fig. 4 shows that the extension 44 extends in the transverse direction from the guide frame 9 and is attached to the lower end of the guide frame using a pull cable 55.

Hodet 29 til føringsrammen 9 vist i fig. 3 har The head 29 of the guide frame 9 shown in fig. 3 have

i tillegg til en midtre åpning 57 for hammeren 8, to utsparinger 56 som hver opptar en hylse 58 eller 59 med en åpning 60 som in addition to a central opening 57 for the hammer 8, two recesses 56 which each receive a sleeve 58 or 59 with an opening 60 which

er tilpasset det rektangulære eller sirkulære tverrsnitt til et føringsstag 23. Rambukkanordningene 7 vist i fig. 1, 2, 5 og 7 omfatter alle føringsstag 23 med rektangulært tverrsnitt, mens rambukkanordningen 7 i følge fig. 4 omfatter føringsstag 23 med sirkulært tverrsnitt. Hodet 29 er festet til førings-stagene 23 ved innføring av styrepinner 62 i registreringshull 61 i hodet 29, hylsene 58 eller 59 og føringsstagene 23. is adapted to the rectangular or circular cross-section of a guide rod 23. The rambuck devices 7 shown in fig. 1, 2, 5 and 7 all comprise guide rods 23 with a rectangular cross-section, while the rambuck arrangement 7 according to fig. 4 comprises a guide rod 23 with a circular cross-section. The head 29 is attached to the guide rods 23 by inserting guide pins 62 into registration holes 61 in the head 29, the sleeves 58 or 59 and the guide rods 23.

Rambukkanordningen 7 vist i fig. 1, 2, 5 og 7 arbeider som følger. Etter at rambukkanordningen 7 er plassert på pelen 1 heves stempelet 14 ved hjelp av en krok 40 som styres langs skinnene 24 og løftes ved hjelp av en kabel 39 fra lekteren 6. Når stempelet 14 frigjøres slik at det faller ned, påvirker det,via et styreelement, en brenselpumpe som spruter brensel på rammeren 12. Luften i sylinderen 13 komprimeres og brenselet antennes ved stempelets anslag mot rammeren 12. Ved dette slaget forskyves pelen 1 et visst stykke ned i grunnen 3 og stempelet 14 løftes av eksplosjonen slik at forbrenningsgassene kan unnslippe gjennom portåpninger 42, gjennom hvilke'frisk luft innstrømmer, hvoretter slagene gjentas. The rambuck device 7 shown in fig. 1, 2, 5 and 7 work as follows. After the rambuck arrangement 7 is placed on the pile 1, the piston 14 is raised by means of a hook 40 which is guided along the rails 24 and lifted by means of a cable 39 from the barge 6. When the piston 14 is released so that it falls down, it affects, via a control element, a fuel pump that sprays fuel onto the frame 12. The air in the cylinder 13 is compressed and the fuel ignites when the piston hits the frame 12. During this stroke, the pile 1 is displaced a certain distance into the ground 3 and the piston 14 is lifted by the explosion so that the combustion gases can escape through port openings 42, through which fresh air flows in, after which the blows are repeated.

Hammeren 8 vist i fig. 4 er en dampdrevet hammer omfattende en stor sylinder 13, et stempel 14 stivt festet til et føringselement 25 og en damptilførsel 36 som styres av en en dampsleide 35. Drivhodeføringen 10 er ved hjelp av stengene 37 forbundet med føringselementet 25. Føringselementet 25 kan The hammer 8 shown in fig. 4 is a steam-driven hammer comprising a large cylinder 13, a piston 14 rigidly attached to a guide element 25 and a steam supply 36 which is controlled by a steam slide 35. The drive head guide 10 is connected to the guide element 25 by means of the rods 37. The guide element 25 can

forskyves langs opprettstående skinner 24 på føringsstag 23 som har før nevnte sirkulære tverrsnitt og danner en burliknende is displaced along upright rails 24 on guide rods 23 which have the previously mentioned circular cross-section and form a cage-like

føringsramme 9 sammen med fotstykket 22 og brakettene 38. Føringsrammen 9 hviler på pelen 1 via fjærer, føringselementet 25, reguleringsstengene 37, drivhodeføringen 10, gummiringen 20 og drivhodet 11. guide frame 9 together with the foot piece 22 and the brackets 38. The guide frame 9 rests on the pile 1 via springs, the guide element 25, the regulating rods 37, the drive head guide 10, the rubber ring 20 and the drive head 11.

Rambukkanordningen 7 vist i fig. 4 arbeider som følger. Hver gang dampsleiden 35 åpnes heves sylinderen 13 The rambuck device 7 shown in fig. 4 works as follows. Every time the steam chute 35 is opened, the cylinder 13 is raised

i forhold til det stasjonære stempel 14. I sylinderens 13 øverste stilling heves dampsleiden 35 slik at damp kan unnslippe fra toppkammeret 33 til sylinderen 13. Sylinderen 13 faller ned og skyver pelen 1 noe dypere ned i grunnen 3. in relation to the stationary piston 14. In the top position of the cylinder 13, the steam chute 35 is raised so that steam can escape from the top chamber 33 to the cylinder 13. The cylinder 13 falls down and pushes the pile 1 somewhat deeper into the ground 3.

Hodet 29 vist i fig. 3 er generelt egnet for bruk The head 29 shown in fig. 3 is generally suitable for use

i rambukkanordningene vist i fig. 1, 2, 5 og 7 som har en damphammer, og i rambukkanordningen 7 i følge fig. 4 som har en damphammer 8, selv om, i motsetning til fig. 1, 2, 5 og 7, føringsstagene 23 på fig. 4 er anordnet i planet 63 vinkelrett på tegningsplanet. For dette formål har hodet 29, i begge orto-gonale retninger, ører 64 for befestigelse av forlengelsen 44. På motsatt side er ører 65 anordnet for befestigelse av en vekt 66 som utgjøres av en tung massiv plate, som kan festes i forskjellige stillinger til en forlengelsesarm 67. Vekten 66 sikrer at rambukkanordningen 7 under drift ikke vil dreie om sin symmetriakse. in the rambuck devices shown in fig. 1, 2, 5 and 7 which have a steam hammer, and in the rambuck device 7 according to fig. 4 which has a steam hammer 8, although, in contrast to fig. 1, 2, 5 and 7, the guide rods 23 in fig. 4 is arranged in the plane 63 perpendicular to the drawing plane. For this purpose, the head 29 has, in both orthogonal directions, ears 64 for attaching the extension 44. On the opposite side, ears 65 are provided for attaching a weight 66 which is made up of a heavy massive plate, which can be attached in different positions to an extension arm 67. The weight 66 ensures that the rambucket device 7 will not rotate about its axis of symmetry during operation.

Dersom helningsvinkelen b er liten, f.eks. mellom 45 og 60°, og slaglengden b til hammeren 8 er stor, f.eks. 2 m, vil posisjonen til tyngdepunktet Z endres. I dette tilfelle forskyves opphengningsorganene fortrinnsvis i samsvar med løfte-høyden til hammeren 8 under drift, dvs. synkront med hammer-bevegelsen. En hensiktsmessig rambukkanordning 7 til dette formål er vist i fig. 5 og 6. Forlengelsen 44 er forsynt med en hydraulisk sylinder 69 som er festet til forlengelsen ved hjelp av en svingbolt 68, idet stempelstangen 70 til sylinderen 69 står i inngrep med en opphengningsstang 71 på opphengningsbraketten 31, som styres langs forlengelsen 44. If the angle of inclination b is small, e.g. between 45 and 60°, and the stroke length b of the hammer 8 is large, e.g. 2 m, the position of the center of gravity Z will change. In this case, the suspension means are preferably displaced in accordance with the lifting height of the hammer 8 during operation, i.e. synchronously with the hammer movement. A suitable rambukke arrangement 7 for this purpose is shown in fig. 5 and 6. The extension 44 is provided with a hydraulic cylinder 69 which is attached to the extension by means of a pivot bolt 68, the piston rod 70 of the cylinder 69 engaging with a suspension rod 71 on the suspension bracket 31, which is guided along the extension 44.

Sylinderen 69 mates med væske i den ene eller andre retning ved hjelp av en pumpe 72 som drives av en elektrisk motor 73. Et styreelement 74 styrer den elektriske motor 73 i avhengighet av signaler som avgis av fotoceller 75 som bestråles eller ikke-bestråles av lyskilder 76 ettersom hammeren 8 blokkerer eller ikke blokkerer lysstålene. Således,når stempelet 14 heves med det tilknyttede tyngdepunkt ZA, vil opphengningsorganene danne inngrep med hengeren 34 i det vertikale opphengningsplan 53A, mens når stempelet 14 er senket med det tilknyttede tyngdepunkt ZB vil opphengningsorganene danne inngrep med hengeren 34 i det vertikale opphengningsplan 53B. Arrangementet er slik at det vertikale opphengningsplan 53 holdes nær det skiftende tyngdepunkt. The cylinder 69 is fed with liquid in one or the other direction by means of a pump 72 which is driven by an electric motor 73. A control element 74 controls the electric motor 73 depending on signals emitted by photocells 75 which are irradiated or not irradiated by light sources 76 as the hammer 8 blocks or does not block the light steels. Thus, when the piston 14 is raised with the associated center of gravity ZA, the suspension members will form an engagement with the hanger 34 in the vertical suspension plane 53A, while when the piston 14 is lowered with the associated center of gravity ZB, the suspension members will form an engagement with the hanger 34 in the vertical suspension plane 53B. The arrangement is such that the vertical suspension plane 53 is kept close to the changing center of gravity.

Fig. 7 viser hvorledes oppfinnelsen ved enkle midler kan benyttes på en konvensjonell rambukkanordning 7. Fig. 7 shows how the invention can be used by simple means on a conventional ram frame device 7.

I det øyemed å anordne det vertikale opphengningsplan 53 nær tyngdepunktet Z er en kabel 74 anordnet mellom hengeren 34 til løfteinnretningen 45 og et øre 73 sveiset til fotstykket 22, mens en stropp 33 av nødvendig lengde d_ er anordnet mellom opphengningsbraketten 31 som danner inngrep med hodet 29 til føringsrammen 9 i symmetriplanet 63 og hengeren 34. Ved å variere lengden til stroppen d f.eks. ved å endre antall løkker i stroppen 34, kan helningsvinkelen f_ til rambukkanordningen 7 gjøres lik helningsvinkelen b til pelen 1 som skal neddrives. In order to arrange the vertical suspension plane 53 close to the center of gravity Z, a cable 74 is arranged between the hanger 34 of the lifting device 45 and an ear 73 welded to the foot piece 22, while a strap 33 of the necessary length d_ is arranged between the suspension bracket 31 which forms an engagement with the head 29 to the guide frame 9 in the plane of symmetry 63 and the hanger 34. By varying the length of the strap d e.g. by changing the number of loops in the strap 34, the angle of inclination f_ of the rambuck arrangement 7 can be made equal to the angle of inclination b of the pile 1 to be driven down.

Ettersom vekten av hver av rambukkanordningene 7 hovedsakelig bæres av løfte innretningen 45 og pelen 1 av denne grunn ikke er belastet eller bare i liten grad belastet med den stasjonære vekt til rambukkanordningen 7 som bare treffes av hammeren 8 i en aksial retning, er pelen 1 belastet i en rett tilstand i stedet for i en buet tilstand, hvilket i høy grad bidrar til pelens 1 evne til å motstå knekning. As the weight of each ram device 7 is mainly carried by the lifting device 45 and the pile 1 is therefore not loaded or only slightly loaded with the stationary weight of the ram device 7 which is only hit by the hammer 8 in an axial direction, the pile 1 is loaded in a straight state rather than in a curved state, which greatly contributes to the pile 1's ability to resist buckling.

Claims

1. Jacking device, in particular for driving a pile into underwater ground, which jacking device mainly comprises a hammer (8), a guide frame (9) for controlling the hammer (8), and suspension means (31, 33) for hanging the frame (9) in a lifting device (45), which guide frame (9) comprises a foot piece (22) which surrounds the pile (1) with a sliding fit and at least one guide rod (23) attached to the foot piece for steering the hammer (8), characterized in that the suspension members (31, 33) engage with the hanger (34) of the lifting device (45) in a vertical suspension plane (53) which extends across the guide frame (9) close to the center of gravity (Z) of the ram frame (7).

2. Frame buck device as stated in claim 1, characterized in that a head (29) is attached to two guide rods (23) in the guide frame (9), the head (29) comprising a number of attachment parts (30) for a suspension bracket (31).

3. Rambuk device as stated in claim 2, characterized in that the head (29) has an extension (44) which extends outside the guide frame (9) and comprises at least one further fastening part (30) for the suspension bracket (31).

4. Ram buck device as specified in claim 3, characterized in that the extension (44) extends in the transverse direction from the guide frame (9).

5. Frame buck device as stated in claim 4, characterized in that the extension (44) is connected to the lower end of the guide frame (9) by means of a pull cable (55).

6. Frame bending device as specified in claim 2, characterized in that the extension (44) extends in the longitudinal direction of the guide frame (9) on the side thereof.

7. Ram trestle device as stated in claim 1, characterized in that a suspension cable (46) extends from the lower end of the guide frame (9) to the hanger (34) of the lifting device (45).

8. Ram trestle device as specified in one of the preceding claims, characterized in that the suspension members (31, 33) can be adjusted during operation in accordance with the lifting height of the lifting device (45).

9. Ram-brake device as specified in one of the preceding claims, characterized in that a weight (66) which counteracts rotation of the guide frame (9) is arranged under the inclined longitudinal plane of the ram-brake device (7).

10. Ram buck device as stated in claim 2, characterized by a head (29) on the guide frame (9) with recesses (56) for receiving a single sleeve (58, 59) with an opening (60) corresponding to the cross-section of a guide rod ( 23).