一種自動往復(fù)式靜壓鋼管樁機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種自動往復(fù)式靜壓鋼管樁機。該裝置包括用于套裝在鋼管樁外圓柱面上的環(huán)形千斤頂，所述環(huán)形千斤頂?shù)母左w頂部固定有用于與錨固于混凝土基底的錨桿相連接的上部法蘭盤，在環(huán)形千斤頂?shù)幕钊撞抗潭ㄓ杏糜谂c環(huán)形鋼管夾持器相連接的下部法蘭盤；連接在下部法蘭盤下方的環(huán)形鋼管夾持器中外鋼環(huán)的內(nèi)腔上段為錐環(huán)形腔體段，在所述錐環(huán)形腔體段內(nèi)設(shè)置有至少兩個用于夾持鋼管樁的瓦形結(jié)構(gòu)的夾片，且所述夾片的外側(cè)面為與錐環(huán)形腔體段相配合的錐形結(jié)構(gòu)；在位于安裝夾片下方的外鋼環(huán)的圓柱形腔體段內(nèi)安裝有夾片頂緊裝置。本實用新型不僅解決了普通的靜壓樁機占用空間大，難以在改造加固工程中使用的難題，同時也很好地解決了壓樁的垂直度問題。
【專利說明】
一種自動往復(fù)式靜壓鋼管樁機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種適用于工程建設(shè)領(lǐng)域的靜壓粧機設(shè)備，具體說是涉及一種采用液壓靜壓力將鋼管粧壓入基礎(chǔ)中的自動往復(fù)式靜壓鋼管粧機。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼管粧和預(yù)制鋼筋混凝土管粧是目前工程建設(shè)中常見的兩種基礎(chǔ)成粧形式。其中鋼管粧又以其輕便，便于焊接接長在改造、加固工程中得到廣泛使用。
[0003]將鋼管粧通過液壓靜力壓入基礎(chǔ)中的設(shè)備叫靜壓鋼管粧機，將鋼管粧通過液壓錘擊或重力、動能錘擊的設(shè)備叫打粧機。
[0004]目前市場上的靜壓粧機是非常笨重的設(shè)備，導(dǎo)致其笨重的原因主要是:1、巨大的金屬結(jié)構(gòu)底座;2、采用在鋼管粧端部施壓方式，這必然需要高大的壓粧機支架，使千斤頂能懸吊于鋼管粧頂部;3、笨重的千斤頂，由于每次千斤頂走到行程極限時，需要讓千斤頂活塞回程，并下降到千斤頂?shù)奈恢?，以便新一輪施壓，這是一個比較繁瑣的需要用吊車幫助的過程，為了減少這些循環(huán)次數(shù)，必須使千斤頂行程盡可能長一些，目前一般壓粧千斤頂行程在1.0米?1.5米左右，這樣千斤頂必然比較笨重。所以，目前的靜壓鋼管粧機總是需要一臺汽車吊提供輔助，靜壓粧機的價格也是非常昂貴的，一般都在50萬元以上。
[0005]在加固改造工程中，也常遇到需要靜壓鋼管粧的情況。在這種工程背景下，常采用在已有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)(一般是鋼筋混凝土基礎(chǔ))上埋設(shè)錨桿以提供反力的方法進(jìn)行施工作業(yè)，但常因施工環(huán)境狹窄，使得吊車無法進(jìn)入工位，較高的粧機支架也無法進(jìn)入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一種自動往復(fù)式靜壓鋼管粧機。
[0007]本實用新型的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn):
[0008]本實用新型的自動往復(fù)式靜壓鋼管粧機包括用于套裝在鋼管粧外圓柱面上的環(huán)形千斤頂，所述環(huán)形千斤頂?shù)母左w頂部固定有用于與錨固于混凝土基底的錨桿相連接的上部法蘭盤，在環(huán)形千斤頂?shù)幕钊撞抗潭ㄓ杏糜谂c環(huán)形鋼管夾持器相連接的下部法蘭盤；連接在下部法蘭盤下方的環(huán)形鋼管夾持器中外鋼環(huán)的內(nèi)腔上段為錐環(huán)形腔體段，在所述錐環(huán)形腔體段內(nèi)設(shè)置有至少兩個用于夾持鋼管粧的瓦形結(jié)構(gòu)的夾片，且所述夾片的外側(cè)面為與錐環(huán)形腔體段相配合的錐形結(jié)構(gòu);在位于安裝夾片下方的外鋼環(huán)的圓柱形腔體段內(nèi)安裝有夾片頂緊裝置。
[0009]本實用新型在所述錐環(huán)形腔體段內(nèi)設(shè)置有三個用于夾持鋼管粧的瓦形結(jié)構(gòu)的夾片，所述夾片的內(nèi)弧面以均布的方式加工有向下方斜置的倒鉤狀齒紋，三個瓦形結(jié)構(gòu)的夾片完全被擠壓在一起時的內(nèi)徑小于鋼管粧的外徑。
[0010]本實用新型在所述環(huán)形鋼管夾持器的一側(cè)設(shè)置有限位開關(guān)支架，限位開關(guān)支架上裝有與三位四通液壓控制閥相連接的上限位開關(guān)和下限位開關(guān)，在上、下限位開關(guān)之間連接有實現(xiàn)電路互鎖的兩根導(dǎo)線，開關(guān)觸碰桿固定于環(huán)形鋼管夾持器的外鋼環(huán)上，且上、下限位開關(guān)分別位于環(huán)形鋼管夾持器上、下行程的極限位置處。
[0011]本實用新型中所述夾片頂緊裝置是由調(diào)節(jié)螺桿、上彈簧壓環(huán)、下彈簧壓環(huán)和位于上彈簧壓環(huán)、下彈簧壓環(huán)之間的一組彈簧組成。
[0012]本實用新型以既有混凝土基礎(chǔ)為反力源，靠錨固于混凝土基底的錨桿作為靜壓設(shè)備的粧架，采用與鋼管粧直徑相配套的環(huán)形千斤頂套在鋼管粧外側(cè)(環(huán)形千斤頂中空直徑比鋼管粧外徑大5?8mm，鋼管粧可從環(huán)形千斤頂中空穿過)，采用與鋼管粧直徑配套的環(huán)形鋼管夾持器，環(huán)形鋼管夾持器套在鋼管粧外側(cè)，置于環(huán)形千斤頂下方，環(huán)形千斤頂與環(huán)形鋼管夾持器共同作用，給鋼管粧施加豎向壓力。環(huán)形千斤頂?shù)男谐虄H有20cm?30cm，靠環(huán)形千斤頂自動往復(fù)運動將鋼管粧壓入基礎(chǔ)中，且環(huán)形千斤頂與環(huán)形鋼管夾持器都盡量小型化，環(huán)形千斤頂僅有200公斤左右(相對直徑219mm的鋼管粧)，環(huán)形鋼管夾持器僅有不到100公斤，在已有建筑物內(nèi)操作起來非常容易，最多用一個手拉葫蘆就可以實現(xiàn)設(shè)備的搬運移動。
[0013]更具體說，本實用新型中所述的環(huán)形千斤頂活塞的雙向行程均由液壓推動，即環(huán)形千斤頂分別有位于上、下兩側(cè)的兩個密閉油腔，且均接有與外部液壓系統(tǒng)連接的油管。上、下油腔總是一側(cè)進(jìn)油，另一側(cè)則出油，依靠進(jìn)出油的倒向來控制活塞的上、下運動。
[0014]所述環(huán)形鋼管夾持器也是一個空心結(jié)構(gòu)，鋼管粧可從環(huán)形鋼管夾持器中間穿過。環(huán)形鋼管夾持器的原理與夾持預(yù)應(yīng)力鋼絞線的單孔錨環(huán)夾片原理類似。所述夾片可在環(huán)形鋼管夾持器的錐環(huán)形腔體段內(nèi)上下滑動一定距離，當(dāng)環(huán)形鋼管夾持器向下作用時，夾片受到擠壓向內(nèi)裹緊，環(huán)形鋼管夾持器向上作用時，夾片被松開。夾片內(nèi)側(cè)呈圓柱形，且表面有向下方向的倒鉤狀齒紋，三個夾片完全被擠壓在一起時的內(nèi)徑約小于鋼管粧外徑，這使得夾片只能沿著鋼管粧向上滑動，而不能順鋼管粧向下移動。環(huán)形鋼管夾持器的作用是:當(dāng)環(huán)形千斤頂活塞向下運動時，環(huán)形鋼管夾持器內(nèi)的三片扇形夾片將鋼管粧抱緊，并對鋼管粧施加向下的壓力，使鋼管粧隨同活塞同步向下運動，當(dāng)活塞向上運動時，夾片松開，夾片隨著活塞的運動貼著鋼管粧向上滑動，而鋼管粧不隨著向上運動，這樣，環(huán)形千斤頂?shù)幕钊窟\動一個循環(huán)，鋼管粧都往下移動一個活塞行程，通過往復(fù)運動，活塞即達(dá)到把鋼管粧壓入基底的目的。
[0015]在本實用新型中由于環(huán)形千斤頂行程較短，一般為20cm，需要不斷往復(fù)運動，因此，本實用新型設(shè)計了自動往復(fù)系統(tǒng)。往復(fù)系統(tǒng)的原理是通過上、下行程開關(guān)和一個三位四通液壓控制閥來完成。每個限位開關(guān)均同時控制兩個電路回路，即電路A和電路B。上限位開關(guān)動作時，電路A開通、電路B關(guān)閉；下限位開關(guān)動作時，電路B開通、電路A關(guān)閉。電路A和電路B兩個電路回路則與三位四通液壓控制閥相連，該三位四通液壓控制閥共四個油路接口，其中兩個固定進(jìn)出口接液壓栗，另兩個是油路接口(即閥體油路A口和閥體油路B口)。當(dāng)電路A導(dǎo)通、電路B關(guān)閉時，閥體油路A 口出油、閥體油路B 口回油;反之，則閥體油路B 口出油、閥體油路A油口回油。所以只用將閥體油路B口接入環(huán)形千斤頂?shù)南掠颓唬y體油路A口接入環(huán)形千斤頂?shù)纳嫌颓?，就能實現(xiàn)環(huán)形千斤頂?shù)淖詣油鶑?fù)循環(huán)。
[0016]本實用新型的有益效果如下:
[0017]本實用新型不僅解決了普通的靜壓粧機占用空間大，難以在改造加固工程中使用的難題，同時也很好地解決了壓粧的垂直度問題。由于環(huán)形鋼管夾持器與環(huán)形千斤頂連成一個整體，同時環(huán)形鋼管夾持器又是根據(jù)鋼管粧尺寸配套制作，因此，只要在安裝環(huán)形千斤頂時，保證環(huán)形千斤頂頂部的上部法蘭盤是水平的(這很容易通過調(diào)節(jié)錨桿上的螺絲來實現(xiàn))，鋼管粧就肯定是垂直向下的，且在整個下壓過程中始終保持極好的垂直度。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本實用新型中環(huán)形千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖3是本實用新型中環(huán)形鋼管夾持器的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖4是本實用新型中夾片的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖5是本實用新型中夾片內(nèi)弧面上加工出的倒鉤狀齒紋放大圖。
[0023]圖6是環(huán)形千斤頂自動往復(fù)運動控制原理圖。
[0024]圖中序號:1、鋼管粧，2、錨固于混凝土基底的錨桿，3、螺母，4、上部法蘭盤，5、環(huán)形千斤頂，6、下部法蘭盤，7、環(huán)形鋼管夾持器，8、夾片，9、彈簧，10、夾片頂緊裝置，11、油嘴A，12、油嘴B，13、混凝土基礎(chǔ)，14、土地，15、外缸體，16、內(nèi)缸體，17、環(huán)形活塞，18、上油腔，19、下油腔，20、外鋼環(huán)，21、倒鉤狀齒紋，22、上彈簧壓環(huán)，23、調(diào)節(jié)螺桿，24、下彈簧壓環(huán)，25、上限位開關(guān)，26、下限位開關(guān)，27、三位四通液壓控制閥，28、導(dǎo)線，29、開關(guān)觸碰桿，30、電路A，31、電路B，32、A電路接口，33、B電路接口，34、閥體油路A口，35、閥體油路B口，36、液壓閥P出油口，37、液壓閥T回油口，38、液壓栗。
【具體實施方式】
[0025]本實用新型以下將結(jié)合實施例(附圖)作進(jìn)一步描述:
[0026]如圖1所示，本實用新型的自動往復(fù)式靜壓鋼管粧機包括用于套裝在鋼管粧I外圓柱面上的環(huán)形千斤頂5，所述環(huán)形千斤頂5的缸體頂部固定有用于與錨固于混凝土基底的錨桿2相連接的上部法蘭盤4，在環(huán)形千斤頂?shù)幕钊撞抗潭ㄓ杏糜谂c環(huán)形鋼管夾持器7相連接的下部法蘭盤6;連接在下部法蘭盤6下方的環(huán)形鋼管夾持器7中外鋼環(huán)20的內(nèi)腔上段為錐環(huán)形腔體段，在所述錐環(huán)形腔體段內(nèi)設(shè)置有至少兩個用于夾持鋼管粧I的瓦形結(jié)構(gòu)的夾片8，且所述夾片8的外側(cè)面為與錐環(huán)形腔體段相配合的錐形結(jié)構(gòu);為保持夾片8的位置，在位于安裝夾片8下方的外鋼環(huán)20的圓柱形腔體段內(nèi)安裝有夾片頂緊裝置10。其中，所述夾片頂緊裝置10是由調(diào)節(jié)螺桿23、上彈簧壓環(huán)22、下彈簧壓環(huán)24和位于上彈簧壓環(huán)22、下彈簧壓環(huán)24之間的一組彈簧9組成，在壓粧時，適當(dāng)擰調(diào)節(jié)螺桿23，可使夾片8恰好夾持鋼管粧1(參見圖3)。
[0027]如圖2所示，所述環(huán)形千斤頂5的外缸體15頂部固定有上部法蘭盤4，活塞上、下部空間分別為上油腔18，下油腔19，上、下油腔(即序號18、19)分別通過外缸體15的油嘴A、B(即序號11、12)與外部油管相連，當(dāng)上油腔18輸入壓力油時，下油腔19則排油，活塞17向下移動，反之則向上移動，環(huán)形鋼管夾持器7中外鋼環(huán)20通過下部法蘭盤6與環(huán)形活塞17相連，因此，環(huán)形鋼管夾持器7中外鋼環(huán)20始終與環(huán)形活塞17同步移動。
[0028]如圖4、5所示，在所述錐環(huán)形腔體段內(nèi)設(shè)置有三個用于夾持鋼管粧I的瓦形結(jié)構(gòu)的夾片8，所述夾片8的內(nèi)弧面以均布的方式加工有向下方斜置的倒鉤狀齒紋21，三個夾片8完全被擠壓在一起時的內(nèi)徑小于鋼管粧I的外徑。
[0029]如圖6所示，本實用新型在所述環(huán)形鋼管夾持器7的一側(cè)設(shè)置有限位開關(guān)支架，限位開關(guān)支架上裝有與三位四通液壓控制閥27相連接的上限位開關(guān)25和下限位開關(guān)26，在上、下限位開關(guān)(即序號25、26)之間連接有實現(xiàn)電路互鎖的兩根導(dǎo)線28，開關(guān)觸碰桿29固定于環(huán)形鋼管夾持器7的外鋼環(huán)20上，且上、下限位開關(guān)(即序號25、26)分別位于環(huán)形鋼管夾持器7上、下行程的極限位置處。當(dāng)上限位開關(guān)25被觸發(fā)時，與上限位開關(guān)25相聯(lián)的電路A(即序號30)導(dǎo)通，與下限位開關(guān)26相聯(lián)的電路B(即序號31)關(guān)閉，當(dāng)下限位開關(guān)26被觸發(fā)時，電路B(即序號31)導(dǎo)通，電路A(即序號30)關(guān)閉，電路A、B分別連接于三位四通液壓控制閥27的A電路接口 32、B電路接口 33，三位四通液壓控制閥27的作用是:電路A導(dǎo)通時，閥體油路A 口 34輸出油，閥體油路B 口 35回油，反之則閥體油路A 口 34回油，閥體油路B 口 35出油，將閥體油路A 口 34、閥體油路B 口 35與千斤頂?shù)腁、B油口對應(yīng)連接，液壓閥P出油口 36，液壓閥T回油口 37分別與液壓栗38的對應(yīng)油口連接。
[0030]這樣，當(dāng)上限位開關(guān)25被觸發(fā)時，電路A(即序號30)導(dǎo)通，電路B(即序號31)關(guān)閉，三位四通液壓控制閥27的電路A(即序號30)通電，閥體動作使閥體油路A口出油34，閥體油路B口35回油，這樣，環(huán)形千斤頂5的A油口進(jìn)油，環(huán)形千斤頂5的B油口出油，此時環(huán)形千斤頂5向下運動。
[0031]當(dāng)環(huán)形千斤頂5向下運動時，環(huán)形鋼管夾持器7和鋼管粧也隨之向下運動，環(huán)形鋼管夾持器7上的開關(guān)觸碰桿29碰到下限位開關(guān)26時，下限位開關(guān)26被觸發(fā)，電路B(即序號31)導(dǎo)通，電路A(即序號30)關(guān)閉，三位四通液壓控制閥27的的電路B(即序號31)通電，閥體動作使閥體油路B口 35出油，閥體油路A口 34回油，這樣，環(huán)形千斤頂5的B油口進(jìn)油，環(huán)形千斤頂5的A油口出油，此時環(huán)形千斤頂5向上運動。
[0032]因此，僅僅通過觸發(fā)開關(guān)就完成了環(huán)形千斤頂5的自動往復(fù)循環(huán)。而上、下位限位開關(guān)(即序號25、26)和三位四通液壓控制閥27都是市場上成熟的產(chǎn)品。
[0033]本實用新型的在具體使用中效果如下:
[0034I以實際采用直徑245mm，壁厚8mm的鋼管作為鋼管粧為例:實際采用環(huán)形千斤頂5的外徑430mm，環(huán)形鋼管夾持器7的外徑300mm，環(huán)形千斤頂5的總重約為200公斤，環(huán)形鋼管夾持器7的總重約150公斤，即總重僅有350公斤。在狹窄現(xiàn)場施工時，完全可以不用吊車，僅用手拉葫蘆輔助即可將此兩部分進(jìn)行人工移動。
[0035]該套設(shè)備實際壓力達(dá)到1500kN，且設(shè)備在達(dá)到最大壓力時，鋼管粧與夾片8仍未發(fā)生滑動，鋼管粧也未出現(xiàn)擠扁現(xiàn)象，證明整套系統(tǒng)的構(gòu)思是完全成功的。實際對于直徑245mm的鋼管粧，一般壓粧力也就要求在1000 kN左右，該設(shè)備已達(dá)到了實際使用的要求。
[0036]在壓粧速度上，根據(jù)地基情況，能達(dá)到每分鐘5?10公分，即每小時3?6米，也是較理想的壓粧速度。
[0037]該套壓粧設(shè)備另一個技術(shù)效果就是很好地解決了壓粧的垂直度問題。由于環(huán)形鋼管夾持器7與環(huán)形千斤頂5連成一個整體，同時環(huán)形鋼管夾持器7又是根據(jù)鋼管粧尺寸配套制作，因此，只要在安裝環(huán)形千斤頂5時，保證環(huán)形千斤頂5頂部的上部法蘭盤4是水平的(這很容易通過調(diào)節(jié)錨桿上的螺絲來實現(xiàn))，鋼管粧就肯定是垂直向下的，且在整個下壓過程中始終保持極好的垂直度。
[0038]整套設(shè)備由于科學(xué)、合理的設(shè)計，經(jīng)濟性也大大提高，整套系統(tǒng)成本在五萬元以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于市場上幾十萬元的壓粧機價格，且解決了普通的靜壓粧機占用空間大，難以在改造加固工程中使用的難題。
【主權(quán)項】
1.一種自動往復(fù)式靜壓鋼管粧機，其特征在于:它包括用于套裝在鋼管粧外圓柱面上的環(huán)形千斤頂，所述環(huán)形千斤頂?shù)母左w頂部固定有用于與錨固于混凝土基底的錨桿相連接的上部法蘭盤，在環(huán)形千斤頂?shù)幕钊撞抗潭ㄓ杏糜谂c環(huán)形鋼管夾持器相連接的下部法蘭盤;連接在下部法蘭盤下方的環(huán)形鋼管夾持器中外鋼環(huán)的內(nèi)腔上段為錐環(huán)形腔體段，在所述錐環(huán)形腔體段內(nèi)設(shè)置有至少兩個用于夾持鋼管粧的瓦形結(jié)構(gòu)的夾片，且所述夾片的外側(cè)面為與錐環(huán)形腔體段相配合的錐形結(jié)構(gòu);在位于安裝夾片下方的外鋼環(huán)的圓柱形腔體段內(nèi)安裝有夾片頂緊裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動往復(fù)式靜壓鋼管粧機，其特征在于:在所述錐環(huán)形腔體段內(nèi)設(shè)置有三個用于夾持鋼管粧的瓦形結(jié)構(gòu)的夾片，所述夾片的內(nèi)弧面以均布的方式加工有向下方斜置的倒鉤狀齒紋，三個瓦形結(jié)構(gòu)的夾片完全被擠壓在一起時的內(nèi)徑小于鋼管粧的外徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動往復(fù)式靜壓鋼管粧機，其特征在于:在所述環(huán)形鋼管夾持器的一側(cè)設(shè)置有限位開關(guān)支架，限位開關(guān)支架上裝有與三位四通液壓控制閥相連接的上限位開關(guān)和下限位開關(guān)，在上、下限位開關(guān)之間連接有實現(xiàn)電路互鎖的兩根導(dǎo)線，開關(guān)觸碰桿固定于環(huán)形鋼管夾持器的外鋼環(huán)上，且上、下限位開關(guān)分別位于環(huán)形鋼管夾持器上、下行程的極限位置處。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動往復(fù)式靜壓鋼管粧機，其特征在于:所述夾片頂緊裝置是由調(diào)節(jié)螺桿、上彈簧壓環(huán)、下彈簧壓環(huán)和位于上彈簧壓環(huán)、下彈簧壓環(huán)之間的一組彈簧組成。
【文檔編號】E02D7/20GK205591223SQ201620414850
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】桑大勇, 吳恒春
【申請人】鄭州長建工程技術(shù)開發(fā)有限公司