高频液压振动锤的系统设计

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1、高频液压振动锤的系统设计摘要：本课题源自于我的SRTP项目。本论文主要介绍高频液压振动锤的一些基本情况及我们所设计的部分。高频液压振动锤具有非常广阔的使用前景，因为它的主要优点是环保、高效以及适用范围广。高频液压振动锤的主要组成有起重机吊索、减振器、动力源、夹桩器。我将重点介绍振动锤的工作原理，以及与机械相关的减振器、动力源、夹桩器。关键词：振动工作原理　减振器　激振器　夹桩器具　1.高频液压振动锤的历史和现状第一台高频液压振动锤出现在前苏联，一台代号为BT-5的振动锤由D.Barkan研制出来，并投入的生产使用。

2、随着时代的发展，高频液压振动锤技术逐渐在全世界散布开来，如法国的PTC和TRA，德国的MGF，日本的TOMEN，美国的ICE，如今的高频液压振动锤技术已经相当成熟，广泛地运用于各种生产建设活动中。目前，具有我国自主知识产权的高频液压振动锤只有武汉中铁研制完成。究竟高频液压振动锤与普通的振动锤有什么区别呢？为什么它能赢得世界的认可？它的优点有哪些呢？首先，与以前的打桩机相比，这是一种环保型的桩工机械。施工时振感小、噪声低、不扰民。其次，它是一种高效的桩工机械。一般来说，高频液压振动锤的施工效率是普通桩工机械的10倍。

3、另外，它是一种比较轻便的桩工机械。整套设备运输只需2辆中型卡车，施工时转场非常方便。除此之外，它是一种相对比较价廉的桩工机械。相对于旋挖钻机等施工设备，在完成相当工作量的前提下，价格更便宜。它还有一个比较突出的优点就是它对地质的适用范围很广。人们可根据地质情况和工程需要选用不同系列、不同激振力的高频液压振动锤作为施工机械，穿透卵石层、沙层、建筑垃圾等地质层的能力很强，除了不能入岩，其它任何地质条件都能适应。因此，总的说来，高频液压振动锤是一种多功能的桩工机械，目前在桩基础领域中具有良好应用和推广前景。2.高频液压振

4、动锤的理论基础振动式打桩机是利用激振器产生的强迫振动,使土壤颗粒发生位移,破坏土层的结构强度,摩擦阻力显著下降出现所谓的假液化特性,在打桩机与桩体自重的作用下,使桩体沉入土层.它广泛运用在各种桩工工程中。１、高频振动理论液压振动器高频振动时，把桩体看作为一个均质的刚体，土壤视为弹塑形体，为桩的弹性支承。桩与土壤组成一个单自由度的振动体系。桩只作纵向振动，桩身各处具有同样的振幅和振动频率。使振动器的强迫振动频率接近这一体系的自振频率，桩产生纵向振动，贯入土中。在分析桩的振动时只计入粘滞阻力，并认为阻力是运动速度的线性

5、函数。液压振动器高频振动时振动打桩理论。２、关于振动沉桩机理的分析理论为了了解高频振动沉桩的机理，首先对施工中的打桩锤的振动沉桩过程进行描述。当振动器产生的垂直激振力作用在桩体上时，随着桩身的贯入，激振力沿桩体传至土壤中，此时，土壤对桩的侧面及先端处所产生的贯入阻力由于动载作用发生变化而减小，桩体在激振力和振动器及桩体的自重作用贯入土中，也就是说当振动器打桩时，在桩体侧面振动的土壤的结合状态发生变化，降低了土壤抵抗力。对砂石质土壤来说，随着产生的振动，土壤颗粒之间的构造发生紊乱，瞬时强度降低，造成土壤结构的“流动化

6、”现象。而对泥砂、粘性土质土壤来说，由于振动桩体的侧面的土壤结构被搅乱，其自然状态的构造组织被破坏，土壤的密度发生变化，粘着力急骤减小，土壤刚度亦明显降低。据资料显示，摩擦力的减小受振动加速度的大小的支配，振动加速度增大会引起摩擦力的急剧减小，特别是砂质土壤场合，这种倾向会更加明显。将减小到静摩擦力的1/20，粘性土则减至静摩擦力的3/20。但无论在任何土质结构下，当振动加速度增至10g(重力加速度)时，摩擦力不再减小，而趋于某一极限值。另外，振动打桩理论的成立，有两个因素起着重要作用，它们是桩的振幅量及振动时桩的

7、弹性变形量和土质弹性变形量的比值。桩的振幅量一般与土壤种类，土壤刚度(常用N值表示)成比例。由以往的经验得知，钢板桩打入砂质土壤时的最小振幅量A0=0.8N+1，粘性土壤时A0=1.6N+1。另外，振幅还与振动频率、液压振动器的重量有一定的关系。综合上述，根据振动打桩理论，桩的贯入状态可以决定其参数属性，并得到以下的经验结论。1、桩的贯入速度同激振或桩的加速度)大小成比例;2、桩的振幅同桩的贯入速度成比例;3、液压振动器与桩的断面积成正比;4、随着N值的增大，液压振动器重量亦需增大。3.高频液压振动锤的整体构造如右

8、图所示，这是一个高频液压振动锤的整体示意图，由起重机吊索(craneline)，吸振器(suppressor)，动力源(gearcase)，夹桩器(clamp)等部分组成。1．吸振器(减振器):一般由弹簧螺旋组成，我们这里用的是具有特殊性能的橡胶做吸振元件，通过螺栓固定，原理图如图。2．振动箱(激振器):高频液压振动锤的振动是右齿轮中的偏心齿轮运动产生的偏心