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申请/专利权人：江苏巨威机械有限公司

摘要：本发明的分体式液压打桩锤，包括锤头，所述锤头至少有两个，各个锤头均固定连接于锤头连接架上，固定安装于上支承架上的液压缸活塞杆与锤头连接架相连接，该液压缸的中心线通过各锤头及锤头连接架构成的刚体的质心；所述上支承架通过立柱与下支承架相互固定连接。所述立柱为滑动穿过锤头的滑动导杆或为滑动设置于滑槽中的滑动导杆。所述下支承架上固定连接有导杆滑套，在所述锤头连接架上固定连接有中心导杆，该中心导杆滑动支承于导杆滑套内；中心导杆和液压缸的中心线处于同一直线上。该分体式液压打桩锤，不仅具有足够大的打击能量，能够将大口径管桩直接锤击至持力层，而且锤击效率高、打击能量损失小。

主权项：1.一种分体式液压打桩锤，包括锤头（1），其特征在于：所述锤头（1）至少有两个，各个锤头（1）均固定连接于锤头连接架（8）上，固定安装于上支承架（4）上的液压缸（5）活塞杆与锤头连接架（８）相连接，该液压缸（5）的中心线通过各锤头（1）及锤头连接架（8）构成的刚体的质心；所述上支承架（4）通过立柱（2）与下支承架（９）相互固定连接；所述立柱（2）为滑动穿过锤头（1）的滑动导杆；所述锤头（1）位于上支承架（4）和下支承架（９）之间；所述下支承架（9）上固定连接有导杆滑套（12），在所述锤头连接架（８）上固定连接有中心导杆（10），该中心导杆（10）滑动支承于导杆滑套（12）内；中心导杆（10）和液压缸（5）的中心线处于同一直线上；所述锤头（1）的锤击路径与液压缸（5）的中心线相互平行地间隔设置。

全文数据：分体式液压打桩锤技术领域本发明涉及一种用于工程基础施工的桩工机械，尤其涉及一种能够实现大直径基桩沉桩施工的液压打桩锤。背景技术桩基础是一种广泛应用于海上和陆上的建筑工程基础形式，尤其是随着我国工程建设的日益发展与进步，近年来我国海洋工程、海上风电、填海造岛、大型桥梁等均取得了很大的进步，这些工程不仅工程系数非常高，而且桩基施工难度均变得越来越高，其基桩长度和直径也变得越来越大，这就要求用于将基桩贯入地层的桩工机械具有更高的打击能量和更高的打击频率。目前如海上风电单根基桩等海洋工程中的大型基桩用钢质圆管状基桩口径已近10米，甚至超过了30米，这些大型基桩的施工要求和难度都很高，其锤击沉桩设备均依赖于国外少数几家公司生产的产品。现有基桩的沉桩主要有振动、锤击和静压施工工艺。显然静压沉桩并不适用于大直径管桩等大型基桩的施工；虽然振动沉桩具有施工范围广，能进行沉、拔桩作业，可进行管桩、全套管灌注桩、钢板桩等多种桩型的施工，但振动桩锤克服桩尖端阻力的能力较弱，尤其是当基桩顶端尺寸较大，振动锤难以克服桩端阻力而实现沉桩，因此对大直径管桩施工中，振动锤仅能先将大口径圆筒振沉而插入深厚软土地基中形成一个隔水的围护结构，然后在这个排空水的空间中借助其他桩锤向地基植桩或构筑承载桩，因此，振动锤并不能直接对大直径管桩等大型基桩进行沉桩作业，而只是完成了一个围护工艺结构的插入。故而冲击式打桩设备是实现大直径基桩沉桩施工的最佳选择，现有的冲击式打桩机主要有液压打桩锤和柴油打桩锤。柴油打桩锤的噪声、振动和油烟污染是其无法解决的问题，更由于热容积和效率的限制，理论上讲最大的柴油打桩锤的冲击锤头质量也只能达到15吨，这与大型基桩数百千焦甚至成千千焦的打击能量要求明显相距甚远，根本不能满足大型预制桩的施工要求。液压打桩锤不仅具有打桩噪声低振动小、无油烟污染的特点，而且液压打桩锤液压泵所产生的液压能大部分被转换为打击锤体的势能，且油路液压损失小，其能效率达到80%以上，远高于不足30%的柴油打桩锤的能效率，具有打击能量大、能效率高的优势，因此国外大直径基桩设备均采用液压式冲击式打桩锤。但不管是冲击式柴油锤，还是液压锤，其共同特点是锤头的打击中心线与基桩体轴心线是处于同一直线上，即锤头是沿着桩的轴心线进行往复锤击而沉桩的。因此大型液压打桩锤对大口径筒桩进行施工作业时就必须先在筒桩顶端套装一具有同样直径的桩帽，液压锤的冲击锤头打击桩帽的中心位置，锤头的冲击能量通过桩帽向筒桩的桩壁传递以实现沉桩作业。这种结构的液压打桩锤存在诸多明显不足：首先应用于大口径管桩的桩帽必然是体积和尺寸十分巨大，单只桩帽的重量均在上百吨以上，桩帽的制作和运输均较为麻烦；尤其锤头的冲击作用力是沿筒桩的中心线方向并非筒桩桩壁位置，因而锤头冲击作用力是通过桩帽的顶面传递至筒桩桩壁的，这不仅需要桩帽具有足够的刚度和强度，而且锤头冲击过程中桩帽的弹性变形会消耗许多打击能量，使得液压冲击锤的打击效率明显下降；再者要提高这类桩锤的打击能量，必须增加桩锤及其锤头的重量，而单个桩锤及锤头重量的增加，又带来了转移运输成本和制造成本的大幅增加。随着大型基桩的日益增多，业界急需一种能够对大口径管桩进行直接锤击沉桩的桩工机械设备，以提高大型基桩的施工效率。发明内容针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种分体式液压打桩锤，不仅具有足够大的打击能量，能够将大口径管桩直接锤击至持力层，而且锤击效率高、打击能量损失小。为了解决上述技术问题，本发明的分体式液压打桩锤，包括锤头，所述锤头至少有两个，各个锤头均固定连接于锤头连接架上，固定安装于上支承架上的液压缸活塞杆与锤头连接架相连接，该液压缸的中心线通过各锤头及锤头连接架构成的刚体的质心；所述上支承架通过立柱与下支承架相互固定连接。本发明的分体式液压打桩锤，由于采用分体式的多锤头结构，各个锤头通过锤头连接架相互固定连接，这样就使得各个锤头能够直接锤击管桩筒壁，不仅省去了现有大型基桩沉桩时的巨型桩帽结构，大大节约了制造和使用成本；而且每一锤头的冲击作用力直接作用于筒壁上，打击能量能全部传递到桩体上，锤击效率高，并且打击能量为各个锤头打击能量之和，能够形成对管桩的准确高效及大能量打击。又由于该分体液压打桩锤的锤芯是由多个锤头组合而成，若干锤头通过锤头连接架连接成一刚性结构件，液压缸活塞杆与锤头连接架相连接，位于锤头及锤头连接架质心的液压缸通过锤头连接架同步提升或落下各个锤头，形成了多锤头联动协调动作，从结构上确保了各锤头对基桩桩筒壁的同步锤击，完全避免了各个锤头不同步锤击所形成的不同步偏击，确保了液压锤对基桩稳定可靠的沉桩打击，使得管桩的受力均衡，打击平稳，有效提高了沉桩效率。还由于液压打桩锤的锤芯结构采用了多个锤头的分体结构，使得每一锤头的体积和质量得以大幅降低，从而便于制造和运输转移，有利于降低液压锤的制造成本和运行使用成本。多锤头的组合结构还有利于根据不同的管桩外形尺寸和施工条件选择不同的锤头数量，非常灵活地组成具有不同打击能量的液压打桩锤，能可靠地将大型桩体锤击至持力层，施工作业既无需巨型桩帽，又能灵活性地组合成不同打击能量的液压锤，有效降低施工时间和施工成本，提高了大型基桩的施工效率。本发明的优选实施方式，所述立柱为滑动穿过锤头的滑动导杆。每一锤头滑动穿有一或二两根立柱。既能构成稳定牢固的液压锤支承框架，又具有可靠的锤头导向性能。本发明的另一优选实施方式，所述锤头上设置有滑槽，所述立柱为滑动设置于滑槽中的滑动导杆。所述锤头上设有一滑槽，该滑槽内滑动设置有一立柱。结构简单，便于制作加工，而且结构稳定，导向性能好。本发明进一步实施方式，所述下支承架上固定连接有导杆滑套，在所述锤头连接架上固定连接有中心导杆，该中心导杆滑动支承于导杆滑套内；中心导杆和液压缸的中心线处于同一直线上。该结构具有更加可靠的导向性能，确保液压锤的平稳可靠打击。本发明的优选实施方式，所述锤头位于上支承架和下支承架之间。所述锤头连接架上固定连接有2—10个锤头。锤头数量合理，能够适应不同施工条件基桩的锤击要求。本发明的优选实施方式，所述锤头的锤击路径与液压缸的中心线相互平行地间隔设置。所述锤头沿同一圆周的周向相互间隔设置。锤击准确可靠，便于实现各锤头的同步动作。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本发明分体式液压打桩锤作进一步详细说明。图1是本发明分体式液压打桩锤一种具体实施方式的立体结构示意图；图2是图1所示实施方式主视结构示意图；图3是本发明分体式液压打桩锤又一种具体实施方式的立体结构示意图；图4是图3所示实施方式主视结构示意图；图5是本发明分体式液压打桩锤另一种具体实施方式的立体结构示意图；图6是图5所示实施方式主视结构示意图；图7是本发明分体式液压打桩锤再一种具体实施方式的立体结构示意图；图8是图7所示实施方式主视结构示意图。图中，1—锤头，2—立柱，3—上连接板，4—上支承架，5—液压缸，6—液压缸活塞杆，7—下连接板，8—锤头连接架，9—下支承架，10—中心导杆，11—基桩，12—导杆滑套。具体实施方式如图1、图2所示的分体式液压打桩锤，包括有三个锤头1，该三个锤头1位于圆管状基桩11的筒壁圆周上，并且三个锤头1沿筒壁圆周的周向等距地相互间隔设置。三个锤头1分别固定安装于锤头连接架8的三个外伸臂的臂端，从而使得三个锤头1及锤头连接架8构成一个刚体。在上支承架4上固定安装有液压缸5，在液压缸5的周围还设置有若干贮能器，贮能器均固定安装于上支承架4上，上支承架4的三个外伸端均通过与之对应的上连接板3固定安装有立柱2。上支承架4的每一外伸端对应有一锤头1，并且上支承架4的每一外伸端的上连接板3上固定安装有两根立柱2。六根立柱2相互平行地竖直设置。在立柱2的下端固定连接有下支承架9，下支承架9的三个外伸端通过下连接板7固定连接于立柱2的下端，下支承架9的每一外伸端的下连接板7上也固定安装有两根立柱2。因此上支承架4和下支承架9通过六根竖直设置的立柱2构成一稳固的液压锤支承框架。液压缸5包括有液压缸活塞杆6和液压缸缸体，液压缸活塞杆6的外伸端铰连于锤头连接架8的中心位置，该液压缸5的中心线通过三个锤头及锤头连接架8构成的刚体质心，以便使液压缸5能平稳地提起各锤头和锤头连接架，并且可以平稳地推动锤头连接架8及其与之固定的锤头1。各个锤头1均位于上支承架4和下支承架9之间，并且可在上支承架4和下支承架9之间作上下往复锤击运动。本实施中的立柱2均为滑动穿过锤头1的滑动导杆，故而该立柱既是构成液压锤支承框架的连接立柱，又是引导锤头1上下运动的滑动导杆。每一锤头1上设置有两个滑动导孔，在每一滑动导孔内滑动穿过一立柱。每一锤头1的上下往复锤击路径与液压缸5的中心线相平行，并且各锤头1间相互间隔设置。在下支承架9上固定安装有导杆滑套12，在锤头连接架8上固定连接有中心导杆10，中心导杆10滑动支承于导杆滑套12上，导杆滑套12和中心导杆10构成滑动副，以实现对锤头及锤头连接架8的往复导向。中心导杆10和液压缸5的中心线处于同一直线上。本实施例中锤头1及锤头连接架8构成的刚体上共有六个由立柱导杆构成的导向结构，以及位于中心位置的中心导杆10和导杆滑套12的构成的导向结构。实施例2：如图3、图4所示的分体式液压打桩锤，本实施例较上述实施例（实施例1）的不同之处在于：在下支承架9上没有设置导杆滑套12，故而在锤头连接架8上也没有设置中心导杆10。锤头1及锤头连接架8构成的刚体上仅有六个由立柱导杆构成的导向结构。实施例3：如图5、图6所示的分体式液压打桩锤，包括有三个锤头1，该三个锤头1位于圆管状基桩11的筒壁圆周上，并且三个锤头1沿筒壁圆周的周向等距地相互间隔设置。三个锤头1分别固定安装于锤头连接架8的三个外伸臂的臂端，从而使得三个锤头1及锤头连接架8构成一个刚体。在上支承架4上固定安装有液压缸5，在液压缸5的周围还设置有若干贮能器，贮能器均固定安装于上支承架4上。上支承架4的每一外伸端均分别固定安装有一立柱2。立柱2的上端通过与之对应的上连接板3与上支承架4相互固定连接，立柱2的下端则通过与之对应的下连接板7与下支承架9相互固定连接。因此上支承架4和下支承架9通过三根竖直设置的立柱2构成一个稳定的液压打桩锤支承框架。液压缸5包括有液压缸活塞杆6和液压缸缸体，液压缸活塞杆6的外伸端铰连于锤头连接架8的中心位置，该液压缸5的中心线通过三个锤头及锤头连接架8构成的刚体质心，以便使液压缸5能平稳地提起各锤头和锤头连接架，并且可以平稳地推动锤头连接架8及其与之固定的锤头1。各个锤头1均位于上支承架4和下支承架9之间，并且可在上支承架4和下支承架9之间作上下往复锤击运动。锤头1的外侧面上设置有滑动凹槽，本实施例中的立柱2为滑动设置于锤头1上的滑动凹槽中的滑动导杆，因此该立柱既是构成液压锤支承框架的连接立柱，又是引导锤头1上下运动的滑动导杆。在下支承架9上固定安装有导杆滑套12，在锤头连接架8上固定连接有中心导杆10，滑动支承于导杆滑套12上的中心导杆10构成滑动副，以实现对锤头及锤头连接架8的往复导向。中心导杆10和液压缸5的中心线处于同一直线上。本实施例中锤头1及锤头连接架8构成的刚体上共三个由立柱导杆构成的导向结构，以及位于中心位置的中心导杆10和导杆滑套12构成的导向结构。实施例4：如图7、图8所示的分体式液压打桩锤，本实施例较上述实施例（实施例3）的不同之处在于：在下支承架9上没有安装导杆滑套12，故而在锤头连接架8上也没有设置中心导杆10。锤头1及锤头连接架8构成的刚体上仅有三个由立柱导杆构成的导向结构。上述仅举出了本发明的一些优选实施方式，但本发明并不限于上述实施例，在不违背本发明基本原理的情况下，还有许多的改进和变换。如锤头1的数量并不限于3个，还可以是2个，4个、5个或更多个锤头，但优先选择为2—12个；其若干锤头1也不一定是围绕同一圆周方向布置，也可以根据桩的截面形状而沿其截面几何图形布置，以满足不同基桩截面形状的需要；其每一锤头上可以有一个或两个滑动导向结构，也可以是多个，或在锤头上不设置滑动导向结构，仅设置有中心导杆10以及与之对应的导杆滑套12；上支承架4、下支承架9及锤头连接架8既可为框架结构，也可以是板式结构；上、下支承架与立柱的连接方式既可以通过连接板进行连接，也可以是两者直接连接；立柱2既可以是圆柱杆、矩形截面杆，也可以是其他几何截面的立杆。等等。这些变换和改进均落入本发明的保护范围内。

权利要求：1.一种分体式液压打桩锤，包括锤头（1），其特征在于：所述锤头（1）至少有两个，各个锤头（1）均固定连接于锤头连接架（8）上，固定安装于上支承架（4）上的液压缸（5）活塞杆与锤头连接架（８）相连接，该液压缸（5）的中心线通过各锤头（1）及锤头连接架（8）构成的刚体的质心；所述上支承架（4）通过立柱（2）与下支承架（９）相互固定连接。2.根据权利要求1所述的分体式液压打桩锤，其特征在于：所述立柱（2）为滑动穿过锤头（1）的滑动导杆。3.根据权利要求2所述的分体式液压打桩锤，其特征在于：每一锤头（1）滑动穿有一或二两根立柱（2）。4.根据权利要求1所述的分体式液压打桩锤，其特征在于：所述锤头（1）上设置有滑槽，所述立柱（2）为滑动设置于滑槽中的滑动导杆。5.根据权利要求4所述的分体式液压打桩锤，其特征在于：所述锤头（1）上设有一滑槽，该滑槽内滑动设置有一立柱（2）。6.根据权利要求1、2或4所述的分体式液压打桩锤，其特征在于：所述下支承架（9）上固定连接有导杆滑套（12），在所述锤头连接架（８）上固定连接有中心导杆（10），该中心导杆（10）滑动支承于导杆滑套（12）内；中心导杆（10）和液压缸（5）的中心线处于同一直线上。7.根据权利要求1所述的分体式液压打桩锤，其特征在于：所述锤头（1）位于上支承架（4）和下支承架（９）之间。8.根据权利要求1所述的分体式液压打桩锤，其特征在于：所述锤头连接架（8）上固定连接有2—12个锤头（1）。9.根据权利要求1所述的分体式液压打桩锤，其特征在于：所述锤头（1）的锤击路径与液压缸（5）的中心线相互平行地间隔设置。10.根据权利要求1所述的分体式液压打桩锤，其特征在于：所述锤头（1）沿同一圆周的周向相互间隔设置。

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