YZY400靜壓樁機(jī)壓樁機(jī)構(gòu)設(shè)計.doc

摘 要 這次畢業(yè)設(shè)計的課題是yzy400全液壓靜力壓樁機(jī)的設(shè)計,我完成靜壓樁機(jī)壓樁機(jī)構(gòu)設(shè)計。我首先實地參考，根據(jù)壓樁機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)，確定液壓缸的型號，然后確定壓樁液壓缸與立柱的連接方式。最后對連接螺栓和立柱的焊縫強度進(jìn)行計算校核。 關(guān)鍵詞：壓樁機(jī) 液壓缸 校核abstractthe task of graduate design will design a pile driver of statics yzy400 include hydraulic pressure. i will finish landscape orientation and circumgyrate framework of this pile driver . first of all , i reference tower crane and base tread frameworks parameter , then make sure model number of fluid cylinder , secondly , i make sure all dimension of tread part and chose parts , lastly , i finish to cheak all dimension and intensity. keywords : pile driver fluid cylinder check 1 緒論壓樁機(jī)移動平穩(wěn)、轉(zhuǎn)場方便、施工效率高，因此，壓樁機(jī)已經(jīng)占絕對主導(dǎo)地位。本文所述液壓靜力壓樁機(jī)主要是指抱壓式液壓靜力壓樁機(jī)。20世紀(jì)90年代末期以來，舊城改造在土木工程施工過程中，首先要進(jìn)行的是基礎(chǔ)施工。樁基礎(chǔ)是建筑施工特別是高層建筑施工中最為常見的基礎(chǔ)形式。樁的種類及其施工方法因上部建筑物或載荷情況不同而多種多樣。其中，將預(yù)制樁完全依靠靜載平穩(wěn)、安靜地壓入軟弱地基，是一種新型的樁基礎(chǔ)施工方法-靜壓樁工法。與錘擊式打樁相比，靜壓樁工法由于具有非常明顯的環(huán)保性，十幾年來從廣東珠江三角洲開始由南向北得到了迅速推廣。液壓靜力壓樁機(jī)就是實施靜壓樁工法的關(guān)鍵施工設(shè)備。與錘擊式打樁機(jī)相比，這種設(shè)備施工時具有無震動、無噪聲、無油污飛濺等環(huán)境污染的特點，施工質(zhì)量好、使用費用低，同時，靜力壓樁機(jī)也是具有中國特色的環(huán)保型樁工機(jī)械。液壓靜力壓樁機(jī)分為抱壓式液壓靜力壓樁機(jī)和頂壓式液壓靜力壓樁機(jī)(對樁頂部施壓進(jìn)行壓樁)兩種。抱壓式液壓靜力壓樁機(jī)壓樁過程是通過夾持機(jī)構(gòu)抱住樁身側(cè)面，由此產(chǎn)生摩擦傳力來實現(xiàn)的；而頂壓式液壓靜力壓樁機(jī)則是從預(yù)制樁的頂端施壓，將其壓入地基的。由于施壓傳力方式不同，這兩種樁機(jī)結(jié)構(gòu)形式、性能特點、適用范圍也有顯著不同。其核心是液壓系統(tǒng)的設(shè)計方法及其配置，它直接影響整機(jī)的技術(shù)性能及節(jié)能效果。而壓樁機(jī)構(gòu)是樁機(jī)的主要工作裝置，是這種壓樁機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，直接影響樁機(jī)的壓樁能力和成樁質(zhì)量。其中，抱壓式樁機(jī)主要由壓樁系統(tǒng)和夾樁機(jī)構(gòu)組成，而頂壓式樁機(jī)主要由壓樁系統(tǒng)和樁帽組成。頂壓式樁機(jī)除壓樁機(jī)構(gòu)中沒有夾樁機(jī)構(gòu)外，一般不帶起重機(jī)，但增加了一套卷揚吊樁系統(tǒng)。常規(guī)的頂壓式壓樁機(jī)由于其結(jié)構(gòu)及工作特點，使其工作重心較高、安全性較差，并且存在壓樁力較小、壓入樁的垂直度保障能力差等問題，因而其應(yīng)用受到限制；而抱壓式壓樁機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、工作重心低、造以及基坑開挖后所出現(xiàn)的大量的離障礙物很近的邊樁和靠角的角樁，對產(chǎn)品提出了一機(jī)多能的要求；同時，靜壓樁的樁型不斷多樣化，單樁承載力大幅度提高，特別是高承載力管樁、薄壁管樁的廣泛應(yīng)用和h型鋼樁的出現(xiàn)，要求大噸位抱壓樁機(jī)既要夾持可靠，又不破損樁，這對夾樁技術(shù)及相應(yīng)裝置是很大的挑戰(zhàn)。這些工程中的實際問題已成為抱壓式靜力壓樁機(jī)進(jìn)一步推廣應(yīng)用的桎梏。傳統(tǒng)壓樁機(jī)普遍只具有壓中樁能力，或者雖能壓邊樁，但其邊樁距離較大且不兼有壓角樁功能，導(dǎo)致同一工地需多機(jī)種作業(yè)，給工程管理帶來極大不便；同時，夾樁可靠性問題始終沒有從根本上得到解決，工程適應(yīng)能力差，嚴(yán)重制約了靜壓樁技術(shù)的推廣。全液壓靜力壓樁機(jī) yzy400 產(chǎn)品型號yzy400額定壓樁力(kn)4000yzy系列全液壓靜力壓樁機(jī)采用全液壓步履行走裝置實現(xiàn)縱向、橫向、轉(zhuǎn)向及平臺升降調(diào)整動作，運動靈活可靠。最大壓樁力24005000kn,可承壓截面350x350600x600mm正方形或直徑600mm園柱形混凝土預(yù)制樁。尤其適用于空心的園柱形混凝土預(yù)制樁。該系列樁機(jī)運行時能直接從壓力表取得壓樁力數(shù)據(jù)，不用試樁，可計算出單樁承載力。施工無震動、低噪音、無污染，符合國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法規(guī)，適用于大中城市樁基礎(chǔ)施工的需要。yzy400液壓靜力壓樁機(jī)是一種新型基礎(chǔ)施工設(shè)備，具有無震動、無噪聲、高效節(jié)能、壓樁速度快、成本質(zhì)量高等特點，符合環(huán)保施工的潮流，代表樁工機(jī)械的發(fā)展趨勢。11其設(shè)備性能如下：1.獨特設(shè)計的液壓系統(tǒng)，降低能耗40%，壓樁速度提高15%壓樁力提高40%2.獨創(chuàng)的“邊樁、角樁”處理裝置，最小邊樁距離0.450.7m3.新型步履式行走機(jī)構(gòu)，移動簡便，對樁靈活4.精心設(shè)計的夾樁機(jī)構(gòu)，夾持牢靠，并大大降低樁身受損，夾持厚可達(dá)50mm5.機(jī)身寬度同比最小，減小壓時的邊樁距離6.折裝容易，運輸方便該機(jī)能獨立完成吊、壓、拔樁作業(yè)，不僅可以壓方樁也可以壓管樁。具有縱橫向行走、360度回轉(zhuǎn)、機(jī)身調(diào)平等功能，全部動作作為液壓驅(qū)動。其部件均可以公路、鐵路運輸。該機(jī)能通過儀表直接反饋貫樁力，具有其他類型樁工機(jī)械不可比的優(yōu)越性。擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型抱夾混凝土預(yù)制管樁段的裝置，已不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的夾樁器。具有夾樁力大、夾樁面積大，能全浮動自適應(yīng)吻合于管樁表面，可大大降低管樁破損率，其最大抱夾管樁直徑600mm。該裝置可抱夾薄壁管樁而不損樁。12、其施工過程的質(zhì)量管理1.2.1壓樁前的準(zhǔn)備工作 1. 施工隊資質(zhì)審查 必須對施工隊（壓樁隊伍）的資質(zhì)材料進(jìn)行審查與管理，了解施工隊的技術(shù)力量及壓樁水平；審查施工組織設(shè)計、施工壓樁路線、施工進(jìn)度計劃，評價其可行性；要求施工隊每個技術(shù)人員，包括施工技術(shù)員、焊工、記錄員、開機(jī)員等都必須具有相應(yīng)技術(shù)資格證和上崗證。 2. 樁機(jī)的選擇 必須根據(jù)具體工程的地質(zhì)資料和設(shè)計的單樁承載力要求，準(zhǔn)確地選擇壓樁機(jī)。如果壓樁機(jī)噸位過小，可能出現(xiàn)樁壓不下的情況，因而無法達(dá)到設(shè)計承載力要求；反之，如果壓樁機(jī)噸位過大，易發(fā)生陷機(jī)情況。所以應(yīng)該會同各有關(guān)部門合理地選擇樁機(jī)，盡量采用超載施工。一般情況下，樁機(jī)的壓樁力應(yīng)不小于單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的1.2倍。 3.施工放線與定樁位 由于放線的準(zhǔn)確與否直接影響建筑物的位置是否符合“規(guī)劃”要求，而樁位的準(zhǔn)確與否又直接影響著整個工程的結(jié)構(gòu)，因此，這兩個工序的重要性不容忽視。項目技術(shù)管理人員應(yīng)該對已定好的軸線位進(jìn)行復(fù)核，根據(jù)建筑物與結(jié)構(gòu)樁位圖逐位校核，發(fā)現(xiàn)不符合要求的及時糾正。 4.樁尖、樁身質(zhì)量檢查 首先必須對樁尖進(jìn)行查驗、測量，按照管樁有關(guān)規(guī)范對于樁尖的構(gòu)造要求和設(shè)計圖紙要求，對所有到場的樁尖進(jìn)行測量，不滿足設(shè)計和管樁規(guī)范要求的，責(zé)令其更換；對所有到場的管樁進(jìn)行仔細(xì)認(rèn)真地查驗，測量管樁的外徑、壁厚、樁身、長度、樁身彎曲度等有關(guān)尺寸，并詳細(xì)記錄。特別是管壁厚不夠很容易把樁夾碎。同時應(yīng)對樁身外觀質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)地查驗，檢查樁身是否粘皮麻面、內(nèi)外表面是否露筋、表面是否有裂縫、是否斷頭脫頭、樁套箍是否凹陷、表面砼是否坍落等情況，不符合管理樁規(guī)范要求的，責(zé)令廠家退回。 1.2.2壓樁施工過程的質(zhì)量管理 1.底樁（第一節(jié)入土的樁）的定點 雖然在放線與定樁位時已經(jīng)核查過，但是經(jīng)驗不足或技術(shù)水平不高的施工技術(shù)人員往往在放底樁時偏離原定的樁位，從而導(dǎo)致成樁的偏位。建議在每個樁位處用石灰或貝灰以原定的樁心為圓心、以該樁的樁徑為直徑畫一圓圈，壓底樁時以此圓圈為準(zhǔn)，控制樁不偏離該圓圈，使成樁的偏位盡可能減小。 2.樁身垂直度的控制 由于靜壓管樁樁機(jī)駕駛室內(nèi)一般會懸掛一吊有重錘的繩線，由開機(jī)員以此線為準(zhǔn)控制樁一個方向的垂直度，因而另一個向的垂直度必須另外控制，方法就是在垂直于樁與此繩線連接的地方（即另一正交方向）另設(shè)一吊重錘的繩線（視線要通透），以這兩條繩線來控制樁的垂直度。當(dāng)樁在兩個方向都已經(jīng)垂直的情況下方允許壓樁，而且在壓樁過程中要經(jīng)常檢查樁身垂直度。 3.接樁及焊縫控制 接樁前，應(yīng)保證上下兩節(jié)樁的順直，而且兩樁樁心的錯位偏差不宜大于2mm（宜設(shè)置接樁導(dǎo)向箍）。管樁施工中主要采用爆接接樁法，在焊接前應(yīng)該把兩節(jié)樁的端頭板用鋼刷清刷干凈，直至坡口露出金屬光澤，而且應(yīng)該保證上節(jié)樁已經(jīng)垂直后方能焊接46點，焊接層數(shù)不少于2層，每層焊渣必須清理干凈，保證焊縫連續(xù)飽滿，自然冷卻約810分鐘（嚴(yán)禁用水冷卻或焊完即壓），防止高溫的焊縫遇水變脆而被壓壞。 4.壓樁過程的施工記錄 為了便于控制，終止壓樁，必須詳細(xì)記錄壓樁過程的壓力與樁入土深度，了解樁尖入持力層深度是否滿足設(shè)計要求以及樁穿過各土層時的壓力值。 5.終壓（即終止壓樁）標(biāo)準(zhǔn)及終壓的控制 終壓標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該以質(zhì)監(jiān)部門、設(shè)計單位、施工單位、建設(shè)單位、勘察單位及監(jiān)理單位等有關(guān)部門在試樁會議中根據(jù)試樁的實際情況確定的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則。一般情況下，除保證樁長及樁類入持力層深度應(yīng)該滿足設(shè)計要求外，還要控制終壓值q的大小。雖然終壓值q與單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值rk是兩個不同的概念，但終壓值q與單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值rk存在著某種比例關(guān)系，這有待于日后的工程實踐與理論研究。筆者認(rèn)為這種比例關(guān)系與工程地質(zhì)構(gòu)造情況關(guān)系較大，同時與樁的長度以及所選的持力層關(guān)系也不可忽視，總結(jié)潮汕地區(qū)近幾年靜壓管樁的工程實踐經(jīng)驗，終壓值q可以按以下原則來控制： （1）當(dāng)樁端持力層為粘土、粉質(zhì)粘土?xí)r，主要控制樁端達(dá)到的設(shè)計深度，終壓值rq（0.61.3）rk。 （2）當(dāng)樁端持力層為標(biāo)貫擊數(shù)較低、中密以下的粉細(xì)砂時，以控制樁端入持力層深度為主，終壓值作參考，q=(1.62.0) rk。（3）當(dāng)樁端持力層為標(biāo)貫擊數(shù)較高，中密以上的中粗砂、礫砂時，以控制終壓值為主，q=(1.82.5) rk，長樁取低值，短樁取高值；擊數(shù)低取低值，擊數(shù)高取高值。 1.2.3樁頭填芯的質(zhì)量控制 由于樁與上部結(jié)構(gòu)的連接主要通過樁的承臺，因此樁頭嵌入承臺的長度不宜太短，有關(guān)管樁技術(shù)規(guī)范規(guī)定不宜小于10cm。從日本樁基的典型震害實例調(diào)查中可知，有不少是由于樁嵌入承臺長度不足，抗拔不夠，因此在地震設(shè)防區(qū)有必要把樁嵌入承臺的垂度加長，且樁頭的插筋長度也應(yīng)加長及增加配筋量，樁頭填芯砼的強度等級應(yīng)滿足規(guī)范要求和設(shè)計要求。這一環(huán)節(jié)的重要性顯而易見，工程有關(guān)技術(shù)管理人員應(yīng)該加強這一環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。 1.3成樁的質(zhì)量檢查 1.樁身垂直度可以用垂球吊線的辦法來量測，對不符合規(guī)范要求，應(yīng)及時報送設(shè)計單位，由設(shè)計單位提出補強修改意見。對于配置封口樁尖的工程樁，樁身質(zhì)量的檢查可以直觀檢查，即將低壓電燈泡沉入樁內(nèi)腔檢查，正常情況下，內(nèi)腔應(yīng)該是不進(jìn)土和水的。若樁內(nèi)腔完整干燥，說明樁身基本完好、焊接質(zhì)量完好、樁類無損壞，這種情況下可不采取其他方法另行檢查；反之，應(yīng)該采取其他方法另行檢查。目前潮汕地區(qū)主要依據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定，按樁總數(shù)的一定比例采取小應(yīng)變動測的檢測方法，對樁身的完整性進(jìn)行檢測。 2.樁頂標(biāo)高及偏位情況的檢查 基礎(chǔ)開挖后，應(yīng)對樁頂標(biāo)高及樁的偏位情況進(jìn)行測量，并把記錄資料完整地整理一份報送設(shè)計單位，由設(shè)計單位提出方案，解決那些樁頂標(biāo)高低于設(shè)計標(biāo)高以及樁偏位超過規(guī)范要求的情況。而對于那些樁頂標(biāo)高高于設(shè)計標(biāo)高的情況，施工單位應(yīng)用電鋸法截去多余的樁段，而不應(yīng)該用人工敲打的辦法把多余的樁段敲掉，那樣很容易把成樁敲傷。 3.單樁豎向承載力的檢測 目前主要采用靜荷載試驗的方法來檢測成樁的單樁豎向承載力，由設(shè)計單位、質(zhì)監(jiān)部門、施工單位、建設(shè)單位及監(jiān)理單位等有關(guān)部門舉行點樁會議，先取較具代表性的樁進(jìn)行靜荷載試驗。靜荷載檢測時一般用慢速維持荷載法，并要求工程有關(guān)技術(shù)管理人員進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督，詳細(xì)記錄最終沉降量和殘余沉降量等。特別要注意檢測樁機(jī)在進(jìn)場、退場及移動過程中不要碰撞到任何工程樁。 1.4常見質(zhì)量問題分析與處理 1.樁傾斜 插樁初壓即有較大幅度的樁端走位和傾斜。碰到此種情況，很可能在地面下不遠(yuǎn)處有障礙物。處理的措施主要是在壓樁施工前將地面下舊建筑物基礎(chǔ)、塊石等障礙物年底清理干凈。 2.樁尖達(dá)不互設(shè)計深度 靜壓管樁施工時，若發(fā)生個別樁長達(dá)不到設(shè)計深度，其原因可能是： （1）樁尖碰到了局部的較厚夾層或其他硬層。 （2）中斷沉樁時間過長。由于設(shè)備故障或其他特殊原因，致使沉樁過程突然中斷，若延續(xù)時間過長，沉樁阻力增加，使樁無法沉到設(shè)計深度。（3）接樁時，樁尖停留在硬土層內(nèi)，若時間拖長，很可能不能繼續(xù)沉樁。發(fā)生管樁沉不下去時，應(yīng)冷靜分析原因，找出對策才能繼續(xù)施工，切不要盲目加大壓樁力強行沉樁。 3.基坑開挖不當(dāng)引起大面積群樁傾斜 挖土引起其樁的傾斜，直接起因是挖土方法不當(dāng)，將基坑挖得太深或?qū)⑼诔龅耐炼逊旁诨舆吰赂浇?，因而產(chǎn)生側(cè)向壓力；加上淤泥本身的流動性以及土體中未消散的超孔隙水壓力乘機(jī)向開挖方向釋放，加劇了淤泥向開挖方向流動，而管樁對水平力的抵抗能力小，于是隨著土體的位移而向開挖方向傾斜，造成樁頂大量位移。發(fā)生這樣的事故先要進(jìn)行調(diào)查分析，弄清哪些樁報廢，哪些樁還可以用，哪些樁應(yīng)折減其承載力，然后根據(jù)實際情況進(jìn)行補樁。為防止此類工程事故的發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)禁邊壓樁邊開挖；開挖宜在基樁全部完成并至少隔15天后進(jìn)行，挖土宜逐層均勻進(jìn)行，樁周土體高差不宜超過1m；注意保持基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)或邊坡土體的穩(wěn)定；基坑頂部周邊不得堆土或堆放其他重物等。 4.樁身上浮 當(dāng)工程樁較短或樁較密集時較容易發(fā)生樁身上浮的情況，此時采取復(fù)壓是一較有效的被救措施。所謂復(fù)壓指的是已經(jīng)壓好的樁再進(jìn)行靜壓的一種措施。 1.5靜壓管樁施工過程的安全管理 必須根據(jù)安全管理的有關(guān)規(guī)定建立健全項目的各有關(guān)管理制度，在項目內(nèi)部落實安全管理責(zé)任制，建立考核制度，實施獎罰措施，以及前面已提的樁機(jī)資質(zhì)及特種作業(yè)上崗證等必須齊全。除此之外，還必須注意以下幾個事項： 1.起重機(jī)作業(yè)前，應(yīng)對轉(zhuǎn)動部位進(jìn)行潤滑，檢查部件緊固程度，鋼絲繩是否磨損。 2.起重臂下嚴(yán)禁站人，重物停在空中時駕駛員不得離開操作室。3.起重范圍不得超過起重性能規(guī)定的指標(biāo)，起重機(jī)吊樁進(jìn)入夾持機(jī)構(gòu)，壓樁開始之前，必須在起重機(jī)、卷揚機(jī)構(gòu)放松起吊的鋼絲繩、吊鉤脫離后方可壓樁，以免拉斷鋼絲繩和拉彎起重機(jī)吊臂。4.接樁時焊接用的各種氣瓶應(yīng)作標(biāo)識，氣瓶要距離明火點10m以上，氣瓶間距必須大于5m，氣瓶必須加防震圈和防護(hù)帽，氣瓶使用和存放時嚴(yán)禁平放或倒放。 5.停止作業(yè)時，短履需運行到樁機(jī)中間位置，停落在平整地面上，其余油缸回程縮進(jìn)。切斷電源，操作人員方可離開樁機(jī)。 6.施工完畢的樁的樁頭上面要加蓋，以防行人或雜物等掉陷。2.設(shè) 計 任 務(wù)2.1設(shè)計依據(jù)城市環(huán)境要求越來越高，故原來的柴油樁錘等樁機(jī)已經(jīng)不適用現(xiàn)代城市建設(shè)的要求，一種無震動，無噪音的樁機(jī)：靜壓樁機(jī)在現(xiàn)代城市建設(shè)和改造中發(fā)揮了很大的作用。靜壓樁機(jī)的工作原理是在壓樁的過程中，以樁機(jī)本身的重量作為反作用力以克服壓樁過程中樁側(cè)的摩擦力和樁尖反力，而將樁體壓入土體之中。所以靜力壓樁機(jī)在施工時沒有燥音，沒有震動，沒有空氣污染。因此用靜力壓樁機(jī)施工，被稱為“無震動靜力壓樁法”。用靜力壓樁機(jī)施工，不僅具有以上優(yōu)點，而且靜力壓樁機(jī)施工對樁身產(chǎn)生的應(yīng)力減小，可以減少混凝土預(yù)制樁的鋼筋用量，這對降低工程造價具有一定的意義。所以自從靜力壓樁機(jī)誕生以來，已經(jīng)被廣泛運用到軟土地區(qū)的工業(yè)與民用建筑，港灣碼頭，水工圍堰，地鐵等工程的樁基礎(chǔ)施工。但是，靜力壓樁機(jī)也有其一定的弱點，如與沖擊式打樁機(jī)相比，其效率較低，對土地的適應(yīng)性也有一定局限，一般只使用于軟弱地基和一些流體狀態(tài)的黏土或亞黏土地基上的施工。2.2設(shè)計要求 本設(shè)計是完成一種樁基礎(chǔ)施工的設(shè)備，采用液壓靜力將預(yù)制樁分段壓入土中，完成吊樁，壓樁的施工作業(yè)。 它由機(jī)身，壓樁及夾樁機(jī)構(gòu)，起重及升降機(jī)構(gòu)，縱向移動機(jī)構(gòu)，橫向移動機(jī)構(gòu)，液壓及電器控制系統(tǒng)組成。2.3 設(shè)計任務(wù)說明： 本部分由壓樁油缸和立柱組成。預(yù)壓樁力（400噸）選定壓樁液壓缸，根據(jù)其尺寸設(shè)計立柱，經(jīng)過選材，計算和校核。在設(shè)計的過程中，要進(jìn)行總體考慮，與機(jī)身，液壓系統(tǒng)，夾樁機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)互相聯(lián)系。中間要顧及工藝要求如粗糙度，焊接，鍛造工藝等，然后寫出說明書并以圖紙和設(shè)計計算書方式表達(dá)自己的設(shè)計意圖。2.3.1本畢業(yè)論文的主要參數(shù)1.樁機(jī)總重400噸2.壓樁力480噸（考慮到安全系數(shù)）3.壓樁速度2m/min5.回程速度6m/min6.壓樁行程2m7.最大樁直徑550mm550mm8.最小樁直徑300mm300mm3. 壓樁液壓缸的設(shè)計已知：yzdy全液壓壓樁機(jī)壓樁力400 噸，采用四個液壓缸壓樁，預(yù)壓樁力 為400400考慮到安全問題，以每個壓樁液壓缸的壓樁力為120噸 牛 設(shè)額定壓力為p=25mp a=n/p=1.2/25=0.048=48000 所以缸體內(nèi)徑d= 選用250mm 則活塞桿直徑為180mm,缸體外徑為299mm. 采用端部法蘭連接，速度比為 活塞桿直徑為d=d =176.8mm 選用180mm 查機(jī)械設(shè)計手冊選定壓樁液壓缸 為hsg*01-250/180ah-ee具體參數(shù)見下表：缸體內(nèi)徑（mm)250耳環(huán)厚度（mm)缸徑外徑（mm)299耳環(huán)外徑（mm)活塞桿直徑（mm)180液壓缸型號hsg*01-250/180ah-ee3.1液壓缸材料及參數(shù) 液壓缸所采用的材料均為45鋼，其力學(xué)性能如下： 工作中有沖擊，取 規(guī)定穩(wěn)定安全系數(shù)為3.2活塞桿強度活塞桿強度滿足要求3.3壓樁液壓缸的穩(wěn)定性計算液壓缸活塞桿受到的壓力為：n=?；钊麠U橫截面的慣性半徑i=d/4=22因為活塞桿的固定方式為兩端固定，所以壓桿的長度系數(shù)u所以細(xì)長比因為由參考書目查得優(yōu)質(zhì)碳鋼的a和b分別是： 可見活塞桿的柔度由直線公式求出臨界應(yīng)力為： 臨界壓力是： 活塞桿的工作安全系數(shù)為： 所以活塞桿滿足穩(wěn)定性要求。具體結(jié)構(gòu)見圖： 3.4壓樁液壓缸的流量計算壓樁時的速度缸的內(nèi)徑 活塞桿的直徑 則 =47。62l/min回程時 =141.77l/min 4.導(dǎo)向壓樁小車的設(shè)計說明：該導(dǎo)向壓樁小車用于橫梁在機(jī)架上運動時起導(dǎo)向和減緩磨檫的作用。故此，采用銷軸，滾輪，擋圈，襯套等結(jié)構(gòu)與底座通過螺栓和橫粱連接。具體結(jié)構(gòu)見下圖。 5. 壓樁液壓缸周圍與橫梁連接螺栓的計算校核5.1校核法蘭盤與立柱上蓋的連接螺栓采用12個螺栓，金屬墊片1）計算每個螺栓承受的最大工作載荷2）確定螺栓的公稱直徑取螺栓的材料為35鋼，查表得 設(shè)所用螺栓的公稱直徑為首先用簡化計算法算螺栓直徑。查表得安全系數(shù)故簡化計算時螺栓的許用拉伸應(yīng)力為查表得滿足要求符合原假設(shè)故選用m32螺栓3）計算每個螺栓所受的總拉力4）校核最大應(yīng)力 故最大應(yīng)力校核通過。5）校核應(yīng)力幅查手冊得安全系數(shù)螺紋有效應(yīng)力集中系數(shù)（因為螺栓材料為35號鋼，查表得抗拉強度則通過。5.2壓樁液壓缸螺栓的選用液壓缸的體積為： 所以采用6個螺栓，金屬墊片1）計算每個螺栓承受的最大工作載荷2）確定螺栓的公稱直徑取螺栓的材料為35鋼，查表得 設(shè)所用螺栓的公稱直徑為首先用簡化計算法算螺栓直徑。查表得安全系數(shù)查表得滿足要求符合原假設(shè)故選用m12螺栓3）計算每個螺栓所受的總拉力4）校核最大應(yīng)力 故最大應(yīng)力校核通過。5）校核應(yīng)力幅查手冊得安全系數(shù)螺紋有效應(yīng)力集中系數(shù)（因為螺栓材料為35號鋼，查表得抗拉強度則通過。5.3校核立柱上蓋與立柱的連接螺栓采用24個螺栓，金屬墊片1）計算每個螺栓承受的最大工作載荷因為每個立柱下為兩個液壓缸，所以：2）確定螺栓的公稱直徑取螺栓的材料為35鋼，查表得 設(shè)所用螺栓的公稱直徑為首先用簡化計算法算螺栓直徑。查表得安全系數(shù)故簡化計算時螺栓的許用拉伸應(yīng)力為查表得滿足要求符合原假設(shè)故選用m32螺栓3）計算每個螺栓所受的總拉力4）校核最大應(yīng)力 故最大應(yīng)力校核通過。5）校核應(yīng)力幅查手冊得安全系數(shù)螺紋有效應(yīng)力集中系數(shù)（因為螺栓材料為35號鋼，查表得抗拉強度則通過。5.4校核球頭座上連接螺栓。擬每個球頭座上采用8個螺栓，金屬墊片1）計算每個螺栓承受的最大工作載荷因為每個立柱下為兩個液壓缸，所以：2）確定螺栓的公稱直徑取螺栓的材料為35鋼，查表得 設(shè)所用螺栓的公稱直徑為首先用簡化計算法算螺栓直徑。查表得安全系數(shù)故簡化計算時螺栓的許用拉伸應(yīng)力為查表得滿足要求符合原假設(shè)故選用m36螺栓3）計算每個螺栓所受的總拉力4）校核最大應(yīng)力 故最大應(yīng)力校核通過。5）校核應(yīng)力幅查手冊得安全系數(shù)螺紋有效應(yīng)力集中系數(shù)（因為螺栓材料為35號鋼，查表得抗拉強度則通過。6 立柱的設(shè)計6.1立柱的受力分析6.2立柱的設(shè)計取30號鋼因為所以共四根立柱，取每一個立柱的截面為6.3立柱的重量6.3.1四根立柱，每根重6.3.2根橫桿（每面各12根），每根重6.3.3根加強板，每根重所以6.4立柱與橫梁連接的螺栓校核。采用24個螺栓，金屬墊片1）計算每個螺栓承受的最大工作載荷因為每個立柱下為兩個液壓缸，所以：2）確定螺栓的公稱直徑取螺栓的材料為35鋼，查表得 設(shè)所用螺栓的公稱直徑為首先用簡化計算法算螺栓直徑。查表得安全系數(shù)故簡化計算時螺栓的許用拉伸應(yīng)力為查表得滿足要求符合原假設(shè)故選用m32螺栓3）計算每個螺栓所受的總拉力4）校核最大應(yīng)力 故最大應(yīng)力校核通過。5）校核應(yīng)力幅查手冊得安全系數(shù)螺紋有效應(yīng)力集中系數(shù)（因為螺栓材料為35號鋼，查表得抗拉強度則通過。7立柱上蓋的焊縫校核說明：焊縫應(yīng)平整，美觀，焊縫質(zhì)量按等級執(zhí)行。不應(yīng)該有虛焊，脫焊及溶渣等缺陷。焊縫除注明以外，均為雙面角焊縫71加強筋與主板間的焊縫校核焊縫只受拉力作用，最大壓樁力為采用手工電弧焊，本焊縫采用角焊縫焊縫長度為l=250mm 厚度為根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊 因為選用e5003型焊條 所以焊縫校核成功。72主板與支承法蘭間的焊縫校核焊縫只受拉力作用，最大壓樁力為采用手工電弧焊，本焊縫采用角焊縫焊縫長度為l=580mm 厚度為根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊 因為選用e5003型焊條 所以焊縫校核成功。73槽鋼與上下面板之間焊縫的校核 兩條焊縫受壓力，最大壓力為 所以每條焊縫承受的壓力為 采用手工電弧焊，本焊縫采用角焊縫焊縫長度為l=320mm 厚度為根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊 因為選用e5003型焊條 所以焊縫校核成功。8.總結(jié)與展望在土木建筑中，樁基礎(chǔ)是最常用的基礎(chǔ)形式。隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的飛速發(fā)展，樁基礎(chǔ)已從木樁逐漸發(fā)展為鋼筋混凝土樁或鋼樁。樁基礎(chǔ)的施工方法與施工機(jī)械也有了巨大的發(fā)展。樁的類型大體上可分為兩大類：預(yù)制樁和就地灌注樁。預(yù)制樁有預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土方樁、管樁、鋼管樁、h型鋼樁等。主要采用錘擊的方法將其打人土壤中。最早采用的打擊方法是墜錘，此后是蒸汽錘。在20世紀(jì)50年代，最大的蒸汽錘為6t，可用來錘擊550mm的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁。20世紀(jì)60年代南京長江大橋建設(shè)時，使用了6t和8t的蒸汽錘。隨著柴油錘的日臻成熟與推廣使用，蒸汽錘已基本被淘汰。近幾十年來國外柴油錘與振動樁錘有了長足的發(fā)展。目前國內(nèi)使用的大型進(jìn)口柴油錘主要有德國德馬克、日本三菱和神鋼的產(chǎn)品。上海工程機(jī)械廠自1992年與德馬克公司合作生產(chǎn)d10型10t柴油錘，將國產(chǎn)柴油錘的級別與質(zhì)量提到了一個新的高度。與進(jìn)口柴油錘相比，國產(chǎn)柴油錘的質(zhì)量較差，主要反映在活塞環(huán)材質(zhì)及熱處理工藝和氣缸材質(zhì)方面，因此國產(chǎn)柴油錘的返修率較高，實際利用率較低。在武漢大橋建設(shè)時期，我國試制了蘇制b型振動樁錘，成為當(dāng)時激振力最大的振動樁錘。20世紀(jì)60年代，為南京長江大橋3.6m預(yù)應(yīng)力混凝土管柱下沉，又研制了大型振動樁錘中250型。激振力可達(dá)2500kn。此后許多年，國內(nèi)振動樁錘的研制工作基本停步不前。近十多年來，由于石油工程及橋梁工程的需要，大型振動樁錘的研制有了新的發(fā)展最引人注目的是北京建筑機(jī)械綜合研究所與浙江振中機(jī)械廠聯(lián)合研制的dzj系列振動樁錘，這類振動樁錘的最大激振力已達(dá)1800kn，電機(jī)功率為240kw。它們由于采用了偏心力矩液壓調(diào)整裝置，使起動力矩為零，采用星-三角起動，對電網(wǎng)的沖擊很小，深受用戶的歡迎。國外振動樁錘主要向液壓振動樁錘的方向發(fā)展。例如美國的ice系列，德國的mgf系列，最大的振錘激振力已達(dá)2500kn，發(fā)動機(jī)功率為1100kw。液壓振錘由于可以改變振動頻率，可使振錘適應(yīng)樁-土壤體系的振動頻率，使樁與土壤產(chǎn)生共振，加大振幅，使沉樁速度加快。液壓振動樁錘是今后大型樁錘的主要發(fā)展方向。用柴油錘和振動樁錘沉樁會產(chǎn)生相當(dāng)大的噪聲，在城市居民密集區(qū)施工時對環(huán)境影響極大，目前世界各國都在環(huán)保法中規(guī)定了噪聲污染的限度，限制在城市中心地帶使用柴油錘與振動樁錘。為此，近年來液壓錘與靜壓樁機(jī)悄然興起。液壓錘從工作原理上說與蒸汽錘大致相仿，但速度要大于蒸汽錘。它沒有蒸汽錘排放蒸汽時產(chǎn)生的刺耳的嘯叫聲，噪聲指數(shù)較低。目前，國內(nèi)市場上已有上海工程機(jī)械廠與日本聯(lián)合生產(chǎn)的液壓錘。靜壓樁機(jī)使用液壓油頂，將樁壓人土壤中，工作過程基本無噪聲，最近常用于大中城市中心地區(qū)沉樁作業(yè)。國內(nèi)目前最大的靜壓樁機(jī)為上海造船廠生產(chǎn)的6000kn靜壓樁機(jī)。隨著新技術(shù)新設(shè)備的發(fā)展，就地灌注樁最近幾十年得到了飛速發(fā)展，已成為樁基礎(chǔ)的主要形式。國外灌注樁機(jī)械的發(fā)展是從螺旋鉆開始的，隨著建筑工程不斷發(fā)展的需要，鉆孔直徑與深度的增加，新的施工方法不斷涌現(xiàn)，大口徑的鉆孔機(jī)逐步發(fā)展并成熟起來。目前，應(yīng)用較廣的有反循環(huán)鉆機(jī)、套管鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)斗鉆機(jī)、螺旋鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)、潛水沖擊錘等。 我國從20世紀(jì)60年代開始研制循環(huán)鉆機(jī)。第一代工程鉆機(jī)紅星鉆機(jī)于1968年問世，首次用于沈山線遼河大橋新建工程。以后逐步發(fā)展成小通孔、大通孔、bdm-4型鉆機(jī)。隨著大型橋梁樁基礎(chǔ)的需要，像bdm-4型轉(zhuǎn)矩為80knm的鉆機(jī)已不能完成25-30m孔的鉆巖作業(yè)。20世紀(jì)90年代，國內(nèi)幾家大型鉆機(jī)生產(chǎn)廠先后研制成轉(zhuǎn)矩為200knm的液壓動力頭鉆機(jī)，投入使用后得到好評