阅读说明：本技术 一种桅杆前翻型打桩机 (Mast forward-turning type pile driver ) 是由 刘玉霞 覃波 刘振姬 闻卫东 段国平 杨路 于 2020-12-08 设计创作，主要内容包括：一种桅杆前翻型打桩机,包括桅杆、支撑架、滑架、变幅机构、机架、夹桩器和控制机构；滑槽设置在桅杆背面；桅杆与机架铰接；来自外部的打桩锤置于桅杆正面的二个主弦杆上；滑架置于桅杆背面的滑槽内；变幅机构设置于滑架与机架之间；变幅绳从变幅卷扬机上引出、依次穿过下滑轮组、上滑轮组,变幅机构的上滑轮组、支撑架的上端调节油缸活塞杆同时与滑架耳座连接；支撑架下端与机架铰接连接；控制机构操纵变幅机构收紧变幅绳,向下拉动滑架,使其沿着桅杆的滑槽下移,桅杆绕机架向前翻转,调节油缸助推滑架顶撑桅杆。本发明桅杆前翻型打桩机适应移动式架桥机进行预制桩沉桩施工,操作方便和安全性能高,进一步拓展其施工应用范围。(A mast forward-turning pile driver comprises a mast, a support frame, a sliding frame, an amplitude-changing mechanism, a frame, a pile gripper and a control mechanism; the sliding chute is arranged on the back of the mast; the mast is hinged with the frame; the external pile driving hammer is arranged on the two main chords on the front surface of the mast; the sliding frame is arranged in the sliding groove on the back surface of the mast; the amplitude variation mechanism is arranged between the sliding frame and the frame; the amplitude-variable rope is led out from the amplitude-variable winch and sequentially passes through the lower pulley block and the upper pulley block, and an upper pulley block of the amplitude-variable mechanism and an upper end adjusting oil cylinder piston rod of the support frame are simultaneously connected with the carriage lug seat; the lower end of the supporting frame is hinged with the frame; the control mechanism operates the amplitude variation mechanism to tighten the amplitude variation rope, the sliding frame is pulled downwards to move downwards along the sliding groove of the mast, the mast turns forwards around the rack, and the adjusting oil cylinder boosts the sliding frame to prop against the mast. The mast forward-turning pile driver is suitable for the movable bridge girder erection machine to carry out precast pile sinking construction, is convenient to operate and high in safety performance, and further expands the construction application range.)

一种桅杆前翻型打桩机

技术领域

本发明涉及一种建筑机械设备技术领域，具体涉及一种桅杆前翻型打桩机，应用于移动式架桥机进行高架桥梁的桩基础施工。

背景技术

随着我国经济的发展,国家在基础设施建设方面的投入越来越大。高速公路、高速铁路和高架道路作为交通工程的重要组成部分,近些年规模逐渐扩大,开工建设数量不断增多。现有技术中高速公路、高速铁路和高架道路修建过程中涉及桥梁工程施工时,通常采用架桥机在完成桩基础上移动铺设预制梁板。这样,既能提升高速公路桥梁架设施工的机械化水平,又能加快项目施工的总体进度。目前市场上多数架桥机主要是用来在完成的梁柱之间铺设预制梁板、实现桥面或路面的贯通。桥梁工程的桩基础一般采用预制桩锤击沉入和钻孔灌注桩施工方法，预制桩施工采用由柴油打桩锤或者液压打桩锤锤击沉入形成桩基础，而灌注钻孔桩则采用螺旋钻机就地钻掘成孔、插入钢筋笼、灌注混凝土水泥固化后而成桩基础，这样，施工过程中需要配置打桩机或者钻孔机，以及诸多大型起重吊运设备和驳运车辆，大幅度增加施工工程费用，给施工管理、设备管理和施工进程带来较大不变因素。因此，桥梁工程施工需要一种多功能架桥机施工，除具备架桥机应有的操作功能以外，还可以通过配置能够完成沉桩施工的打桩机，要求打桩机的桅杆能够适应前翻竖直和后仰放下作业，满足预制桩沉桩施工需要，从而拓展其施工应用范围，提高架桥机的适应能力，达到多功能、适应性强和灵活机动等技术性能，特别在自然保护区、滩涂或者城市建成区进行桥梁架设，因环保要求高或空间受限和不具备搭设施工便道的条件时，可以不必修建栈桥和铺设混凝土板，有效避免施工过程中对环境的破坏，从而对生态环境进行有效的保护。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有架桥机存在的缺点，提供一种适应架桥机进行预制桩沉桩施工、操作方便和安全性能高的桅杆前翻型打桩机，通过安装于现有架桥机内侧达到移动打桩作业要求，实现桩基施打、盖梁和箱梁架设的一体作业，进一步拓展架桥机的施工应用范围，达到多功能、适应性强，有效提高施工作业效率。

为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：

一种桅杆前翻型打桩机，包括桅杆、支撑架、滑架、变幅机构、机架、夹桩器和控制机构；其中：

桅杆包括多个桅杆单元、位于桅杆背面的滑槽、第一铰接座和位于桅杆端部的顶部滑轮架，其中，桅杆单元包括四个主弦杆、位于其左、右和背面的多个横腹杆和斜腹杆、以及横筋板；

支撑架包括撑架臂、位于撑架臂上端部的调节油缸和撑架臂下端部的下端接叉；

滑架包括滑架体、位于滑架体外端面的滑架耳座；

变幅机构包括变幅卷扬机、下滑轮组、上滑轮组和变幅绳；

机架包括架体、上耳座和下耳座；

夹桩器包括具有上轴座、半轴盖和下耳板的抱桩座、具有臂耳板、隔圈和多个导向块的夹持臂以及夹持油缸；

其特征在于：

所述机架为焊接结构，固装于外部移动式架桥机的二个左右移动臂架之间的安装位置；所述上耳座位于架体的左侧上端部，所述下耳座有二个，分别位于架体的右侧下底部；

所述桅杆由多个桅杆单元对接而成；所述桅杆单元为半开式桁架构体；所述四个主弦杆沿桅杆单元的垂直方向设置在其四个角上；所述横腹杆分别在桅杆单元的左、右和背面的二个主弦杆之间等距离间隔设置；所述斜腹杆分别在二个主弦杆和二个横腹杆之间形成的区域内斜向设置；所述横筋板沿桅杆单元的垂直方向间隔设置在其内腔，它们的两端分别固定焊接在桅杆单元的左立面和背立面内侧的横腹杆、以及右立面和背立面内侧的横腹杆；所述桅杆单元的四个主弦杆的上、下端部分别设有端部封板，其中二个端部封板上分别设置封板插板，另外二个端部封板上分别设置封板耳座；所述上方的一个桅杆单元通过其四个主弦杆下端部的二个封板插板和二个封板耳座分别插入下方的一个桅杆单元的四个主弦杆上端部的二个封板耳座和封板插板，通过销轴锁定后形成桅杆；

所述滑槽沿桅杆的垂直方向设置在其背面，它通过二个长槽钢固装于若干桅杆单元对接而成的上部桅杆的背面；所述二个长槽钢的缺口相对、互为平行地布置；

所述滑架置于桅杆的滑槽内；所述滑架耳座沿滑架体的长度方向设置于它的外端面；

所述变幅机构上滑轮组的支座和支撑架的调节油缸端部节叉置于滑架的滑架耳座枢轴连接，推动滑架在滑槽的二个长槽钢的内缺口上下滑移，完成桅杆的前翻竖直和后仰放下；

所述变幅机构设置于滑架与机架之间；所述变幅卷扬机设置于移动式架桥机的移动臂架上的安装位置；所述变幅机构的上滑轮组的支座和支撑架的调节油缸的活塞杆接叉同时置于滑架的滑架耳座后通过销轴枢轴连接；所述下滑轮组安装于机架的架体的上端面前部；所述变幅绳从变幅卷扬机上引出、依次穿过下滑轮组和上滑轮组；

所述滑架在滑槽的二个长槽钢的内缺口上下滑移，完成桅杆的前翻竖直和后仰放下；

所述支撑架的撑架臂为矩形变截面的桁架结构体；所述调节油缸的缸筒端与支撑架固装；所述支撑架的下端接叉有二个，沿撑架臂的下端部对称设置，它们分别置于机架后端的二个下耳座后通过销轴与机架铰接连接；

所述桅杆通过桅杆单元背面的第一铰接座置于机架的上耳座后通过销轴与机架铰接连接；

来自外部的打桩锤通过其导向板置于所述桅杆的桅杆单元正面的二个主弦杆上后部分位于桅杆的内腔，由外部吊锤卷扬机引出钢丝绳绕过顶部滑轮架和索具后牢固连接外该外部打桩锤，并在桅杆的内腔提升和下放；

所述夹桩器有二个，分别设置于桅杆的下部桅杆单元处；所述夹桩器的夹桩座通过螺钉分别固装于下部桅杆单元的正面的二个主弦杆上；所述上轴座具有半圆通孔，沿抱桩座的中心对称设置于其正面上方的左右二侧；所述半轴盖具有半圆孔，固装于各个上轴座上；所述半轴盖固装于上轴座上后，所述半圆通孔和半圆孔对接形成轴座通孔；所述夹持臂为U型结构；所述导向块分别设置于夹持臂的二个伸出端头部和内弧面处；所述臂耳板垂直设置于夹持臂的底部中心处；所述隔圈分别对称设置于夹持臂的底部外圈上；所述夹持臂通过底部外圈置于夹桩座的二个上轴座的半圆通孔内，所述二个隔圈分别位于夹桩座的二个上轴座的外侧，所述上轴座分别固装于半轴盖上；所述夹持夹持油缸的缸筒耳座与抱桩座的下耳板铰接，它的活塞杆接叉与夹持臂的臂耳板铰接；这样，所述夹持臂借助于夹持夹持油缸的收缩伸展在轴座通孔内旋转，实现夹持臂的上翻和放下动作；

所述控制机构操纵变幅机构的变幅卷扬机收紧变幅绳，通过上滑轮组向下拉动滑架，使滑架沿着桅杆背面的滑槽向下滑移，这样，所述桅杆绕机架的上耳座向前翻转，所述支撑架随滑架下移过程中其下端接叉绕机架的下耳座转动，所述调节油缸助推滑架并始终顶撑桅杆；当所述桅杆及其锁定其正面的二个主弦杆上的外部打桩锤和预制桩向前转至与水平面成75°-80°时，通过控制机构操纵变幅机构的变幅卷扬机停止收紧变幅绳，用销轴将滑架与桅杆锁定；继续操纵支撑架的调节油缸，伸出活塞杆顶推滑架和桅杆直到桅杆完全处于垂直状态，这样，桅杆前翻型打桩机进入待工作状态。

本发明可以是，所述滑架与桅杆的滑槽二个相对的长槽钢的缺口之间的配合间隙为1.0-2.0mm。

本发明还可以是，所述桅杆的前后垂直度由支撑架的调节油缸调整，其左右垂直度由外部移动式架桥机的操纵机构调整。

本发明还可以是，所述滑槽的上端和下端均设有限位块。

本发明还可以是，所述滑架的左右二端部均设有包括二块第一耐磨垫和一块第二耐磨垫的耐磨板组合，它们均采用球墨铸铁材质制作。

本发明还可以是，所述变幅机构的变幅卷扬机有二组，分别设置于外部移动式架桥机的左右二个移动臂架上的安装位置，它们分别引出变幅绳连接到变幅机构的下滑轮组、上滑轮组。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明桅杆前翻型打桩机作进一步描述：

图1是本发明桅杆前翻型打桩机处于水平位置时的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明中桅杆前翻转至垂直状态时的示意图；

图4是图3的左视图；

图5是图3的右视图；

图6是图3的仰视图；

图7为本发明中桅杆单元的结构示意图；

图8为图7的左视图；

图9为图7的右视图；

图10为图7的俯视图；

图11为图7的仰视图；

图12图4中A部局部放大图；

图13是图12的俯视图；

图14是图12的左视图局部；

图15为本发明中夹桩器的夹持臂向上翻起的结构示意图；

图16是图15的俯视图；

图17是图15的左视图局部

图18是图16中A-A向局部剖视图。

具体实施方式

如图1-18所示，一种桅杆前翻型打桩机，包括桅杆1、支撑架2、滑架3、变幅机构4、机架6、夹桩器7和控制机构；桅杆1包括多个桅杆单元10、位于桅杆背面的滑槽12、第一铰接座13和位于桅杆端部的顶部滑轮架14，其中，桅杆单元10包括四个主弦杆101、位于其左、右和背面的多个横腹杆102和斜腹杆103、以及横筋板104；支撑架2包括撑架臂20、位于撑架臂上端部的调节油缸21和撑架臂下端部的下端接叉22；滑架3包括滑架体30、位于滑架体下端面的滑架耳座31；变幅机构4包括变幅卷扬机41、下滑轮组42、上滑轮组43和变幅绳44；机架6包括架体60、上耳座63和下耳座62；夹桩器7包括具有上轴座701、半轴盖702和下耳板703的抱桩座70、具有臂耳板711、隔圈714和多个导向块713的夹持臂71以及夹持油缸72；其中：

所述机架6为焊接结构，固装于外部移动式架桥机的二个左右移动臂架之间的安装位置；所述上耳座63位于架体60的左侧上端部，所述下耳座62有二个，分别位于架体60的右侧下底部。

所述桅杆1由多个桅杆单元10对接而成；所述桅杆单元10为半开式桁架构体；所述四个主弦杆101沿桅杆单元10的垂直方向设置在其四个角上；所述横腹杆102分别在桅杆单元10的左、右和背面的二个主弦杆101之间等距离间隔设置；所述斜腹杆103分别在二个主弦杆101和二个横腹杆102之间形成的区域内斜向设置；所述横筋板104沿桅杆单元10的垂直方向间隔设置在其内腔，它们的两端分别固定焊接在桅杆单元10的左立面和背立面内侧的横腹杆102、以及右立面和背立面内侧的横腹杆102；所述桅杆单元10的四个主弦杆101的上、下端部分别设有端部封板1011，其中二个端部封板1011上分别设置封板插板1012，另外二个端部封板1011上分别设置封板耳座1013；所述上方的一个桅杆单元10通过其四个主弦杆101下端部的二个封板插板1012和二个封板耳座1013分别插入下方的一个桅杆单元10的四个主弦杆101上端部的二个封板耳座1013和封板插板1012，通过销轴锁定后形成桅杆1。

所述滑槽12沿桅杆1的垂直方向设置在其背面，它通过二个长槽钢121固装于若干桅杆单元10对接而成的上部桅杆1的背面；所述二个长槽钢121的缺口相对、互为平行地布置。所述滑槽12的上端和下端均设有限位块。这样，可有效防止滑架在变幅油缸的收缩和顶升过程中串出翻转型打桩架的立柱滑槽，避免出现设备安全事故，保证打桩架运行稳定、安全可靠。

所述滑架3置于滑槽12内；所述滑架耳座31沿滑架体30的长度方向设置于它的外端面；所述变幅机构4的上滑轮组43的支座431和支撑架2的调节油缸21端部节叉置于滑架3的滑架耳座31枢轴连接，推动滑架3在滑槽12的二个长槽钢121的内缺口上下滑移，完成桅杆1的前翻竖直和后仰放下。所述滑架3与桅杆1的滑槽12二个相对的长槽钢121的缺口之间的配合间隙为1.0-2.0mm。所述滑架3的左右二端部均设有包括二块第一耐磨垫331和一块第二耐磨垫332的耐磨板组合33，它们均采用球墨铸铁材质制作。由于球墨铸铁材质具有较好的自润滑作用，有效保证滑架在滑槽内轻松滑移；此外，当耐磨垫板出现超过磨损极限要求时，可方便地通过拆卸更换方式，保证滑架运行满足技术要求，确保打桩架的桅杆组合进行前翻竖直和后仰放下作业。

所述变幅机构4设置于滑架3与机架6之间；所述变幅卷扬机41设置于移动式架桥机的移动臂架上的安装位置；所述变幅机构4的上滑轮组43的支座431和支撑架2的调节油缸21的活塞杆接叉同时置于滑架3的滑架耳座31后通过销轴枢轴连接；所述下滑轮组42安装于机架6的架体60的上端面前部；所述变幅绳44从变幅卷扬机41上引出、依次穿过下滑轮组42和上滑轮组43；所述变幅机构4的变幅卷扬机41有二组，分别设置于外部移动式架桥机的左右二个移动臂架上的安装位置，它们分别引出变幅绳44连接到变幅机构4的下滑轮组42、上滑轮组43。这样，有效提高变幅机构的承载力，提升桅杆前翻竖直和后仰放下的速度，进一步改善变幅机构的作业效率。

所述支撑架2的撑架臂20为矩形变截面的桁架结构体；所述调节油缸21的缸筒端与支撑架2固装；所述支撑架2的下端接叉22有二个，沿撑架臂20的下端部对称设置，它们分别置于机架6后端的二个下耳座62后通过销轴与机架6铰接连接。

所述桅杆1通过桅杆单元10背面的第一铰接座13置于机架6的上耳座63后通过销轴与机架6铰接连接。这样，可满足桅杆绕机架进行前翻竖直和向后放下的操作，达到打桩架的技术性能要求。

来自外部的打桩锤通过其导向板置于所述桅杆1的桅杆单元10正面的二个主弦杆101上后位于桅杆1的内腔，由外部吊锤卷扬机引出钢丝绳绕过顶部滑轮架14和索具后牢固连接该外部打桩锤，并在桅杆1的内腔提升和下放。

所述夹桩器7有二个，分别设置于桅杆1的下部桅杆单元10处；所述夹桩器7的夹桩座70通过螺钉分别固装于下部桅杆单元10的正面的二个主弦杆101上；所述上轴座701具有半圆通孔7011，沿抱桩座70的中心对称设置于其正面上方的左右二侧；所述半轴盖702具有半圆孔7021，固装于各个上轴座701上；所述半轴盖702固装于上轴座701上后，所述半圆通孔7011和半圆孔7021对接形成轴座通孔704；所述夹持臂71为U型结构；所述导向块713分别设置于夹持臂71的二个伸出端头部和内弧面处；所述臂耳板711垂直设置于夹持臂71的底部中心处；所述隔圈714分别对称设置于夹持臂71的底部外圈712上；所述夹持臂71通过底部外圈712置于夹桩座70的二个上轴座701的半圆通孔7011内，所述二个隔圈714分别位于夹桩座70的二个上轴座701的外侧，所述上轴座701分别固装于半轴盖702上；所述夹持夹持油缸72的缸筒耳座721与抱桩座70的下耳板703铰接，它的活塞杆接叉722与夹持臂71的臂耳板711铰接；这样，所述夹持臂71借助于夹持夹持油缸72的收缩伸展在轴座通孔704内旋转，实现夹持臂71的上翻和放下动作。所述夹桩器7放下时，U型臂71的头部和内侧设的多个导向块713支承于预制桩的外圆周面上，便于预制桩锤击沉入的导向。

所述控制机构操纵变幅机构4的变幅卷扬机41收紧变幅绳44，通过上滑轮组43向下拉动滑架3，使滑架3沿着桅杆1背面的滑槽12向下滑移，这样，所述桅杆1绕机架6的上耳座63向前翻转，所述支撑架2随滑架3下移过程中其下端接叉22绕机架6的下耳座62转动，所述调节油缸21助推滑架3并始终顶撑桅杆1；当所述桅杆1及其锁定其正面的二个主弦杆101上的外部打桩锤和预制桩向前转至与水平面成75°-80°度时，通过控制机构操纵变幅机构4的变幅卷扬机41停止收紧变幅绳44，用销轴将滑架3与桅杆1锁定；继续操纵支撑架2的调节油缸21，伸出活塞杆顶推滑架3和桅杆1直到桅杆1完全处于垂直状态。此时，桅杆前翻型打桩机进入待工作状态。

所述桅杆1的前后垂直度由支撑架2的调节油缸21调整，其左右垂直度由外部移动式架桥机的操纵机构调整。这样，可达到桅杆实现前倾/后倾、左倾/右倾的操作功能，满足打桩机进行倾斜预制桩的施工作业，从而进一步提高打桩机的作业性能。

本发明桅杆前翻型打桩机，通过安装于现有架桥机内侧达到移动打桩作业要求，通过操纵变幅机构使位于打桩机前端的桅杆进行前翻竖直和后仰放下作业，适应移动式架桥机进行预制桩沉桩施工，在自然保护区、滩涂或者城市建成区进行桥梁架设实现桩基施打、盖梁和箱梁架设的一体作业，拓展移动式架桥机的施工应用范围，达到多功能、适应性强，进一步有效提高施工作业效率。