震動擴孔器及校正變形鋼護筒的方法
2023-12-09 20:48:31 2
專利名稱：震動擴孔器及校正變形鋼護筒的方法
技術領域：
本發明涉及一種橋梁基礎的建造方法，尤其涉及一種將已打入水下的變形鋼護筒 內徑復圓的施工方法，還涉及用於施工的震動擴孔器，屬於水工工程技術領域。
背景技術：
在大中型橋梁建設時，橋墩施工一般位於深水區域，橋墩基礎採用大直徑鑽孔灌 注樁，鑽孔灌注鋼護筒往往採用震動錘將鋼護筒底部打入水底下進行沉樁。在鋼護筒底 部沉入水底下的過程中會對鋼護筒產生較大的側向震動，由於對護筒的非軸向震動難以估 計，震動造成的鋼護筒變形在其底部入土後已不可能恢復，同時由於剛度的變化，其變形會 逐步加劇，導致變形後鋼護筒無法進行鑽孔施工。必須對變形後的護筒進行擴孔復圓處理， 才能進行下道工序的施工。現有的校正鋼護筒變形的施工方法主要有如下三種1、採用水下切割鋼護筒變形部位或抽水後切割鋼護筒變形部位。2、將打下的鋼護筒拔出修正、加固後重新沉放。3、用特製鑽頭將變形部分的鋼護筒磨除。以上三種方法雖然可行，但均存在著功效低、施工成本高的缺陷。
發明內容
本發明的目的是提供一種簡單方便、施工成本較低、用於處理已沉樁的鋼護筒變 形部位擴孔復圓的施工方法，以及用於該施工方法的震動擴孔器，採用這種方法和震動擴 孔器能大幅度提高施工效率，降低施工成本。本發明通過以下技術方案予以實現一種震動擴孔器，包括導向筒、數根斜杆、數根撐杆、滑框、數個油缸，所述數根斜 杆成對地均布在導向筒下部的外周面上，斜杆下端與導向筒下端鉸接，斜杆上端與撐杆一 端鉸接，撐杆另一端與滑框一邊鉸接，滑框套在導向筒上，數個油缸和數個支撐座均布在導 向筒中部的外周上，油缸一端固定在導向筒中部外周的支撐座上，油缸另一端與滑框上側 鉸接，所述滑框下側還分別設有數個滑框限位板；油缸活塞杆外伸到位時，數根斜杆成傘狀 展開，此時兩相對斜杆下端的最大直徑D大於鋼護筒內徑90 110mm。本發明的目的還可以通過以下技術措施來進一步實現。前述的震動擴孔器，其中所述斜杆、滑框、撐杆均用型鋼製成，所述斜杆兩端分別 設有兩個上鉸耳座、兩個下鉸耳座，所述兩個下鉸耳座通過弧形傘面板固定連接；擴孔時， 所述弧形傘面板擠壓鋼護筒。所述滑框四周分別設有用於連接撐杆的滑框鉸耳座，所述滑 框下側分別設有用於連接油缸活塞杆的油缸鉸耳座。所述導向筒分節加工，採用端面法蘭 連接，導向筒直徑為鋼護筒內徑的1/3 2/5。一種校正變形鋼護筒的方法，包括以下步驟(1)清理鋼護筒內徑
用鑽機清理鋼護筒內孔，根據實際情況，換用不同直徑的鑽頭清理鋼護筒內孔，除 全部清除鋼護筒內的泥土外，還應將鋼護筒底部往下清理出不小於2m的深度；(2)測孔由潛水員水下測量鋼護筒的變形情況，並進行數據整理，掌握鋼護筒變形的具體 情況，制定正確的擴孔方案；(3)拼裝震動擴孔器按照鋼護筒的深度，通過端面法蘭連接導向筒，拼裝震動擴孔器，並通過驅動油缸 活塞杆外伸，使震動擴孔器處於張開狀態；(4)擴孔吊起震動擴孔器放入變形鋼護筒內孔中，根據測孔數據，並通過試放確定鋼護筒 變形的方向；將震動錘安放在導杆上，開動震動錘擴孔；弧形傘面板擠壓鋼護筒達到復圓 要求，完成擴孔後驅動油缸活塞杆縮回，弧形傘面板與鋼護筒內孔脫離接觸，將震動擴孔器 吊出鋼護筒內孔，完成變形鋼護筒內孔的擴孔。本發明的震動擴孔器可預先在鋼結構加工廠加工製作，現場組合拼裝，工作效率 高、使用方便。本發明的對變形鋼護筒內孔震動擴孔方法，利用在震動錘的震動力作用下鋼 護筒周邊泥土容易液化的原理，減少土體作用在鋼護筒上的壓力，從而使得鋼護筒在震動 擴孔器向外的弧形傘面板震動力作用下復圓。本發明通過操作液壓缸使傘形震動擴孔器張 開或收縮，張開時用於對鋼護筒內孔擴孔，收縮時便於上提本發明的震動擴孔器。本發明利 用震動擴孔器張開時形成的斜杆、撐杆、導向筒的穩定楔形結構，將油缸的垂直向下作用力 轉化為弧形傘面板水平向外力，在震動錘的震動力作用下保持弧形傘面板水平的向外力， 達到對鋼護筒內孔擴孔的目的。本發明的工效為現有技術的12倍，大大縮短了施工周期， 顯著降低了施工成本。本發明的震動擴孔器可根據不同沉樁的具體要求反覆組裝使用，使 用成本較低。本發明的優點和特點，將通過下面優選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋， 這些實施例，是參照附圖僅作為例子給出的。
圖1是本發明的震動擴孔器收縮狀態結構示意圖；圖2是本發明的震動擴孔器張開狀態結構示意圖；圖3是圖2的A向放大視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。如圖1 圖3所示，本發明的震動擴孔器包括導向筒1、8根斜杆2、4根撐杆3、滑 框4、4個油缸5，8根斜杆2兩兩成對地均布在導向筒1下部的外周面上。斜杆2兩端分別 設有上鉸耳座21、下鉸耳座22，所述兩個下鉸耳座22與弧形傘面板6焊接成一體，弧形傘 面板6採用28 34mm鋼板彎曲而成，下側焊有筋板61，以提高弧形傘面板6的強度。斜 杆2下端的下鉸耳座22與導向筒1下端通過下銷軸7鉸接，斜杆2上端上鉸耳座21與撐 杆3 —端通過上銷軸8鉸接，撐杆3另一端與滑框4 一邊上的撐杆耳板座10通過撐杆銷軸9鉸接。滑框4套在導向筒1上，本實施例的滑框4為型鋼焊成的鋼結構件。4個油缸5和 4個支撐座10均布在滑框4和導向筒1中部的外周面上，油缸5 —端固定在導向筒1中部 外周的支撐座101上，油缸5另一端活塞杆端頭通過油缸鉸接銷51與滑框4上側的油缸鉸 耳座41鉸接。滑框4下側還分別設有數個滑框限位板102，滑框限位板102分別焊在導向 筒1與油缸5對應的位置上，滑框4下行到位時，其邊框分別抵靠在限位板101上。油缸5 活塞杆外伸到位時，8根斜杆2成傘狀展開，此時兩相對斜杆2下端的最大直徑D大於鋼護 筒內徑90 110mm，擴孔時，弧形傘面板擠壓鋼護筒1變形的內徑。確保鋼護筒1內徑能復 圓。本發明的校正變形鋼護筒的方法，包括以下步驟(1)清理鋼護筒內徑用鑽機清理鋼護筒內孔，根據實際情況，換用不同直徑的鑽頭清理鋼護筒內孔，除 全部清除鋼護筒內的泥土外，還應將鋼護筒底部往下清理出不小於2m的深度，確保以後的 灌注基樁達到要求。(2)測孔由潛水員水下測量鋼護筒的變形情況，並進行數據整理，掌握鋼護筒變形的具體 情況，制定正確的擴孔方案。(3)拼裝震動擴孔器按照鋼護筒的深度，通過端面法蘭連接導向筒，拼裝震動擴孔器，並通過驅動油缸 5的活塞杆外伸，使震動擴孔器處於張開狀態。(4)擴孔吊起震動擴孔器放入變形鋼護筒內孔中，根據測孔數據，並通過試放確定鋼護筒 變形的方向；將震動錘安放在導杆上，開動震動錘擴孔；弧形傘面板6擠壓鋼護筒達到復圓 要求，完成擴孔後驅動油缸5的活塞杆縮回，弧形傘面板6與鋼護筒內孔脫離接觸，將震動 擴孔器吊出鋼護筒內孔，完成變形鋼護筒內孔的擴孔。本發明利用震動擴孔器張開時形成的斜杆2、撐杆3、導向筒1形成的穩定的楔形 結構，將油缸5的豎向向下力轉化為弧形傘面板6的水平向外力，在震動錘的震動力作用下 保持弧形傘面板6水平的向外力，擠壓變形的變形鋼護筒內孔，達到對鋼護筒內孔擴孔的 目的。本發明利用在震動錘的震動力作用下鋼護筒周邊泥土容易液化的原理，減少土體作 用在鋼護筒上的壓力，從而使得鋼護筒在弧形傘面板6向外的震動力作用下復圓。除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式，凡採用等同替換或等效變換形 成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍內。
權利要求
一種震動擴孔器，其特徵在於包括導向筒、數根斜杆、數根撐杆、滑框、數個油缸，所述數根斜杆成對地均布在導向筒下部的外周上，斜杆下端與導向筒下端鉸接，斜杆上端與撐杆一端鉸接，撐杆另一端與滑框一邊鉸接，滑框套在導向筒上，數個油缸和數個支撐座均布在導向筒中部的外周面上，油缸一端固定在導向筒中部外周的支撐座上，油缸另一端與滑框上側鉸接；所述滑框下側還分別設有數個滑框限位板；油缸活塞杆外伸到位時，數根斜杆成傘狀展開，此時兩相對斜杆下端的最大直徑D大於鋼護筒內徑90～110mm。
2.根據權利要求1所述的震動擴孔器，其特徵在於所述斜杆、滑框、撐杆均用型鋼製 成，所述斜杆兩端分別設有兩個上鉸耳座、兩個下鉸耳座，所述兩個下鉸耳座通過弧形傘面 板固定連接；擴孔時，所述弧形傘面板擠壓鋼護筒變形內徑。
3.根據權利要求1所述的震動擴孔器，其特徵在於所述滑框四周分別設有用於連接 撐杆的滑框鉸耳座，所述滑框下側分別設有用於連接油缸活塞杆的油缸鉸耳座。
4.根據權利要求1所述的震動擴孔器，其特徵在於所述導向筒分節加工，採用端面法 蘭連接；導向筒直徑為樁基鋼護筒內徑的1/3 2/5。
5.一種使用如權利要求1所述的震動擴孔器校正變形鋼護筒的方法，其特徵在於包 括以下步驟(1)清理鋼護筒內徑用鑽機清理鋼護筒內孔，根據實際情況，換用不同直徑的鑽頭清理鋼護筒內孔，除全部 清除鋼護筒內的泥土外，還應將鋼護筒底部往下清理出不小於2m的深度；(2)測孔由潛水員水下測量鋼護筒的變形情況，並進行數據整理，掌握鋼護筒變形的具體情況， 制定正確的擴孔方案；(3)拼裝震動擴孔器按照鋼護筒的深度，通過端面法蘭連接導向筒，拼裝震動擴孔器，並通過驅動油缸活塞 杆外伸，使震動擴孔器處於張開狀態；(4)擴孔吊起震動擴孔器放入變形鋼護筒內孔中，根據測孔數據，並通過試放確定鋼護筒變形 的方向；將震動錘安放在導杆上，開動震動錘擴孔；弧形傘面板擠壓鋼護筒達到復圓要求， 完成擴孔後驅動油缸活塞杆縮回，弧形傘面板與鋼護筒內孔脫離接觸，將震動擴孔器吊出 鋼護筒內孔，完成變形鋼護筒內孔的擴孔。
全文摘要
本發明公開了一種震動擴孔器，包括導向筒、數根斜杆、數根撐杆、滑框、數個油缸，數根斜杆成對地均布在導向筒下部的外周面上，斜杆下端與導向筒下端鉸接，上端與撐杆一端鉸接，撐杆另一端與滑框一邊鉸接，滑框套在導向筒上，數個油缸和數個支撐座均布在導向筒中部的外周上，油缸一端固定在導向筒中部外周的支撐座上，另一端與滑框上側鉸接。本發明還公開了校正變形鋼護筒的方法，包括以下步驟(1)護筒內清孔；(2)潛水員水下測量鋼護筒的變形情況；(3)拼裝震動擴孔器；(4)擴孔復圓。本發明的震動擴孔器結構簡單、使用方便；本發明校正變形鋼護筒的方法工效為現有技術的12倍，大大縮短了施工周期。
文檔編號E02D35/00GK101858080SQ20101020780
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者劉忠友, 原江, 葉躍平, 周永忠, 席明軍, 許正東, 邢紅梅, 黃桂華 申請人:中交二航局第三工程有限公司