大型鋼圓筒振沉用共振裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大型鋼圓筒振沉用共振裝置，尤其涉及一種通過振動梁和連系梁配合可使其整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，并滿足激振力軸心傳遞要求的大型鋼圓筒振沉用共振裝置；該共振裝置包括多個用于傳遞振動錘激振力的振動梁和多個用于使各振動錘激振力在鋼圓筒筒口上均勻分布的連系梁；所述振動梁設(shè)置在鋼圓筒筒口上，并沿所述筒口圓周方向等間距順序排布；所述連系梁連接在相鄰兩振動梁之間。本實(shí)用新型采用振動梁和連系梁的設(shè)計(jì)，通過振動梁將激振力準(zhǔn)確傳導(dǎo)至大型鋼圓筒，通過連系梁將各振動梁連接成一體，使激振力均勻施加在大型鋼圓筒的上端筒口，并提供足夠的剛度保證各振動梁同步振動；通過振動梁和連系梁配合使用可使共振裝置整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，并滿足激振力軸心傳遞要求。
【專利說明】大型鋼圓筒振沉用共振裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種大型鋼圓筒振沉用共振裝置，尤其涉及一種通過振動梁和連系梁配合可使其整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，并滿足激振力軸心傳遞要求的大型鋼圓筒振沉用共振
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著外海人工島、沿海海堤護(hù)岸工程項(xiàng)目的發(fā)展，通過振動下沉大型鋼圓筒結(jié)構(gòu)形成圍埝快速成堤、成島施工工藝日趨成熟，應(yīng)用前景廣闊。隨著鋼圓筒結(jié)構(gòu)尺寸的增大，振沉阻力的增加使得參與振沉的錘組數(shù)量相應(yīng)增加。為保證鋼圓筒平穩(wěn)下沉，因此，需采用一種鋼結(jié)構(gòu)使得參與打樁的振動錘同步振動，并保證激振力均勻傳遞至鋼圓筒上，形成振動錘組與鋼圓筒的共振。傳統(tǒng)的共振梁采用米字型設(shè)計(jì)或十字型設(shè)計(jì)。然而隨著參與振動的錘體數(shù)量增加，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案在結(jié)構(gòu)剛度，激振力傳遞效率上存在諸多問題，具體表現(xiàn)為:(1)鋼圓筒結(jié)構(gòu)尺寸龐大，對共振梁的整體外形及構(gòu)造形式提出了更為苛刻的要求，以保證錘組在高頻同步振動時的剛度及結(jié)構(gòu)整體安全；(2)由于振幅與錘組質(zhì)量呈反比，在確保共振梁剛度滿足要求前提下，仍需兼顧其總質(zhì)量所能達(dá)到的振幅能夠破壞基礎(chǔ)土體；(3)隨著振動錘數(shù)量的增加，振動錘在共振梁上的布置位置將直接決定錘組整體是否發(fā)生偏心振動。
[0003]因此，針對以上問題，本實(shí)用新型急需提供一種新的大型鋼圓筒振沉用共振裝置。實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種大型鋼圓筒振沉用共振裝置，該共振裝置通過振動梁和連系梁配合可使其整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，并實(shí)現(xiàn)激振力軸心傳遞要求的目的。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種大型鋼圓筒振沉用共振裝置，該共振裝置包括多個用于傳遞振動錘激振力的振動梁和多個用于使各振動錘激振力在鋼圓筒筒口上均勻分布的連系梁；所述振動梁設(shè)置在鋼圓筒筒口上，并沿所述筒口圓周方向等間距順序排布；所述連系梁連接在相鄰兩振動梁之間。
[0006]所述振動梁包括一個振動箱，在該振動箱內(nèi)設(shè)有多個呈交錯設(shè)置的肋板，所述肋板垂直設(shè)置。
[0007]所述振動箱呈矩形設(shè)置，該振動箱包括上端的頂板、下端的底板和四周的立板；所述頂板用于安裝振動錘，在該頂板上均勻分布有多個用于連接振動錘的栓接孔。
[0008]在所述底板上均勻分布有多個用于連接夾具的栓接孔。
[0009]所述連接箱包括上端的上連接板、下端的下連接板、前后兩側(cè)的側(cè)板以及側(cè)板與上下連接板相連的加強(qiáng)板。
[0010]所述振動箱上設(shè)有多個減重口。
[0011]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0012]1、本實(shí)用新型采用振動梁和連系梁的設(shè)計(jì)，通過振動梁將激振力準(zhǔn)確傳導(dǎo)至大型鋼圓筒，通過連系梁將各振動梁連接成一體，使激振力均勻施加在大型鋼圓筒的上端筒口，并提供足夠的剛度保證各振動梁同步振動；通過振動梁和連系梁配合使用可使共振裝置整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，并滿足激振力軸心傳遞要求；填補(bǔ)了大型鋼圓筒振沉施工的空白；提高了整體質(zhì)量，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
[0013]2、本實(shí)用新型采用減重口的設(shè)計(jì)，該減重口可有效減輕振動梁的自重；由于振動錘振幅與振動梁總質(zhì)量成反比，但破壞土體下沉的過程需擁有足夠大的振幅，因此本實(shí)用新型采用減重口的設(shè)計(jì)，可在保證振動梁整體剛度的前提下，為鋼圓筒振沉提供盡可能大的振幅。
[0014]3、本實(shí)用新型采用正多邊形圈梁式結(jié)構(gòu)的共振裝置，可使共振裝置整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；共振裝置的結(jié)構(gòu)與鋼圓筒的形狀擬合性好，能較好的滿足激振力軸心傳遞要求；且共振裝置的總質(zhì)量下降，有利于保證振沉施工中對于振幅需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)；
[0017]圖2是本實(shí)用新型中振動梁的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)；
[0018]圖3是本實(shí)用新型中振動梁的結(jié)構(gòu)示意圖(主視圖)；
[0019]圖4是本實(shí)用新型中振動梁的結(jié)構(gòu)示意圖(仰視圖)；
[0020]圖5是本實(shí)用新型中連系梁的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)；
[0021]圖6是本實(shí)用新型中連系梁的結(jié)構(gòu)示意圖(圖5中A-A的剖視圖)。

【具體實(shí)施方式】
[0022]參見圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實(shí)用新型的大型鋼圓筒振沉用共振裝置，該共振裝置包括多個用于傳遞振動錘激振力的振動梁1和多個用于使各振動錘激振力在鋼圓筒筒口 2上均勻分布并可作為同步聯(lián)動傳導(dǎo)平臺的連系梁3 ;所述振動梁垂直設(shè)置在鋼圓筒筒口上，并沿所述筒口圓周方向等間距順序排布；所述連系梁連接在相鄰兩振動梁之間。本實(shí)用新型采用振動梁和連系梁的設(shè)計(jì)，通過振動梁將激振力準(zhǔn)確傳導(dǎo)至大型鋼圓筒，通過連系梁將各振動梁連接成一體，使激振力均勻施加在大型鋼圓筒的上端筒口，并提供足夠的剛度保證各振動梁同步振動；通過振動梁和連系梁配合使用可使共振裝置整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，并滿足激振力軸心傳遞要求；填補(bǔ)了大型鋼圓筒振沉施工的空白；提高了整體質(zhì)量，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。
[0023]參見圖2、圖3、圖4所示,本實(shí)施例中所述振動梁包括一個振動箱,在該振動箱內(nèi)設(shè)有多個呈交錯設(shè)置的肋板(屬現(xiàn)有技術(shù)，圖中未顯示)，所述肋板垂直設(shè)置。本實(shí)施例中所述振動箱呈矩形設(shè)置，該振動箱包括上端的頂板4、下端的底板5和四周的立板6;所述頂板用于安裝振動錘，在該頂板上均勻分布有多個用于連接振動錘(屬現(xiàn)有技術(shù))的栓接孔7 ;為保證振動錘的激振力能夠有效作用于鋼圓筒的筒壁，使振動錘的施力點(diǎn)與振動梁對應(yīng)處的筒口位置重合，因此將用于連接振動錘的栓接孔沿所述筒口圓弧均勻分布；所述底板用于將激振力傳遞至鋼圓筒，在該底板上均勻分布有多個用于連接夾具的栓接孔8;為保證底板能將激振力通過夾具直接準(zhǔn)確的傳導(dǎo)至筒壁，使振動錘的施力點(diǎn)與振動梁對應(yīng)處的筒口位置重合，因此將用于連接夾具(屬現(xiàn)有技術(shù))的栓接孔沿所述筒口圓弧兩側(cè)均勻分布。本實(shí)施例中所述的肋板可有效支撐振動箱，使振動梁的整體的剛度增強(qiáng)；由于大型鋼圓筒的尺寸非常大，相對應(yīng)的所需的振動梁的尺寸也需要很大，且對振動梁的牢固性、穩(wěn)定性和剛度要求都非常高，因此對于振動梁振動箱的選材就尤為重要；本實(shí)施例中為更好地承受并傳導(dǎo)激振力，所述振動箱的底板采用至少90mm的鋼板制成，所述頂板采用至少60mm的鋼板制成，所述肋板采用至少25mm的鋼板制成；所述頂板、底板、立板和肋板所用的鋼板均為Q345B鋼板，采用E-70或同等強(qiáng)度材質(zhì)焊條焊接拼裝，焊縫飽滿連續(xù)，充分融透。焊接用材料、焊接流程、焊接質(zhì)量及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)均按照美國AWS D1.1-2010標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
[0024]本實(shí)用新型為盡可能使鋼圓筒在振沉過程中多個振動錘同時傳遞到鋼圓筒上的激振合力為軸心作用力，避免形成偏載引起鋼圓筒震顫而影響振沉效果；因此，振動錘及傳遞激振力的夾具的安裝位置尤為關(guān)鍵；這就需要通過計(jì)算并試驗(yàn)優(yōu)化，在所述振動梁的頂板和底板上進(jìn)行精確開孔，所有栓接孔開孔的位置相對共振裝置圓心偏差不超過3cm，栓接孔內(nèi)螺紋加工精度達(dá)到UNC3B級別；頂面及底面加工精度為3.2 μ m，以確保安裝在每個振動梁上的單臺振動錘及夾具安裝完成后，其激振力的作用中心與所夾持的筒壁圓弧形心重合，將各振動錘組成錘組后，錘組的激振合力的作用中心與鋼圓筒重心重合。
[0025]參見圖5、圖6所示，本實(shí)施例中所述連系梁包括一個連接箱，本實(shí)施例中所述連接箱整體呈梯形設(shè)置，該連接箱包括上端的上連接板9、下端的下連接板10、前后兩側(cè)的側(cè)板以及側(cè)板11與上下連接板相連的加強(qiáng)板12。;本實(shí)施例中為更好地將激蕩力均勻分布到鋼圓筒上，并盡量減少連系梁整體自重，所述振動箱的底板采用至少15mm的鋼板制成；所述上連接板、下連接板、加強(qiáng)板以及側(cè)板所用的鋼板均為Q345B鋼板，采用E-70或同等強(qiáng)度材質(zhì)焊條焊接拼裝，焊縫飽滿連續(xù)，充分融透。焊接用材料、焊接流程、焊接質(zhì)量及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)均按照美國AWS D1.1-2010標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
[0026]為避免共振裝置因焊接應(yīng)力或變形造成結(jié)構(gòu)外形或受力改變，在加工過程中嚴(yán)格執(zhí)行分步加工及預(yù)拼裝檢驗(yàn)原則，保證各道工序均能滿足要求。前一道工序加工前，均確認(rèn)消除焊接應(yīng)力及不利變形，并通過采用胎具、對稱焊接、預(yù)留焊接變形余量等措施確保成品質(zhì)量。共振裝置加工完成后，對與振動錘、夾具、連系梁等設(shè)備作用面進(jìn)行精密打磨，確保安裝物鉛垂且與梁體貼合緊密。
[0027]參見圖3所示,本實(shí)施例中所述振動箱上設(shè)有多個減重口 13。本實(shí)施例中所述的減重口呈圓形設(shè)置，也可根據(jù)實(shí)際施工需要任意選取其形狀；該減重口分布在所述振動箱的立板上；該減重口可有效減輕振動梁的自重；由于振動錘振幅與振動梁總質(zhì)量成反比，但破壞土體下沉的過程需擁有足夠大的振幅，因此本實(shí)用新型采用減重口的設(shè)計(jì)，可在保證振動梁整體剛度的前提下，為鋼圓筒振沉提供盡可能大的振幅。
[0028]本實(shí)施例中所述振動箱的兩端立板與所述連接箱兩端連接板及側(cè)板之間可通過焊接或栓接連接，并以此將各振動梁以此與連系梁整體連接成一體，形成正多邊形的大型鋼圓筒振沉用共振裝置，該共振裝置對應(yīng)安裝在鋼圓筒的筒口上，本實(shí)用新型中采用八個振動梁和八個連系梁的設(shè)置，也可根據(jù)鋼圓筒實(shí)際的尺寸規(guī)格需求自由選取振動梁及連系梁數(shù)量。
[0029]此外，本實(shí)用新型共振裝置的整體形狀及振動梁與連系梁結(jié)合的整體結(jié)構(gòu)形式亦直接決定結(jié)構(gòu)的整體剛度及總質(zhì)量。因鋼圓筒直徑較大，如采用傳統(tǒng)米字型徑向連系梁由鋼圓筒中心向八向輻射方式連接振動梁，則因連系梁過長而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度變小，振動錘工作時，連系梁變形將造成激振力損失；如進(jìn)行特殊加強(qiáng)，則總質(zhì)量增加，經(jīng)濟(jì)效益及振沉效率下降；本實(shí)用新型采用正多邊形圈梁式結(jié)構(gòu)的共振裝置，可使共振裝置整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；共振裝置的結(jié)構(gòu)與鋼圓筒的形狀擬合性好，能較好的滿足激振力軸心傳遞要求；且共振裝置的總質(zhì)量下降，有利于保證振沉施工中對于振幅需求。
[0030]本實(shí)用新型的共振裝置具體裝配流程如下:
[0031](1)按照設(shè)計(jì)圖紙尺寸及材質(zhì)要求加工振動梁和連系梁所需的鋼板。
[0032](2)用鋼板鋪設(shè)拼裝場地，拼裝時采用水平尺確保拼裝完成后場地最終平面誤差+ 3mm η
[0033](3)采用加工好的鋼板分別拼裝焊接振動梁及連系梁，焊接前制作專用胎架，通過胎架強(qiáng)制限制及標(biāo)準(zhǔn)化制作，預(yù)留焊接變形量，
[0034]對稱焊接等措施予以控制加工精度。
[0035](4)按照振動錘及夾具安裝位置，在相應(yīng)的振動梁上加工栓接孔；栓接孔開孔位置應(yīng)確保振動錘安裝后位置相對共振裝置整體的中心處不超過3cm。
[0036](5)在平整場地上安裝托架，在托架上依次擺放連系梁、共振梁，并點(diǎn)焊或螺栓固定。
[0037](6)對拼接好的共振裝置進(jìn)行全面檢查，檢查項(xiàng)目包括相鄰振動梁與連系梁之間的鋼板錯臺偏差、整體平整度、相對裝配尺寸等；
[0038](7)檢查完成并校調(diào)完畢后，考慮焊接余量對稱焊接，減少焊接變形造成結(jié)構(gòu)變形。
[0039](8)對振動梁的頂板與振動錘相接觸的面以及底板與夾具相接觸的面進(jìn)行機(jī)密打磨，確保振動錘和夾具與共振裝置貼合的更加緊密。
【權(quán)利要求】
1.一種大型鋼圓筒振沉用共振裝置，其特征在于:該共振裝置包括多個用于傳遞振動錘激振力的振動梁和多個用于使各振動錘激振力在鋼圓筒筒口上均勻分布的連系梁；所述振動梁設(shè)置在鋼圓筒筒口上，并沿所述筒口圓周方向等間距順序排布；所述連系梁連接在相鄰兩振動梁之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大型鋼圓筒振沉用共振裝置，其特征在于:所述振動梁包括一個振動箱，在該振動箱內(nèi)設(shè)有多個呈交錯設(shè)置的肋板，所述肋板垂直設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述大型鋼圓筒振沉用共振裝置，其特征在于:所述振動箱呈矩形設(shè)置，該振動箱包括上端的頂板、下端的底板和四周的立板；所述頂板用于安裝振動錘，在該頂板上均勻分布有多個用于連接振動錘的栓接孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述大型鋼圓筒振沉用共振裝置，其特征在于:在所述底板上均勻分布有多個用于連接夾具的栓接孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述大型鋼圓筒振沉用共振裝置，其特征在于:所述連接箱包括上端的上連接板、下端的下連接板、前后兩側(cè)的側(cè)板以及側(cè)板與上下連接板相連的加強(qiáng)板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述大型鋼圓筒振沉用共振裝置，其特征在于:所述振動箱上設(shè)有多個減重口。
【文檔編號】E02D19/04GK204040045SQ201420362025
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】孔令磊, 孟凡利, 劉亞平, 張怡戈, 劉昊檳, 豐貫凌, 沈家海, 孟學(xué)林, 張道良, 李建明, 靳勝, 楊潤來 申請人:中交一航局第一工程有限公司, 中交第一航務(wù)工程局有限公司