多节三叉挤扩桩的挤扩装置

摘要

一种多节三叉挤扩桩的挤扩装置,其连接器一端连吊车,另一端经旋转装置中心连挤扩机头,其两根油管连吊车上的液压工作站及电子测控装置的压力传感器和流量传感器。本装置的挤扩机头具有上、下两个相同的油缸和下端的压实油缸,并将油管设在作为中心杆的活塞杆内。角度和位移传感器均设在地面。连接器各部件之间均留有间隙。使本装置工作效率高,故障率低,可靠性好,挤扩质量大大提高,且维修、安装操作更为方便,成本低。

说明书

本发明涉及一种建筑、桥梁或各种基础的钢筋混凝土桩的挤扩装置，尤其涉及一种多节三叉挤扩桩的挤扩装置以用于桥梁桩、楼层桩、护坡桩、高压锚杆等。

中国专利CN98102841.1全智能多功能液压挤扩装置，虽然它比现在的挤扩装置有了划时代的改进，很少出现故障，大大提高了工作效率，但因该装置采用的油管多，转动油缸和定位油缸的密封条件要求较高，因而易出问题；在土层较好时定位装置可以顺利完成定位，而土层较差时就不能达到较好地定位；另外，定位装置与挤扩的弓压臂之间的高度差2-3m，当挤扩较短桩时就无定位空间了，并且该装置是在水平方向挤扩的，实际上也有上下移动，因地层下硬上软造成的，如装置上浮对于定位就会失效；再者，挤扩时因采用一个油缸来完成两个双向运动，下活塞就得有三个动配合的密封，由此会使部件寿命大大缩短，且安装加工均很困难；还有，压力传感器和位移传感器在孔中工作时因条件恶劣大大降低了其可靠性，而且增加了一组电缆致使控制繁琐，可靠性差，等等。

本发明的目的在于设计一种结构简单，工作可靠，定位好，使用寿命长，加工安装、拆卸方便的挤扩装置，将过去的一个油缸，改为上下两个油缸，将动密封改为静密封，将外油管改为油管由中心活塞杆通过，就避免了该油管在缸体外面连接而受损，为使上体或沙子不致于下落，改为上下油缸大小相等，从而使三个挤扩臂能很好地沿水平方向完成挤扩。为使工作可靠，将地下传感器控制改为地上控制，为解决灌注桩孔底沉渣，在下油缸底部加装压实油缸等。

本发明的目的是这样实现的：连接器一端连接吊车吊钩，而连接器另一端通过旋转装置的中心用轴销与挤扩机头连接，挤扩机头的两根油管通过吊车连到液压工作站，液压工作站连接电子测控装置的压力传感器和流量传感器；电子测控装置和液压工作站均安放在吊车上。其中，两根油管分别连到位于挤扩机头中心的进油管和回油管上，进、回油管最上部外面有连接帽，其下有上连接帽，上连接帽内有销子和螺母相连，将进油管和回油管外面的活塞杆固定。上连接帽的下面连有上油缸的上导向盖，上导向盖外有上油缸筒，其下面有上油缸的下导向盖，其内有上油缸的上活塞。上油缸的上活塞的下面有上连接盘，其内有三个轴销、三个上弓压臂和三个下弓压臂及三个中轴销，下连接盘连接下油缸的下活塞，其外有下油缸的下导向盖，其下有下油缸筒，下油缸的下活塞，其下面有下油缸的上导向盖，下活塞及下油缸的上导向盖均在下油缸筒内。活塞杆作为中心杆贯穿于上下油缸及上下连接盘的中心，活塞杆的下端有销，通过螺母将活塞杆锁紧。进油管末端有单向阀和换向阀(可以是压力换向阀或电磁换向阀)，回油管连到下面的压实油缸筒内，压实油缸筒在活塞的活塞杆外面，活塞杆下面有导向盖，导向盖下面有压力块。

所述的液压工作站的二根高压油管分别联到电子测控装置的压力传感器和流量传感器，它们又分别和信号放大器连接，信号放大器与V/F变换器相连，单片机测量控制器分别连V/F变换器和笔记本电脑，电话和笔记本电脑相连。

所述的连接器通过下连接杆插入挤扩机头的连接帽，再通过二个轴销连接。下连接杆插入上连接杆通过轴销连接。连接时，最好是下连接杆与上连接杆留有较大间隙且下连接杆与连接帽和轴销与连接帽，上连接杆均留有较大间隙。连接器是多节的。

所述的旋转装置的旋转基块安放在基准块上，压力轴承，轴承分别在基准块和旋转基块之间，三个锁紧油缸安装在旋转基块上，锁紧块安装在锁紧油缸的活塞杆上，两个旋转油缸通过轴销分别连到基准块及旋转基块。并联连接的四根进、出油管连到液压工作站，三个锁紧油缸的六根油管并联联到液压工作站上，通过轴销将基准块与吊车相连。

本发明和现有技术相比具有的积极效果为：

(1)一般油缸的油管都是走在缸筒外面，而本发明的油管从中心杆通过，安全可靠，避免了该装置在工作时油管在缸体外面连接而受损。

(2)上下设置两个大小相等的油缸，在工作时，等压共同向内或向外，通过油缸的向外运动带动弓压臂沿水平方向向外扩张或收缩，进行挤扩。因为弓压臂是沿水平方向进行运动的，所以在挤扩过程中弓压臂始终是刺入土体的，从而使土体或沙子不致于下落，从而很好地完成挤扩侧面型腔。

(3)内定位的三叉弓压臂等分120°，使该装置在挤扩过程中完成等分的三叉型腔，从而使三叉型桩的受力保持合理稳定。在弓压臂收回时，因弓压臂的内三角形与中心定位杆形成切线，可把弓压臂所带的泥沙向外挤掉，从而使弓压臂的挤扩、收回顺利完成。

(4)底部设置压实油缸的优点在于：在三叉弓压臂最大地挤扩到土内时，通过压力换向阀或者电磁换向阀打开压实油缸的进油口，压实油缸向下顶出，在三叉弓压臂提供的反力情况下，压力块将孔底面的沉渣压实，从而有效地解决了多年未解决的灌注桩孔底沉渣难题，大大提高了施工质量。该装置也可以命名为孔底压实装置。

(5)三叉桩的形成是本装置又一特点，只有本装置才能形成多节三叉型桩、多节3n叉型桩或多节三叉及多节3n叉组合型桩，形成一定宽度的120°分布的等腰三角形状的桩体，它既增加了侧磨阻力又增加了端承力，所以这种桩受力合理。

(6)由于采用了上下两个油缸，且两缸同时运动，故使工作效率能大大提高，而且工作可靠，制造工艺简便，两个油缸互换性强，维修方便，克服了挤扩弓压臂回收时不能同时回收的缺点。

(7)将旋转定位装置放在地面，减少了在孔下的油管，且在地面上可以看到定位及旋转，因此能大大提高了施工的可靠性。

(8)采用电子测控装置，把角度和位移传感器由地下改为地面上，因而操作安装均简便，且工作更可靠。

(9)由于连接器的连接留有间隙，所以它既克服了长杆刚性的杠杆作用，又解决了柔性钢绳连接自转的缺点，确保了转动和定位。

以下结合附图对本发明实施例加以详述：

图1为本发明的各部件的连接示意图。

图2为本发明的挤扩机头结构的剖视图。

图3为本发明的定位旋转部分的俯视图。

图4为图3所示定位旋转部分沿A-A线的剖视图。

图5为本发明连接器的剖视图。

图6为本发明的电子测控装置的原理方框图。

如图1和图2所示，设在吊车7上的地面液压工作站6通过两根油管4控制油缸工作，连接器3经旋转装置2的中心通过下连接杆3-2插入挤扩机头1的连接帽1-29，由两个轴销3-1使连接帽1-29和下连接杆3-2连接在一起，下连接杆3-2的上部通过轴销3-1连接上连接杆3-3。挤扩机头1的上下油缸分别有上导向盖1-25，1-9和下导向盖1-23，1-14，并分别连接上油缸筒1-24和下油缸筒1-10。连接帽1-29下面的上连接帽1-28内有销子1-27和螺母1-26连接。进油时，活塞杆1-8内的进油管1-13分别通过上下油缸的侧油路1-13′，1-13″进入油缸的进油室，使上油缸的上活塞1-22向下运动，同时使下油缸的活塞1-11向上位移，与此同时，油管1-12通过上下油缸的侧油路1-12′，1-12″进行回油，因油管1-13和油管1-12是等压的，活塞1-11与活塞1-22是等面积的，它们所受的压力都是一样的，工作时它们的位移大小也是一样的。上活塞1-22向下，下活塞1-11同时向上运动。通过上下连接盘1-21与1-15带动1-17，1-19弓压臂沿轴1-18向水平方向扩张，即挤扩。当挤扩到上下弓压臂成特定度角时，上下油缸达到了顶部，油的压力升高，这时压力换向阀1-30打开，使活塞杆1-4带着压力块1-1向下位移，即压实沉渣。压实后地面液压站控制油管1-12，将活塞1-22、1-11、1-4回收，完成一次挤扩工作。回油时打开单向阀1-31，进油时通过双向阀1-30进入。

控制压实油缸可用两种阀，压力换向阀或电磁换向阀。压力块1-1连接活塞杆1-4，在缸体导向盖1-2、油缸筒1-3内上下运动，缸盖1-5与下油缸的上导向盖1-9连接，锁紧螺母1-7将活塞杆1-8与下油缸的上导向盖1-9紧锁，销子1-6将穿过活塞杆1-8将被锁紧端螺母1-7固定，下油缸的上导向盖1-9与缸筒1-10连接，下油缸的下导向盖1-14与缸筒1-10连接，下油缸的活塞1-11内沿活塞杆1-8，外沿缸筒1-10上下移动，下油缸的活塞1-11连接下连接盘1-15，通过轴销1-16、1-18、1-20带动三对弓压臂1-17、1-19上下位移，三对弓压臂通过轴销使上下位移转换成横向位移，沿轴1-18的水平方向进行挤扩回收。上油缸与下油缸运动及工作方式基本相同。

图5示出连接器3剖视图，是把原钢绳连接改为留有间隙的钢管连接(钢管的横截面可以是圆形的也可以是方形的)，钢管是一根一根地连接，在相互套接时，间隙要大，用轴销3-1进行连接，这样，拆装均方便，既能传递拉力、韧拉力也能测量孔深。连接器3与挤扩机头1连接时，通过一至两个轴销3-1连接。

如图3和图4所示的旋转装置2，其旋转基块2-4安放在基准块2-1上，压力轴承2-2，轴承2-3分别在基准块2-1和旋转基块2-4之间，在旋转基块2-4上有三个锁紧油缸2-5，在锁紧油缸2-5的活塞杆上有锁紧块2-6，两个旋转油缸2-8通过轴销2-7分别连在基准块2-1及旋转基块2-4。并联连接的四根进、出油管2-9连到液压工作站6，三个锁紧油缸的六根油管2-10并联联到液压工作站上，通过轴销2-11将基准块与吊车7相连。当连接器3下孔到一定深度时，通过锁紧油缸2-5把连接器锁紧，这样，旋转油缸2-8工作，使连接器转动一个角度，下面的挤扩机头1就挤扩一次，再松开，再转动一个角度，再通过锁紧油缸2-5把连接器锁紧，下面的挤扩机头1又挤扩一次，如此反复，这样就完成了多个三叉型腔。

图6示出电子测控装置的原理方框图，电子测控装置5中的压力传感器5-2实时反映挤扩压力值，通过信号放大器5-3和V/F变换器5-4产生抗干扰的数字频率信号，经过长线传输进入单片微机测量控制器5-5，经过单片微机5-5处理后，送往笔记本电脑5-6。流量传感器5-1实时反映液压站流量状态值，通过信号放大器5-3和V/F变换器5-4，产生抗干扰的数字频率信号，经过长线传输进入单片微机测量控制器5-5，经过单片微机处理后，送往笔记本电脑5-6。该装置使用的软件系统分两个部分：

第一部分，下拉机采用工业控制单片微机，采用汇编语言，进行实时测量处理，通过Rs232串行LI输送到笔记本电脑Windows98平台工作。

第二部分，上拉机采用笔记本电脑，采用VB语言，在Windows98平台工作，图形实时显示压力、流量和角度二维图形信号，并可存储图形，可以存储一根桩里几个盘的所有压力、流量和角度值，可以通过电话线上网发送，使现场工作的情况实时反应到总部，也可通过电话5-7告诉总部。从而使桩的质量有了很好的保证。