sunup是什么手机摘 要 :总结了国内外学者在振动沉桩理论方面所取得的一些成果， 分析了打桩机单自由度线性振动简化模型， 设计了一 种小型全液压振动打桩机， 探讨了振动打桩机的应用不足并提出了解决方法。 关 键 词 :振动打桩机 ;振动沉粧 ;单自由度模型;总体设计 中图分类号:TU 753 0 引 言 桩基设备在髙层建筑、 桥梁、 港口、 铁路工程建设中的 作用越来越明显。 尤其是最近几年高层建筑深基础施工工 程量多、 难度大、 地质条件复杂， 部分基础下面甚至有岩 层， 沉桩垂直度和桩位的精确度要求越来越高， 人工打桩 等落后的施工方法已经不能满足现今高层建筑稳定性与 安全性的要求，振动打桩机沉桩施工显示出巨大的优势， 但是振动打粧机有可能对相邻建筑或者结构物造成一^定 的损害， 沉桩施工必须满足一定的施工质量要求， 这对振 动打桩机提出了更高的要求， 因此， 很有必要开发一种高 效的振动打桩机来提高作业效率与作业质量。 1 振动沉桩建模研究现状 国外研究现状 振动打桩机的研究始于苏联， 1934年苏联研究了振 动参数的变化对土壤阻力的影响， 并诞生了第一台“ 巴尔 堪” 型振动打桩机， 其后发展了多种型号， 打桩深度和贯 入速度都得到了很大提升，在工程建设中发挥了巨大的 优势。 美国、 西欧及日本等国家在1959年前后相继开发了 振动打桩机。由于早期的打桩机故障率高， 引起了研究机 构的髙度重视， 对振动打桩机展开了相关理论研究， 其中 影响最大的是巴尔坎教授提出了振动打桩机单自由度线 性模型， 早期的研究都建立在单自由度模型基础上， 振动 打桩机分析采用桩或土壤的离散能量公式表示。1956年 AYRE 、 RS对 土 壤 振 动 切 削 试 验 及 桩 土 相 互 作 用 过 程 进 行了研究， GRLWEAP等人发展了波动方程分析法和非线 性振动分析法， CHUA、 KM采用波动方程方法描述了振动 打桩机的 工 作 过 程 。1992年 Massarsch对桩-土共振进行 过大量的研究， 为了正确预估土的共振效应， 同时考虑了 土的质量和硬度特性等因素， Smart、 Viking等人研究了振 动 锤 振 动 频 率 及 最 优 极 限 惯 入 速 度 的 问 题 ， GHAHARMANI对振动打桩机的渗透和承载能力进行了 分析。 国外比较有代表性的振动沉桩建模主要有:1960年 Smart等 人 提 出 的 波 动 方 程 模 型 （ 如 图 1 ) 高效解决了桩 侧、 桩端阻 尼 力 的 问 题 。1989年 Raushce等人研究的 Case 建 模 法 主 要 解 决 了 沉 桩 过 程 瞬 态 地 基 阻 力 问 题 ;1996年 Holeyman等 人 提 出 的 板 粧 模 型 (如 图 2 )求得桩上下运动 的速度， Viking于2002年后提出 Vipere桩 土 壤 模 型 （ 如图 国内在振动沉粧理论方面的研究较晚，取得的实用 理论较少。中南大学的何清华等人采用拉格朗日定律和 土壤力学特性的一些基本理论，尝试性研究了液压振动 桩键工作系统力学模型， 建立了系统动力学方程， 并对方 程的解进行了分析和讨 论 ，可 为 桩 锤 主要参数的 选取和计算提供一定的理 论 依 据 。兰州建筑 通 用 机 械 总 厂 的 贾 学 武 对 振动 打 桩机沉桩过程进行了分析 计算 ， 找 出 了打桩机振幅、 频 率 、桩 的 类 型 及 桩 下 沉 的 速度 与 地 基 土壤 种 类 之 间 的 关 系 。华 北 水 利学 院 杨振中教授在巴尔坎单自由度线性模型的基础上建立了 振动冲击式打桩机力学模型， 根据其运动特征做出了运 动过程的三阶段基本假设,分阶段进行了相应的动力学 分析， 给出了最佳冲击条件。 目前国内研究开发中、 低频 液压振动 锤 的 单 位 较 少 ， 北京建机所( DZJ系列)和中铁机 械院有部分研究成果， 高频锤( HFV系列)研究处于试制阶 段。 浙江振中目前正在开展液压振动锤调矩方面的研究。

　　参数 项目 牵引力 液压系统流量 液压锤重量 液压锤冲击频率 液压健工作流量 液压锤工作压力 粧架前倾角度 粧架后倾角度 粧架左右倾斜角度 支腿油缸行程 参数

　　图4 单自由度线 ) 粧 的 振 动是 单 纯 的 纵 向 垂 直 振 动 ;4) 土壤对 桩振动时的阻力仅为黏性阻 力;5) 土 壤 对 桩 的 反 力可 看

　　项目 发动机功率 最大回转速度 打桩速度 行走速度 理论爬坡能力 工作/运输状态宽度 工作/运输状态高度 运输状态长度 整机重量

　　系统是一个复杂的系统，研究振动 沉 桩 过 程 ，必须对振动系统加以简 化， 建立便于分析计算的数学模型， 单自由度简化模型如图4所 示 ， 并做 如 下 假 设 ^^ 1) 土 壤 为 弹 塑 性 体 ， 并 且 可以 把 弹 性 和塑 性 对 桩 的 影 响分开考虑; 2 ) 桩是绝

　　的布置对车架造成集中载荷;5 )有利于提髙作业效率， 驾 驶室视场好、 可操控性好;6)有 利 于 提 高 传 动 效 率 ， 如液 压油管的布置;7)维 修 方 便 ， 如发动机、 分动箱、 泵、 燃油 箱、 液压油箱等拆卸和装配方便。 基于 以 上 原 则 ，本论文设计了一种通用小型全液压 振动打粧机， 其总体设计布局图如图5所 示 ， 主要技术参 数如表1所 示 。