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直立桁架式電液步履強夯機的研發(fā)及應(yīng)用

文檔作者：范格平緱百強郭元科張一萍黨偉文檔來源：陜西建工機械施工集團(tuán)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月08日
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直立桁架式電液步履強夯機的研發(fā)及應(yīng)用
范格平 緱百強 郭元科張一萍 黨偉
陜西建工機械施工集團(tuán)有限公司 西安 710043
摘要：在地基強夯施工中，現(xiàn)有強夯機已不能滿足大能量強夯施工的要求。結(jié)合應(yīng)用實際。研發(fā)出一種新型直立桁架
式電液步履強夯機，滿足了18 000 kN·m超高夯能級強夯施工的要求。介紹了該新型強夯機的技術(shù)原理、設(shè)計思路及
改進(jìn)措施。經(jīng)工程應(yīng)用。效果良好，在保證施工安全的同時。提高了設(shè)備的夯能質(zhì)量比，降低了設(shè)備及輔助成本。
關(guān)奠詞：地基加固；大能量強夯；新型直立桁架式電液步履強夯機；改進(jìn)措施；施工安全
中田分類號：TU66 2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10．14144／j．cnki．jzsg．2016．04．035
Development and Application of Upright Truss and Foot Step Type
Electro-Hydraulic Dynamic Compaction Machine
FAN Geping GOU Baiqiang GUO Yuanke ZHANG Yiping DANG Wei
SCEGC M echanized Construction Group Company Ltd． Xi an 710043
目前，國內(nèi)強夯機囿于技術(shù)原因，僅通過改造的
方式，強夯能級無法大幅提高。鑒于強夯機械的現(xiàn)狀，
計劃設(shè)計一種性能優(yōu)良t造價較低、最高強夯夯能可達(dá)
1 8 000 kN·m的高能級新型強夯機，以滿足強夯市場的需
要，獲得較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益，提高市場競爭力。
1 技術(shù)原理
新型強夯機的設(shè)計靈感源于步履式壓樁機、履帶式起
重機、塔式起重機、泵送混凝土遙控器。根據(jù)強夯的作業(yè)
環(huán)境和作業(yè)特性，利用上述4種機械的的組合，研發(fā)一種新
型直立桁架式電液步履強夯機(圖1、圖2)，以改善機械
性能，降低制造成本，并滿足18 000 kN·m超高能級強夯施
工要求n】。
2 設(shè)計思路
2．1工作主桁架裝置
在90o直立式主桁架大臂頂端安裝鵝頭，解決起錘、
落錘與機械本身工作半徑的問題；在主桁架與機身后架
間增設(shè)斜支撐，并在主桁架與機身間安裝阻尼油缸緩沖機
構(gòu)，抵御落錘瞬間產(chǎn)生的巨大晃動。
2．2 提升卷揚機構(gòu)
提高卷揚機構(gòu)單根鋼絲繩的拉力，減小動滑輪個數(shù)，
以獲得較快的提升速度。
2．3 行走機構(gòu)
步履式行走機構(gòu)由縱移機構(gòu)、橫移回轉(zhuǎn)機構(gòu)、升降機
圖1 正立面 圖2 側(cè)立面
構(gòu)組成，可完成強夯機的縱移、橫移、升降及回轉(zhuǎn)動作，
這3套機構(gòu)的4種動作可實現(xiàn)強夯機連續(xù)的步履式行走。
2．4 機身平臺
機身平臺設(shè)計選用H形大梁，可通過四角支腿油缸隨
地形坡度變化隨時調(diào)節(jié)機身水平度。
2．5 動力系統(tǒng)
動力系統(tǒng)采用雙動力互換系統(tǒng)，既可采用300 kW發(fā)電
機組帶動電動機組驅(qū)動液壓泵提供動力源，也可采用外接
380V電源直接帶動電動機組驅(qū)動液壓泵。
2．6 工作執(zhí)行機構(gòu)
工作執(zhí)行機構(gòu)由夯錘組件、桁架總成、緩沖油缸、斜
支撐組件、斜撐懸臂組件、主卷揚提升系統(tǒng)、電機泵組、
拉升脫鉤組件、人字架豎架裝置等組成。通過電機泵組提
供液壓動力驅(qū)動主卷揚提升系統(tǒng)，基于桁架總成、緩沖油
缸、斜支撐組件、斜撐懸臂組件的支點與支撐功能，提升
由夯鉤組件和夯錘組件組成的工作元件組執(zhí)行夯擊工作。
2016·4 ．BuldIng Conslructi。n囝
范格平 緱百強 郭元科 張一萍 黨 偉：直立桁架式電液步履強夯機的研發(fā)及應(yīng)用
2．7 控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)整機采用電控和微電腦控制，采用電液一體
化控制加近距離遙控操作技術(shù)。運行控制有本控和遙控2
種，設(shè)備組裝過程中使用本控技術(shù)，強夯作業(yè)過程中采用
遙控技術(shù)，無需在駕駛室上作業(yè)，大大改善了作業(yè)環(huán)境。
3 產(chǎn)品試驗及改進(jìn)
3．1 性能指標(biāo)
直立桁架式電液步履強夯機的長X寬X高為
13 000 mm x 8 900 mm×39 000 mm，其總機質(zhì)量為210 t，
最大夯能量為18 800 kN·m。
3．2 產(chǎn)品試驗改進(jìn)
產(chǎn)品的試驗包括出廠后試驗檢測和生產(chǎn)運行中的試驗
2個過程。在進(jìn)行初步的設(shè)備檢測運行后，將產(chǎn)品投入到施
工項目中，經(jīng)受不同地質(zhì)條件、施工條件、環(huán)境條件的試
驗與考驗。各技術(shù)參數(shù)檢測項目分別按無負(fù)載測試、輕負(fù)
載測試、中負(fù)載測試、額定負(fù)載測試4步進(jìn)行，檢測設(shè)備是
否達(dá)到設(shè)計參數(shù)值，設(shè)備的基本運行和各功能是否完好。
針對現(xiàn)場試驗和測試暴露出的不足之處，項目部采取
了以下改進(jìn)措施。
1)行走裝置改進(jìn)措施。由于長船行走油缸活塞桿設(shè)在
工作前方，試驗中飛土、碎石覆蓋長船油缸，易造成油缸
活塞桿損壞。對此，可把左右長船掉頭、互換，并在長船
行走滾輪上設(shè)置推土板，行走過程中自動清理船中積土及
碎石。2個油缸中間設(shè)置防土罩，前方短船與上盤之間設(shè)置
擋土板。
2)機身平臺改進(jìn)措施。機身調(diào)平支腿油缸設(shè)置保護(hù)
罩；在龍門架上部設(shè)置可以開啟的防護(hù)板，以保護(hù)多路閥
組和電機；平臺上設(shè)置加油泵，使加注液壓油、柴油時方
便快捷。
3)工作裝置改進(jìn)措施。工作大臂鵝頭加長50 cm，保
證夯錘距離小船5O～60 cm；頭部增加到3個滑輪；加大工
作裝置下部緩沖器，減小大夯能施工時整機的晃動。
4)卷揚機構(gòu)改進(jìn)措施。加大變幅卷揚，減少大臂水平
放置起升0?！?5。過程時的異響聲；單碟剎制動改為雙側(cè)
碟剎制動；主卷揚機前(總配電箱一側(cè))設(shè)防油濺裝置。
5)液壓控制系統(tǒng)改進(jìn)措施。前方右邊油缸與其他3
個油缸兩兩工作時不同步，調(diào)整或更換平衡閥；為保護(hù)環(huán)
境，減少泄油量，4個支腿油缸及斜支撐油缸等油管轉(zhuǎn)場拆
卸改用快速接頭連接，以使拆卸過程方便快捷 。
6)機電控制系統(tǒng)改進(jìn)措施。主電控箱下增設(shè)減振裝
置；總配電箱設(shè)置維修照明用的空開和插座，以便接電焊
機、電動工具等。
7)輔助裝置改進(jìn)措施。設(shè)置鳴笛器，在提錘前及行走
時起提醒、警示作用，且鳴笛可用遙控控制。
固建筑施工 8卷 期
4 工程應(yīng)用
直立桁架式高能級強夯機適用于夯能1 8 000 kN·m以下
的強夯施工中，并成功應(yīng)用于重慶市某公司地基強夯工程
和云南省某公司地基強夯工程中，最大夯能12 000 kN·m。
4．1 重慶某公司地基強夯工程
工程原地貌為耕地、魚塘、深回填土，結(jié)構(gòu)松散，
密實性差異大。在多雨季節(jié)施工時，夯坑深，易坍塌，提
錘困難，如果采用挖掘機配合開挖，則將嚴(yán)重影響施工進(jìn)
度。在這種情況下，直立桁架式高能級強夯機在依靠主卷
揚提錘困難時，可借助前支腿油缸慢慢頂升提錘，從而大
大提高了施工速度。
4．2 云南某公司地基強夯工程
工程地質(zhì)為黑色泥碳層，厚度較深，可塑性強，易
形成“彈簧地基”。施工過程中，履帶式強夯機接地比壓
大，履帶深陷時施工困難，而直立桁架式高能級強夯機的
接地比壓小，對地基適應(yīng)能力強。在第1遍點夯(置換強
夯)施工完成后推平，進(jìn)行第2遍點夯作業(yè)時，左右履帶或
左右長船往往沉降不一，繼而導(dǎo)致夯機傾斜，但直立桁架
式高能級強夯機可通過4個支腿油缸來調(diào)整機身保持水平。
5 結(jié)語
1)采用直立式桁架大臂設(shè)計，外加大臂根部設(shè)置緩沖
油缸，同油缸斜支撐配合，在強夯施工中大大減小了落錘
瞬間產(chǎn)生的晃動，保證了施工安全，故障率低，提高了設(shè)
備的夯能質(zhì)量比，降低了設(shè)備及輔助成本。
2)采用步履式底盤設(shè)計，可滿足作業(yè)過程中的機動性
(行走、回轉(zhuǎn))要求，且接地面積大，機身4個支腿油缸可
根據(jù)地形來調(diào)節(jié)機身水平，施工作業(yè)的安全可靠性高。
3)采用雙動力、機電液一體化、微機控制設(shè)計，實現(xiàn)
了近距離遙控操作，改善了人機作業(yè)環(huán)境，不僅降低了施
工成本，而且節(jié)能環(huán)保。
4)直立桁架式高能級強夯機與市場同類型夯機相比，
其具有施工安全、使用方便、生產(chǎn)成本低、生產(chǎn)效率高等
優(yōu)點，在大能量強夯市場中的應(yīng)用前景非常廣闊。同時在
施工中也存在著一些問題，如施工掉頭轉(zhuǎn)向慢、爬坡能力
差、作業(yè)中夯機電纜影響施工等問題，這些是后期技術(shù)改
進(jìn)的重點。
參考文獻(xiàn)口
[1】張有春，魯建榮．強夯法在我國的發(fā)展及應(yīng)用U Jl交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013(8)
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