本發(fā)明涉及樁機(jī)施工，尤其涉及一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)及其步態(tài)控制方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中，走管式水泥攪拌樁樁機(jī)是新建高速公路水泥攪拌樁施工的常用設(shè)備，設(shè)備前后移動(dòng)和角度扭轉(zhuǎn)通過(guò)鋼絲繩與走管相互作用實(shí)現(xiàn)。由于設(shè)備的主要著力點(diǎn)為前后兩根鋼管，在地質(zhì)較軟弱的地段施工時(shí)，設(shè)備前后移動(dòng)、角度扭轉(zhuǎn)均較為困難，施工效率低且存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2、現(xiàn)有的步履式水泥攪拌樁樁機(jī)為便于轉(zhuǎn)向多在底部?jī)蓚?cè)設(shè)置步履行進(jìn)機(jī)構(gòu)，并在樁機(jī)地面中心位置設(shè)置轉(zhuǎn)向底托，當(dāng)兩側(cè)步履行進(jìn)機(jī)構(gòu)抬起時(shí)由轉(zhuǎn)向底托作為樁機(jī)底部支撐，并由轉(zhuǎn)向底托進(jìn)行原位旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)樁機(jī)轉(zhuǎn)向，然而在地面施工環(huán)境較差，軟硬度不一且顆粒巖石眾多的條件下，位于樁機(jī)底部中央的轉(zhuǎn)向底托支撐樁機(jī)時(shí)難以保證樁機(jī)姿態(tài)，極易發(fā)生側(cè)翻傾覆等問(wèn)題，對(duì)樁機(jī)下樁精度也造成不利影響。

3、基于以上現(xiàn)狀，亟需研制一種新的樁機(jī)，在充分利用現(xiàn)有走管式樁機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的前提下，利用步履動(dòng)力系統(tǒng)控制樁機(jī)的進(jìn)退及轉(zhuǎn)向，以克服施工環(huán)境限制，應(yīng)用于我公司東興高速dx-xh1標(biāo)項(xiàng)目工程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提出一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)及其步態(tài)控制方法，該樁機(jī)以步履動(dòng)力系統(tǒng)作為軟地質(zhì)施工環(huán)境下的樁機(jī)進(jìn)退及轉(zhuǎn)向動(dòng)力，克服結(jié)構(gòu)自鎖及施工環(huán)境限制，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

2、一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)，包括樁機(jī)底框，該樁機(jī)底框行進(jìn)方向的前后兩端底面上布設(shè)走管動(dòng)力系統(tǒng)；定義樁機(jī)行進(jìn)方向?yàn)閤向，樁機(jī)左右兩側(cè)平移方向?yàn)閥向，重力方向?yàn)閦向，樁機(jī)底框行進(jìn)方向的左右兩側(cè)底面上布設(shè)步履動(dòng)力系統(tǒng)，該步履動(dòng)力系統(tǒng)包括z向液壓缸、x向液壓缸、扭轉(zhuǎn)液壓缸、x向滑道板及轉(zhuǎn)向托盤(pán)，其中：

3、x向滑道板升降吊設(shè)在樁機(jī)底框的兩側(cè)下方并由z向液壓缸提供升降動(dòng)力；

4、x向液壓缸嵌裝固設(shè)在x向滑道板頂面上并為z向液壓缸與x向滑道板的x向相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力；

5、x向滑道板的底面上在xy平面上扭轉(zhuǎn)并滑動(dòng)自適應(yīng)掛接轉(zhuǎn)向托盤(pán)，且x向滑道板上鉸裝連接有多個(gè)為轉(zhuǎn)向托盤(pán)提供扭轉(zhuǎn)動(dòng)力的扭轉(zhuǎn)液壓缸。

6、優(yōu)選的，z向液壓缸設(shè)有多個(gè)并垂向固設(shè)在樁機(jī)底框的兩側(cè)頂面上，該z向液壓缸的動(dòng)力輸出端升降滑動(dòng)穿透樁機(jī)底框并鉸裝連接有第一t形滑塊；第一t形滑塊x向滑動(dòng)并z向及y向限位連接在x向滑道板的頂面上，且第一t形滑塊的一個(gè)x向側(cè)壁上固定頂撐連接x向液壓缸的動(dòng)力輸出端。

7、優(yōu)選的，x向滑道板的頂面兩側(cè)開(kāi)設(shè)有z向下凹并x向延伸的第一滑道，x向滑道板的中部設(shè)有液壓轉(zhuǎn)向單元，該液壓轉(zhuǎn)向單元為轉(zhuǎn)向托盤(pán)提供xy平面上的扭轉(zhuǎn)動(dòng)力以及平移自適應(yīng)。

8、優(yōu)選的，液壓轉(zhuǎn)向單元包括z向轉(zhuǎn)軸及扭轉(zhuǎn)液壓缸，其中：

9、z向轉(zhuǎn)軸垂向穿透x向滑道板的中部，z向轉(zhuǎn)軸的底端固設(shè)有x向滑動(dòng)并y向及z向限位連接在轉(zhuǎn)向托盤(pán)頂面上的第二t形滑塊；

10、扭轉(zhuǎn)液壓缸中心對(duì)稱布設(shè)在x向滑道板的中部頂面上，該扭轉(zhuǎn)液壓缸的缸體端與z向轉(zhuǎn)軸的周向外壁鉸裝連接，扭轉(zhuǎn)液壓缸的活塞端與x向滑道板的中部頂面鉸裝連接。

11、優(yōu)選的，轉(zhuǎn)向托盤(pán)的頂面上開(kāi)設(shè)有z向下凹并x向延伸的第二滑道，該第二滑道的內(nèi)部x向滑動(dòng)連接液壓轉(zhuǎn)向單元的第二t形滑塊，且第二滑道的兩個(gè)x向端面上均彈性頂撐連接有復(fù)位彈簧；復(fù)位彈簧的另一端分別彈性頂撐在第二t形滑塊的兩個(gè)x向端面上，由復(fù)位彈簧為轉(zhuǎn)向托盤(pán)與z向轉(zhuǎn)軸的自適應(yīng)對(duì)中提供復(fù)位動(dòng)力，并由第二t形滑塊在第二滑道內(nèi)的自適應(yīng)滑動(dòng)避免樁機(jī)底框兩側(cè)轉(zhuǎn)向半徑不同導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)自鎖。

12、一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)的步態(tài)控制方法：

13、當(dāng)?shù)孛嬗操|(zhì)條件滿足走管動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，樁機(jī)的x向進(jìn)退與y向平移均采用走管動(dòng)力系統(tǒng)；

14、當(dāng)?shù)孛嬗操|(zhì)條件不滿足走管動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，樁機(jī)的x向進(jìn)退及轉(zhuǎn)向采用步履動(dòng)力系統(tǒng)，包括以下步驟：

15、s1.z向液壓缸帶動(dòng)x向滑道板及轉(zhuǎn)向托盤(pán)抬升，抬升后由走管動(dòng)力系統(tǒng)的鋼管接觸軟質(zhì)地面作為臨時(shí)的樁機(jī)支撐；

16、s2.扭轉(zhuǎn)液壓缸以x向滑道板的頂面為固定點(diǎn)推動(dòng)z向轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)轉(zhuǎn)向托盤(pán)在x向滑板底部扭轉(zhuǎn)；并且x向液壓缸復(fù)位，并帶動(dòng)x向滑道板內(nèi)的第一t形滑塊行進(jìn)至初始位置；

17、s3.z向液壓缸帶動(dòng)x向滑道板及轉(zhuǎn)向托盤(pán)下降，直至轉(zhuǎn)向托盤(pán)的最低位低于鋼管的最低位并承擔(dān)樁機(jī)整體的重力；

18、s4.x向液壓缸推行第一t形滑塊行進(jìn)至x向滑道板內(nèi)的行進(jìn)極限位置，在此過(guò)程中x向滑道板及轉(zhuǎn)向托盤(pán)相對(duì)地面靜止，以此反作用力帶動(dòng)樁機(jī)行進(jìn)；另外，扭轉(zhuǎn)液壓缸以z向轉(zhuǎn)軸的周向外壁為固定點(diǎn)推動(dòng)x向滑道板旋轉(zhuǎn)，在此過(guò)程中轉(zhuǎn)向托盤(pán)相對(duì)地面靜止，以此反作用力帶動(dòng)樁機(jī)轉(zhuǎn)向；轉(zhuǎn)向過(guò)程中第二t形滑塊在第二滑道內(nèi)自適應(yīng)滑動(dòng)；

19、重復(fù)s1至s4以實(shí)現(xiàn)樁機(jī)依靠步履動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行的進(jìn)退及轉(zhuǎn)向。

20、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)效果在于：

21、本發(fā)明的一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)及其步態(tài)控制方法，通過(guò)z向液壓缸提供x向滑道板及轉(zhuǎn)向托盤(pán)的升降動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)樁機(jī)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力（走管動(dòng)力系統(tǒng)及步履動(dòng)力系統(tǒng)）的切換；通過(guò)x向滑道板內(nèi)的x向液壓缸及第一t形滑塊，進(jìn)行z向液壓缸與x向滑道板的水平相對(duì)位置調(diào)節(jié)，以此在x向滑道板相對(duì)地面固定時(shí)的反作用力帶動(dòng)樁機(jī)行進(jìn)；通過(guò)扭轉(zhuǎn)液壓缸調(diào)節(jié)x向滑道板與轉(zhuǎn)向托盤(pán)之間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，以此在轉(zhuǎn)向托盤(pán)相對(duì)地面固定時(shí)的反作用力帶動(dòng)x向滑道板旋轉(zhuǎn)，即帶動(dòng)樁機(jī)小幅度轉(zhuǎn)向，通過(guò)多次重復(fù)步驟s1至步驟s4完成樁機(jī)的最終轉(zhuǎn)向；最后通過(guò)第二t形滑塊在第二滑道內(nèi)自適應(yīng)滑動(dòng)，解決因樁機(jī)兩側(cè)步履動(dòng)力系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)半徑不一而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向自鎖的問(wèn)題，并由第二滑道內(nèi)的復(fù)位彈簧在z向液壓缸抬升時(shí)帶動(dòng)x向滑道板及轉(zhuǎn)向托盤(pán)自動(dòng)對(duì)中復(fù)位。

技術(shù)特征：

1.一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)，包括樁機(jī)底框，該樁機(jī)底框行進(jìn)方向的前后兩端底面上布設(shè)走管動(dòng)力系統(tǒng)；定義樁機(jī)行進(jìn)方向?yàn)閤向，樁機(jī)左右兩側(cè)平移方向?yàn)閥向，重力方向?yàn)閦向，其特征在于：所述樁機(jī)底框行進(jìn)方向的左右兩側(cè)底面上布設(shè)步履動(dòng)力系統(tǒng)，該步履動(dòng)力系統(tǒng)包括z向液壓缸、x向液壓缸、扭轉(zhuǎn)液壓缸、x向滑道板及轉(zhuǎn)向托盤(pán)，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)，其特征在于：所述z向液壓缸設(shè)有多個(gè)并垂向固設(shè)在樁機(jī)底框的兩側(cè)頂面上，該z向液壓缸的動(dòng)力輸出端升降滑動(dòng)穿透樁機(jī)底框并鉸裝連接有第一t形滑塊；所述第一t形滑塊x向滑動(dòng)并z向及y向限位連接在x向滑道板的頂面上，且第一t形滑塊的一個(gè)x向側(cè)壁上固定頂撐連接x向液壓缸的動(dòng)力輸出端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)，其特征在于：所述x向滑道板的頂面兩側(cè)開(kāi)設(shè)有z向下凹并x向延伸的第一滑道，x向滑道板的中部設(shè)有液壓轉(zhuǎn)向單元，該液壓轉(zhuǎn)向單元為轉(zhuǎn)向托盤(pán)提供xy平面上的扭轉(zhuǎn)動(dòng)力以及平移自適應(yīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)，其特征在于：所述液壓轉(zhuǎn)向單元包括z向轉(zhuǎn)軸及扭轉(zhuǎn)液壓缸，其中：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)，其特征在于：所述轉(zhuǎn)向托盤(pán)的頂面上開(kāi)設(shè)有z向下凹并x向延伸的第二滑道，該第二滑道的內(nèi)部x向滑動(dòng)連接液壓轉(zhuǎn)向單元的第二t形滑塊，且第二滑道的兩個(gè)x向端面上均彈性頂撐連接有復(fù)位彈簧；所述復(fù)位彈簧的另一端分別彈性頂撐在第二t形滑塊的兩個(gè)x向端面上，由復(fù)位彈簧為轉(zhuǎn)向托盤(pán)與z向轉(zhuǎn)軸的自適應(yīng)對(duì)中提供復(fù)位動(dòng)力，并由第二t形滑塊在第二滑道內(nèi)的自適應(yīng)滑動(dòng)避免樁機(jī)底框兩側(cè)轉(zhuǎn)向半徑不同導(dǎo)致的轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)自鎖。

6.一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)的步態(tài)控制方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種半步履式水泥攪拌樁樁機(jī)及其步態(tài)控制方法，包括樁機(jī)底框，樁機(jī)底框行進(jìn)方向的左右兩側(cè)底面上布設(shè)步履動(dòng)力系統(tǒng)，該步履動(dòng)力系統(tǒng)包括Z向液壓缸、X向液壓缸、扭轉(zhuǎn)液壓缸、X向滑道板及轉(zhuǎn)向托盤(pán)X向滑道板升降吊設(shè)在樁機(jī)底框的兩側(cè)下方并由Z向液壓缸提供升降動(dòng)力；X向液壓缸嵌裝固設(shè)在X向滑道板頂面上并為Z向液壓缸與X向滑道板的X向相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力；X向滑道板的底面上在XY平面上扭轉(zhuǎn)并滑動(dòng)自適應(yīng)掛接轉(zhuǎn)向托盤(pán)，且X向滑道板上鉸裝連接有多個(gè)為轉(zhuǎn)向托盤(pán)提供扭轉(zhuǎn)動(dòng)力的扭轉(zhuǎn)液壓缸。該樁機(jī)以步履動(dòng)力系統(tǒng)作為軟地質(zhì)施工環(huán)境下的樁機(jī)進(jìn)退及轉(zhuǎn)向動(dòng)力，克服結(jié)構(gòu)自鎖及施工環(huán)境限制，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)研發(fā)人員：蘇雷成,崔振華,翟成凱,曹向浦,劉明,朱志光,胡彬,蘇義如,胡文杰,周樂(lè)杰,聞世玉,楊銳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中交第一航務(wù)工程局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23