用于桥梁水中桩基成孔的站立式深水急流轻量型循环钻机的制作方法

1.本实用新型涉及桥梁水中桩基成孔施工中，特别是涉及用于桥梁水中桩基成孔的站立式深水急流轻量型循环钻机。


背景技术：

2.桥梁桩基是一种深入土层的柱形构件，主要用于承受桥墩及桥梁上部结构、桥梁使用过程中的荷载；钢护筒是在进行桩基础施工的过程中，起到稳定孔壁、防止坍孔、隔水、导向钻头、固定桩位等作用的临时钢制护壁。但是，在深水、急流条件下进行钢护筒的下放插打施工会遇到如下困难：(1)在深水中下放钢护筒，由于钢护筒距水面夹持固定端悬臂的长度较长，因此钢护筒难以精确定位；(2)在急流中下放钢护筒，受水流作用钢护筒会在水中左右摇摆，钢护筒难以精确定位；(3)目前在钢护筒下放、插打过程中通常需架设成孔施工平台，平台结构庞大，需消耗大批钢材、人工以及安全物资，在深水、急流条件下自身稳定性不易保证，并且在深水中需分节段加工下放，施工精度难以保证且施工工序繁琐，成孔质量良莠不齐，影响施工进度和施工质量。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供用于桥梁水中桩基成孔的站立式深水急流轻量型循环钻机，解决现有技术中，钢护筒下放、插打过程中需架设成孔施工平台，稳定性差、耗费人力物力，成孔质量良莠不齐，影响施工进度和施工质量的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.用于桥梁水中桩基成孔的站立式深水急流轻量型循环钻机，包括三角架、连接在三角架底端内侧的液压夹紧装置、连接在三角架底端外侧的支腿、连接在三角架顶端的拉索装置、设置在三角架内的天车、设置在天车内的电机及与电机连接的钻杆，钻杆的顶端连接有钻头。
6.液压夹紧装置包括上圆环、下圆环、均匀间隔设置在上圆环和下圆环之间的连接板、连接在连接板内侧面顶端的垫板及连接在垫板内侧面的液压推进块。
7.进一步优选的技术方案：三角架包括沿环向均匀间隔设置的三根杆件，杆件为一体结构，包括竖直部、沿竖直部向内弯折的弯折部及沿竖直部的底端向内凸出的卡头部；三根杆件的弯折部的顶端交接。
8.进一步优选的技术方案：三根杆件的交接处开有竖向贯通穿接孔；竖直部的内侧面沿长轴开有滑槽；卡头部的内侧开有l形卡口。
9.进一步优选的技术方案：连接板为长条板体，连接板的底端向下凸出有连接头，连接头内开有横向贯通的连接孔；连接板的顶端与上圆环连接，下圆环穿接在连接板的连接孔内。
10.进一步优选的技术方案：支腿包括u形卡板、连接u形卡板底端的支杆及铰接在支杆底端的踏板；踏板包括圆板及连接在圆板顶面的一对铰耳；踏板通过穿接在一对铰耳内
的栓钉铰接在支杆底端。
11.进一步优选的技术方案：拉索装置包括连接在三角架顶端的托盘、通过支撑杆转动连接在托盘内一对侧的绳槽及缠绕在绳槽上的缆线。
12.进一步优选的技术方案：天车为三角式天车，包括沿环形均匀间隔设置的三根架杆、连接在架杆底端的承托块及沿环向均匀间隔连接在承托块立面的三根滑杆；三根架杆的顶端向内弯折、且交接。
13.进一步优选的技术方案：架杆的底端向内弯折、并连接在承托块的立面上；承托块的中心开有竖向的贯通孔。
14.进一步优选的技术方案：液压夹紧装置上夹设有钢护筒。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和有益效果：
16.1，本实用新型利用机械自动化的优势，简化了水中桩成孔施工，采用机械站立方式取代了平台搭设，减少了人工消耗量及周转材料的消耗，有助于施工现场的安全管理。
17.2，本实用新型设置可转动的踏板，于常规使用方法相比，本实用新型循环钻机的机身竖直角度可调，成孔角度偏差小，同时由于机身与钢护筒夹紧，连接稳固，可以减小钻杆与护筒碰撞，成孔质量更高；因此，施工质量较常规施工工艺更佳。
18.3，采用本实用新型循环钻机进行水中桩成孔施工，无需建立钢护筒打设平台，简化施工工序，缩短施工工期，进而降低施工成本，具有较为可观的经济效益；同时节省人工及物资消耗，施工便捷，施工效率高，并能有效保证施工质量以及安全文明施工。
19.本实用新型用于水中桩成孔施工过程中，操作简便，施工质量较高，有助于缩短工期，节省人工用量，可在各类深水区域进行护筒埋设施工阶段进行推广应用。
附图说明
20.图1是本实用新型用于桥梁水中桩基成孔的站立式深水急流轻量型循环钻机的立体图。
21.图2是本实用新型天车的结构示意图。
22.图3是本发液压夹紧装置的示意图。
23.图4是本实用新型拉索装置的示意图。
24.图5是本实用新型液压推进块的示意图。
25.图6是本发踏板水平状态的示意图。
26.图7是本实用新型踏板转动后状态的示意图。
27.附图标记：1—三角架、2—液压夹紧装置、3—支腿、4—拉索装置、5—天车、6—电机、7—钻杆、1.1—竖直部、1.2—弯折部、1.3—卡头部、2.1—上圆环、2.2—下圆环、2.3—连接板、2.4—垫板、2.5—液压推进块、3.1—u形卡板、3.2—支杆、3.3—踏板、4.1—托盘、4.2—支撑杆、4.3—绳槽、4.4—缆线、5.1—架杆、5.2—承托块、5.3—滑杆。
具体实施方式
28.实施例参见图1所示，用于桥梁水中桩基成孔的站立式深水急流轻量型循环钻机，用于桥梁水中桩基成孔施工中；包括三角架1、连接在三角架1底端内侧的液压夹紧装置2、连接在三角架1底端外侧的支腿3、连接在三角架1顶端的拉索装置4、设置在三角架1内的天
车5、设置在天车5内的电机6及与电机6连接的钻杆7，钻杆7的顶端连接有钻头。
29.三角架1包括沿环向均匀间隔设置的三根杆件，杆件为一体结构，包括竖直部1.1、沿竖直部向内弯折的弯折部1.2及沿竖直部的底端向内凸出的卡头部1.3；三根杆件的弯折部的顶端交接，且交接处开有竖向贯通穿接孔；竖直部与弯折部之间的夹角为120
°
～150
°
，最佳夹角为135
°
；竖直部1.1的内侧面沿长轴开有滑槽；卡头部的内侧开有l形卡口。
30.参见图3所示，液压夹紧装置2包括上圆环2.1、下圆环2.2、均匀间隔设置在上圆环和下圆环之间的连接板2.3、连接在连接板内侧面顶端的垫板2.4及连接在垫板2.4内侧面的液压推进块2.5；参见图5所示，液压推进块2.5用于夹紧钢护筒；上、下圆环对称设置；连接板设置三个；连接板为长条板体，连接板的底端向下凸出有连接头，连接头内开有横向贯通的连接孔；连接板的顶端与上圆环连接，下圆环穿接在连接板的连接孔内；液压夹紧装置2通过三个液压推进块2.5和三个连接板2.3的连接头，实现六点位夹紧，夹设牢固；液压推进块2.5为内置在液压夹紧装置2内千斤顶。
31.三角架1的卡头部1.3的l形卡口固定卡接在液压夹紧装置2的上圆环2.1和连接板2.3上。
32.钢护筒是根据孔桩的大小用铁皮箍成的一个圆形的筒状结构；钢护筒的下放插打施工是水中桩基础施工过程中的重要施工环节，钢护筒下放插打质量的好坏直接影响桥梁桩基础的施工质量；钢护筒与循环钻机配套使用，配合循环钻机工作。
33.钢护筒夹设在液压夹紧装置2的液压推进块2.5之间。
34.支腿3包括u形卡板3.1、连接u形卡板底端的支杆3.2及铰接在支杆底端的踏板3.3；踏板3.3包括圆板及连接在圆板顶面的一对铰耳；踏板3.3通过穿接在一对铰耳内的栓钉铰接在支杆3.2底端；参见图6和图7所示，踏板3.3踩踏在河床上，能够支撑部分循环钻机的重力，踏板3.3可沿栓钉随地形转动。
35.本实用新型设置可转动的踏板3.3，于常规使用方法相比，本实用新型循环钻机的机身竖直角度可调，成孔角度偏差小，能够保证成孔垂直度，同时由于机身与钢护筒夹紧，连接稳固，可以减小钻杆与护筒碰撞，成孔质量更高；因此，施工质量较常规施工工艺更佳。
36.本实用新型利用钢护筒及三角架下部三道支腿作为站立基础，利用吊车将循环钻机吊至于钢护筒上，调整机身平衡后，紧固机身与钢护筒连接后开始施工。
37.支腿3的u形卡板3.1的顶端卡合固定在三角架1的卡头部1.3上。
38.参见图4所示，拉索装置4包括连接在三角架1顶端的托盘4.1、通过支撑杆4.2转动连接在托盘内一对侧的绳槽4.3及缠绕在绳槽上的缆线4.4。
39.拉索装置4的缆线4.4穿过三角架1的弯折部的顶端交接处的穿接孔穿接至三角架1内。
40.参见图2所示，天车5为三角式天车，包括沿环形均匀间隔设置的三根架杆5.1、连接在架杆底端的承托块5.2及沿环向均匀间隔连接在承托块5.2立面的三根滑杆5.3；三根架杆5.1的顶端向内弯折、且交接，架杆5.1的底端向内弯折、并连接在承托块5.2的立面上；架杆5.1与滑杆5.3交错设置；承托块5.2的中心开有竖向的贯通孔；三角式天车，稳定性强。
41.天车5的顶端与拉索装置4的缆线4.4连接。
42.天车5的滑杆5.3滑动连接在三角架1的竖直部1.1的滑槽内。
43.电机6作为动力系统，为钻杆的转动下钻提供动力。
44.电机6连接在天车5的承托块5.2的顶面。
45.电机6的转杆穿过天车5的承托块5.2上的贯通孔与钻杆7的顶端连接。
46.循环钻机使用前应根据成孔尺寸选择三角架尺寸，同时应根据河床地基承载力计算支腿踏板面积，以确保能够承载架体重量，减小对钢护筒的压力，并应检查作为动力系统的电机正常与否及所配备的千斤顶工作状态。
47.本实用新型与深水急流轻量型自动智能化钢护筒机械定位装置配套使用，优势在于施工过程中无需建立打桩平台，节省了大量钢材以及搭设钢平台所需工期。
48.随着国家建设的不断推进，大跨度深水域的桥梁项目将不断增多，能够为本实用新型循环钻机的应用提供较大的使用市场，同时由于循环钻机的自身的优异性，能够在预期的市场中具有较大的竞争力，从而具有叫广阔的市场应用前景。
49.本实用新型用于桥梁水中桩基成孔的站立式深水急流轻量型循环钻机的使用方法，步骤为：
50.步骤一，采用吊机将循环钻机吊至钢护筒上部，钢护筒套设在液压夹紧装置2内，伸长底部支腿3踩踏在河床地面上，调整并保持循环钻机竖直。
51.步骤二，循环钻机调整竖直达到要求后，开启液压夹紧装置2夹紧钢护筒。
52.步骤三，将泥浆套管一端连通于天车5排污出水口，吊机起吊前泥浆套管的另一端已与泥浆箱连通。
53.步骤四，将电源线采用线架装置拖至栈桥。
54.步骤五，调整拉索装置4的缆线、天车5及钻杆7处于同一竖直线内。
55.步骤六，电机6开机前，放松拉索装置4的缆线，下放天车5，使钻头接触河床土层。
56.步骤七，开始钻进。
57.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
58.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。