一种桩架及其斜支撑杆辅助支撑装置的制作方法

1.本实用新型涉及桩工机械领域，特别涉及一种斜支撑杆辅助支撑装置。本实用新型还涉及一种具有该斜支撑杆辅助支撑装置的桩架。


背景技术：

2.打桩机由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩架为一钢结构塔架，包括立柱和斜支撑杆。桩架的立柱往往比较高，一般都有30多米，近几年为了适应打更深的桩，立柱高度甚至达到了60多米，而支柱下端支撑在机身上，上部由两根斜支撑杆支撑，由于立柱的高度高，所以斜支撑杆往往也很长，通常是细长杆，其刚度差，在某些恶劣工况下，比如大风、受意外冲击等情况时，斜支撑杆意外失稳被破坏的风险较大。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种斜支撑杆辅助支撑装置，该辅助支撑装置能够有效提升斜支撑杆的刚度和抗压稳定性，避免桩架失稳。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述斜支撑杆辅助支撑装置的桩架。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种斜支撑杆辅助支撑装置，包括支撑机构，所述支撑机构的第一端设有用以与桩架的立柱铰接的铰接耳，所述支撑机构的第二端设有可开合并用以与桩架的斜支撑杆以预设周向间隙设置的套筒，所述支撑机构设有伸缩驱动部；还包括用以支撑并驱动所述支撑机构的第二端绕所述铰接耳升降转动的驱动模块。
5.可选地，所述支撑机构为剪叉机构，所述剪叉机构包括中部铰接设置的两根剪叉支撑杆。
6.可选地，所述伸缩驱动部包括设于所述剪叉支撑杆末端的伸缩油缸和连接所述伸缩油缸的内杆，所述内杆的末端连接所述套筒，一对所述伸缩油缸平行设置。
7.可选地，一对所述剪叉支撑杆之间连接有调节所述剪叉机构撑开角度的调节油缸。
8.可选地，所述驱动模块为末端铰接于所述剪叉机构的铰接点下方的升降油缸。
9.可选地，所述套筒沿周向设置多组用以检测所述套筒的筒壁与斜支撑杆间距的距离传感器，还包括连接所述距离传感器、所述伸缩驱动部、所述驱动模块的控制器，所述控制器用以根据所述距离传感器的检测结果控制所述伸缩驱动部和所述驱动模块带动所述套筒与斜支撑杆周向等间隙设置。
10.可选地，所述套筒包括与所述内杆固接的第一半筒体以及与所述第一半筒体翻转开合连接的第二半筒体，所述第二半筒体和所述内杆之间连接开合油缸。
11.可选地，还包括连接并控制所述控制器的通断电的控制开关。
12.本实用新型还提供一种桩架，包括机身、铰接于所述机身第一端的立柱、一对铰接于所述机身的第二端并倾斜连接所述立柱与所述机身的斜支撑杆，和如上任一项所述的斜支撑杆辅助支撑装置，所述驱动模块的一端和所述剪叉机构的第一端均铰接于所述立柱，
所述套筒一一对应套设于所述斜支撑杆。
13.可选地，所述套筒连接于所述斜支撑杆的1/2处且所述剪叉机构垂直所述斜支撑杆设置。
14.相对于上述背景技术，本实用新型提供一种斜支撑杆辅助支撑装置，该辅助支撑装置可以利用支撑机构第一端的铰接耳与桩架的立柱铰接，然后调节伸缩驱动部使得支撑机构伸长，调节驱动模块使得支撑机构垂直桩架的斜支撑杆，利用支撑机构第二端的套筒间隙套装在斜支撑杆上，当斜支撑杆受压在套筒处的变形大于该周向间隙时，支撑机构和套筒就可以对斜支撑杆起到约束和支撑作用，相当于变相“缩短”了斜支撑杆的长度，根据受压杆件抗压稳定性计算的欧拉公式，斜支撑杆受压失稳的临界压力也即刚度与计算长度的平方呈反比，当套筒设置斜支撑杆的中部时，被套筒分为上下两部分的斜支撑杆的刚度均提升了4倍，从而显著提升了斜支撑杆的刚度；同时利用伸缩驱动部和驱动模块调节套筒和斜支撑杆周向间隙设置，不干涉斜支撑杆的正常工作状态。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型实施例所提供的斜支撑杆辅助支撑装置的工作原理图；
17.图2为图1的a向视图；
18.图3为本实用新型实施例所提供的桩架的正视图；
19.图4为图3的左视图。
20.其中：
21.1-立柱、2-机身、3-斜支撑杆、4-支撑机构；
22.11-铰接座、41-铰接耳、42-销轴、43-剪叉支撑杆、44-伸缩油缸、45-内杆、46-套筒、47-开合油缸、48-调节油缸、49-升降油缸。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
25.请参考图1至图4，图1为本实用新型实施例所提供的斜支撑杆辅助支撑装置的工作原理图，图2为图1的a向视图，图3为本实用新型实施例所提供的桩架的正视图，图4为图3的左视图。
26.本实用新型提供一种斜支撑杆辅助支撑装置，该辅助支撑装置可连接在桩架的立柱1和斜支撑杆3之间，不干涉斜支撑杆3正常升降旋转作业，在斜支撑杆3产生变形趋势时，
利用斜支撑杆辅助支撑装置对斜支撑杆3进行约束支撑，提高了斜支撑杆3的刚度和桩架的稳定性。
27.在本实用新型所提供的一种实施例中，斜支撑杆辅助支撑装置包括支撑机构4，支撑机构4的第一端设置铰接耳41，该铰接耳41用来和桩架的立柱1铰接，支撑机构4的第二端设置套筒46，套筒46能够开合且闭合后的直径大于斜支撑杆3的直径，使得套筒46闭合后能够和斜支撑杆3按照设定的周向间隙同轴设置，既不影响斜支撑杆3的正常工作状态，又能在极端条件下斜支撑杆3受压变形超过与套筒46的间隙时，套筒46和支撑机构4对斜支撑杆3进行支撑约束。此外，驱动模块和支撑机构4的伸缩驱动部则用来调节支撑机构4第二端的位置，使得套筒46能够保持与斜支撑杆3周向间隙设置的状态。
28.考虑到现有桩架通常包括一根立柱1和两根斜支撑杆3，本实用新型一种实施例提供的支撑机构4具体为剪叉支撑机构4，该剪叉支撑机构4包括两根交叉设置的剪叉支撑杆43，两根剪叉支撑杆43的中部通过铰接轴铰接；两根剪叉支撑杆43的第二端均连接伸缩驱动部，伸缩驱动部采用伸缩油缸44，连接在两根剪叉支撑杆43第二端的一对伸缩油缸44相互平行设置。每一个伸缩油缸44的末端连接一根内杆45，套筒46连接在内杆45的末端。
29.为了实现套筒46的开合，套筒46包括两个能够向套筒46的外周向翻转开合的半筒体，也即第一半筒体和第二半筒体，第一半筒体的周向尺寸通常大于第二半筒体，内杆45与第一半筒体固接。为了方便套筒46开合，本实用新型实施例特别在内杆45和第二半筒体之间斜拉连接开合油缸47，通过开合油缸47收缩，带动第二半筒体向外翻转打开，通过开合油缸47伸出，实现套筒46闭合。
30.在进一步的实施例中，一对剪叉支撑杆43之间还连接有开合驱动部，开合驱动部可采用图2所示的开合油缸47，也可根据设置为电动推杆。开合油缸47具体设置剪叉支撑杆43的第二端之间，以便调节一对套筒46的间距，实现套筒46与斜支撑杆3一一对应滑动套装连接。驱动模块采用升降油缸49，升降油缸49的底端用来和立柱1铰接，升降油缸49的顶端则铰接在剪叉机构的铰接点正下方，也即无论剪叉机构如何开合，均不影响升降油缸49的升降运动。
31.作为上述实施例的优选实施方式，本实用新型所提供的斜支撑杆辅助支撑装置进一步包括沿套筒46周向均匀设置的多组距离传感器，利用多组距离传感器检测检测其与斜支撑杆3外壁的间距，以便通过调节伸缩驱动部、驱动模块和调节油缸48，使得套筒46与斜支撑杆3周向等间隙设置，该间隙通常为20mm左右，可根据实际需要上下浮动5～10mm。为了提高调节的便利性，该辅助支撑装置进一步包括控制器，控制器与全部的距离传感器连接，同时控制器还连接伸缩驱动部、驱动模块和调节油缸48，用来根据套筒46周向设置的距离传感器检测的距离控制伸缩驱动部、驱动模块和调节油缸48动作，保证套筒46和斜支撑杆3周向等间距设置。应当注意的是，由于安装之初已经控制调节油缸48运动，使得剪叉支撑杆43的张开角度分别与立柱1和两根斜支撑杆3适配，此时调节油缸48调整间隙仅为微调，剪叉机构的铰接耳41与立柱1的铰接满足该微调需求。
32.上述距离传感器具体采用激光传感器，为了避免斜支撑杆3变形与套筒46内壁接触时损坏距离传感器，距离传感器可参考以下方式安装。示例性的，套筒46内壁开设一环形槽，多组距离传感器装设在环形槽内，环形槽的设置保证斜支撑杆3接触套筒46的内壁时不会损坏距离传感器。此外，还可以在套筒46的周向开设多个贯穿的测距孔，距离传感器装设
在套筒46的外壁并通过测距孔检测与斜支撑杆3壁面的间距。
33.为了保证斜支撑杆3在恶劣工况下受力发生形变及时与套筒46接触，本技术实施例进一步包括连接控制器的控制开关，该控制开关用来控制控制器的通断电。当斜支撑杆辅助支撑装置在安装时，控制开关闭合，控制器得电，基于距离传感器、伸缩驱动部、驱动模块和调节油缸48的控制逻辑得以执行，保证套筒46和斜支撑杆3周向等间隙设置；当斜支撑杆辅助支撑装置安装完成后，将控制开关断开，控制器失电，套筒46和斜支撑杆3等周向间隙控制逻辑不再作用，斜支撑杆3刚产生变形时就会收到套筒46的约束，从而显著提升斜支撑杆3的刚度和桩架的整体稳定性。
34.首先是该斜支撑杆辅助支撑装置的安装，安装时先将该装置的铰接耳41一端安装在立柱1上，将升降油缸49的底端同样铰接在立柱1上；然后驱动开合油缸47打开两个套筒46，调整升降油缸49使整个支撑机构垂直于斜支撑杆3；接着根据套筒46的距离传感器测得的与斜支撑杆3的距离来控制伸缩油缸44、调节油缸48和升降油缸49运动，使得套筒46和斜支撑杆3在各个方向的距离均保持在约20mm间隙；调整好后再将套筒46闭合，即完成了安装定位。
35.在工作中，如果需要调整立柱1的垂直度，则此时立柱1和斜支撑杆3的相对位置会发生变化，此时该辅助支撑装置必须自动适应该变化，以保持套筒46和斜支撑杆3之间的间隙，此时需将控制开关闭合，控制器的控制逻辑生效。
36.本实用新型实施例提供一种桩架，桩架的结构可参考图3和图4，桩架的立柱1与斜支撑杆辅助支撑装置的铰接可参考图2。桩架包括机身2，铰接在机身2第一端的立柱1、铰接在机身2第二端并斜拉连接机身2和立柱1的两组斜支撑杆3，以及连接立柱1和两组斜支撑杆3的如上实施例记载的斜支撑杆辅助支撑装置。两组斜支撑杆3呈角度设置，与立柱1呈三棱锥状；剪叉机构第一端的两组铰接耳41、驱动模块的底端均铰接在立柱1上，剪叉机构第二端的两个套筒46分别一对斜支撑杆3间隙套装连接。为实现与铰接耳41配合，立柱1的预设高度处设置两组铰接座11，铰接座11的中部开设可供铰接耳41放置的竖槽，铰接耳41置于竖槽内，销轴42贯穿铰接座11和铰接耳41实现铰接。应当注意的是，该竖槽的宽度大于铰接耳41的厚度，从而满足开合油缸47微调剪叉机构角度时，剪叉机构第一端的铰接耳41能够在设定间隙内运动。
37.作为优选地，剪叉机构具体的套筒46连接在斜支撑杆3的1/2处，从而在斜支撑杆3在套筒46处发生的形变大于与套筒46的周向间隙时，套筒46对斜支撑杆3限位，将斜支撑杆3位于套筒46上下两部分的刚度均提升4倍，提高桩架的稳定性。
38.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
39.以上对本实用新型所提供的桩架及其斜支撑杆辅助支撑装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。