установка для погружения свай или шпунта

Формула изобретения

Установка для погружения свай или шпунта, включающая базовую машину, смонтированный на ней вдавливающий механизм, стрелу с направляющими, пригрузы и аутригеры, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена несущей рамой, опорной плитой, порталом с цилиндром и механизмом подъема погружателя, причем вдавливающий механизм выполнен в виде канатно-блочной системы, состоящей из погружателя с подвижными блоками и неподвижными блоками, закрепленными на несущей раме, и канатом, один конец которого закреплен на барабане лебедки, а другой конец - на несущей раме, причем погружатель оборудован механизмом его подъема, выполненным в виде гидроцилиндров одностороннего действия с канатным полиспастом, и системой сброса рабочей жидкости, при этом опорная плита расположена под ходовой частью базовой машины и через направляющие рельсы посредством катков подвешена к ходовой части с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль гусениц ходовой части, а передние аутригеры оборудованы гидроцилиндрами горизонтального выдвижения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству свайных фундаментов.

Известна установка для погружения свай или шпунта, включающая базовую машину, смонтированный на ней вдавливающий механизм с гидродомкратами и зажимом, поворотную стрелку с шарнирно прикрепленной к ней поворотной направляющей, пригрузочное приспособление и аутригеры (см., например авторское свидетельство N 734346, кл. E 02 D 7/20, 1978 г.).

Известна установка для погружения свай или шпунта, включающая базовую машину, смонтированный на ней вдавливающий механизм, стрелу с направляющими и аутригеры (см. авторское свидетельство СССР N 1612057, кл. E 02 D 7/00, 1988 г.).

Недостатком этих установок является недостаточное усилие вдавливания, а также невысокая устойчивость и маневренность.

Дополнительное снабжение установки несущей рамой, опорной плитой, порталом с цилиндром и механизмом подъема погружателя, позволяет повысить маневренность и устойчивость установки, повысить производительность погружения и безопасность работы, уменьшить минимальное расстояние до существующих зданий.

Выполнение вдавливающего механизма в виде канатно-блочной системы, состоящей из погружателя с подвижными блоками и неподвижными блоками, закрепленными на несущей раме, и канатом, один конец которого закреплен на барабане лебедки, а другой конец закреплен на несущей раме, позволяет выполнять погружение в один прием без перехвата сваи.

Оборудование погружателя механизмом его подъема, выполненным в виде гидроцилиндров одностороннего действия с канатным полиспастом, и системой сброса рабочей жидкости позволяет повысить безопасность работы за счет отказа от противовесов.

Расположение опорной плиты под ходовой частью базовой машины посредством катков через направляющие рельсы с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль гусениц ходовой части позволяет уменьшить давление на грунт, а также выполнить вдавливание рядом с существующими сооружениями.

Оборудование передних аутригеров гидроцилиндрами горизонтального выдвижения позволяет изменять опорные вылиты в зависимости от условий строительной площадки.

Сущность заявляемого изобретения выражается совокупностью существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата, который заключается в увеличении усилия вдавливания, а также устойчивости и маневренности установки.

Заявляемая совокупность существенных признаков находится в причинно-следственной связи к достигаемому результату.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить его соответствие критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники.

Предложенная установка для погружения свай или шпунта является промышленно применимой с помощью существующих технических средств и соответствует критерию "изобретательский уровень", так как она явным образом не следует из уровня техники, при этом из последнего не выявлено предписываемых преобразованию и характеризуемых отличительными от прототипа существенных признаков, необходимых для достижения указанного технического результата.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена установка для погружения сваи или шпунта, вид сбоку, на фиг. 2 - то же, вид спереди, на фиг. 3 - то же, вид сверху, на фиг. 4 - механизм подъема погружателя.

Установка для погружения свай или шпунта включает базовую машину 1, смонтированный на ней вдавливающий механизм 2, стрелу 3 с направляющими, пригрузы 4 и аутригеры 5 и 6. Установка дополнительно снабжена несущей рамой 7, опорной плитой 8, порталом 9 с цилиндром 10, погружателем 11 и механизмом подъема погружателя 12. Вдавливающий механизм 2 выполнен в виде канатно-блочной системы, состоящей из погружателя 11 с подвижными блоками 13 и неподвижными блоками 14, закрепленными на несущей раме 7, и канатом 15, один конец которого закреплен на барабане лебедки 16, а другой конец закреплен на несущей раме 7. Погружатель 11 оборудован механизмом его подъема 12, выполненным в виде гидроцилиндров одностороннего действия 17 с канатным полиспастом 18, и системой сброса рабочей жидкости 19. Опорная плита 8 расположена под ходовой частью базовой машины и через направляющие рельсы 20 посредством катков 21 подвешена к ходовой части с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль гусениц ходовой части, а передние аутригеры 5 оборудованы гидроцилиндрами 22 горизонтального выдвижения.

Установка для погружения свай или шпунта монтируется на базовой машине 1, например, на гусеничном кране РДК-25, и включает несущую раму 7, которая нижними проушинами с помощью осей крепится на стреловых проушинах 23 базовой машины, а верхним поясом посредством тяг 24 с проушинами 25 в машинном отделении поворотной платформы края. Копровая стрела 3 посредством оси 26 соединяется с проушинами 27 на несущей раме 7 и с помощью осей 28 и 29, через раскос 30 с порталом базовой машины 1. Спереди копровой стрелы 3 с возможностью перемещения вдоль ее направляющих навешен погружатель 11, который посредством каната 31, через направляющие блоки 32 копровой стрелы 3 соединен механизмом подъема погружателя 12, а через блоки 13 на погружателе 11, с помощью канатов 15 вдавливающего полиспаста 33 соединен с неподвижными блоками 14 на несущей раме 2 и далее с барабаном главной лебедки 16 базовой машины 1.

На несущей раме 7 с боков смонтированы передние аутригеры 5 с шарнирно закрепленными опорными плитами 34, которые посредством гидроцилиндров 22 могут выдвигаться в стороны.

На поворотной платформе базовой машины 1 со стороны противовеса с помощью осей 35 навешен задний аутригер 6, на котором шарнирно закреплена выдвижная опорная плита 36.

На несущей раме 7 установлена гидравлическая насосная станция 37, а также имеются контейнеры 38 для укладывания пригрузов 4.

Базовая машина 1 размещена на опорной плите 8, размеры которой соответствуют размерам ходовой части базовой машины в плане. На опорной плите 8 имеются направляющие рельсы 20, через которые посредством катков 21 плита 8 подвешена к ходовой части крана и имеет возможность смещения вдоль нее на величину, равную разности между длиной и шириной плиты 8.

Вдавливание сваи 39 происходит в результате перемещения погружателя 11 по направляющим 35 полиспаста 33, при наматывании каната 15 на барабан главной лебедки 16. Реактивные силы, возникающие при этом, гасятся пригрузами 4, весом всего навесного оборудования и базовой машины 1.

Установка работает следующим образом. С помощью гидроцилиндров 22 передние аутригеры 25 выдвигаются в стороны, обеспечивая свободный поворот установки вокруг своей оси. Далее с помощью аутригеров 5 и 6, на плитах 34 и 36, установку вместе с опорной плитой 38 поднимают над поверхностью грунта. Затем с помощью механизмов поворота базовой машины устанавливают нужное направление перемещения установки, а с помощью вращения гусениц перемещают опорную плиту 8 относительно ходовой части. Затем поднимают плиты 34 и 36 и, при необходимости, установку по опорной плите 8 перемещают в направлении на точку погружения сваи. Данные операции повторяются до наезда на точку вдавливания. Далее при работающей гидравлической насосной станции 37 включается главная лебедка 16 "на майна", при этом погружатель 11 сваи, с помощью механизма подъема 12, поднимается на нужную высоту. Посредством каната 40, свайной лебедки 41, сваю 39 подтаскивают, заводят под наголовник 42 погружателя 11 и устанавливают на точку погружения. Затем с помощью передних 5 и заднего 6 аутригеров, а также цилиндра 10 на портале 9 сваю 39 устанавливают в вертикальное положение. При включении в работу главной лебедки 16 "на вира" усилие от ее каната 15 передается посредством полиспаста 33 через блоки 14 на несущей раме 7 на блоки 13 погружателя 11, который перемещается вдоль копровой стрелы 3 вниз, вдавливая сваю 39.

Механизм подъема погружателя 12 представляет собой цельный блок из двух гидроцилиндров 17 с канатным полиспастом 18, неподвижная обойма 43 которого жестко крепится к копровой стреле 3, и с помощью оси 44 соединена с гильзовыми проушинами гидроцилиндров 17. От неподвижной обоймы 43 полиспаста 18 через направляющие блоки 32 отводится канат 31 для подъема погружателя 11. Подвижная обойма 45 полиспаста 18 с помощью оси 46 соединена со штоками гидроцилиндров 17. Перемещение подвижной обоймы 45 происходит по задним направляющим 47 копровой стрелы 3.

Гидроцилиндры 17 являются цилиндрами одностороннего действия, поршневые камеры 48 которых соединены между собой, и через обратный клапан 49 подключены к напорной магистрали гидросистемы 50, а через редукционно-предохранительный клапан 51 к обратной магистрали 52; при этом усилие в сбегающем канате 31 полиспаста 18 механизма подъема погружателя N, кH, определяется из равенства:

N = AP_цfⁿ(f-1)/(fⁿ-1) (1)

и должно удовлетворять следующему условию:

N_р > N > Q_п (2)

где A - суммарная площадь поршней гидроцилиндров, см²,

N_р - разрывное усилие каната полиспаста механизма подъема погружателя, кH;

P_ц - рабочее давление в гидросистеме, МПа;

Q_п - суммарный вес погружателя свай и веса каната во вдавливающем полиспасте, кH;

f - коэффициент, учитывающий потери от трения и жесткости канатов при огибании блока;

n - кратность запасовки полиспаста механизма подъема погружателя.

При работающей насосной станции 37 в поршневой камере 48 гидроцилиндров 17, а следовательно, и в канате 31, исходя из равенства (1), всегда существует усилие, которое превышает усилие, создаваемое весом погружателя 11 и веса каната 15 вдавливающего полиспаста 33. При этом статическое положение погружателя 11 обеспечивается вдавливающим полиспастом 33 при неработающей главной лебедке 16.

При работе главной лебедки 16 "на майна" во вдавливающем полиспасте 33 удерживающее усилие ослабевает и под действием гидроцилиндров 17 происходит перемещение подвижной обоймы 45 вверх по направляющим 47, что приводит к укорочению каната 31 и, как следствие, к подъему погружателя 11 вверх по направляющим копровой стрелы 3.

При работе главной лебедки 16 "на вира" во вдавливающем полиспасте 33 создается усилие, значительно превышающее удерживающее усилие в канате 31, которое через полиспаст 18 механизма подъема погружателя 12 и поршни цилиндров 17 передается на гидравлическую жидкость. При достижении в цилиндрах 17 давления, большего чем давление P_ц, обратный клапан 49 перекрывает доступ гидравлической жидкости из цилиндров в напорную магистраль 50 и происходит сброс рабочей жидкости через редукционно-предохранительный клапан 51 в обратную магистраль 52. При этом происходит задвижение штоков гидроцилиндров 17, сближение подвижной 45 и неподвижной 43 обойм и, как следствие, удлинение каната 31, что дает возможность погружателю 11 перемещаться вниз вдоль копровой стрелы 3. В обоих случаях, как при работе главной лебедки "на майна", так и "на вира", обеспечивается постоянное натяжение канатов 15 и 31 и, соответственно, вдавливающего полиспаста 33 механизма подъема погружателя 12.