专利名称：一种两栖四履带桩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及打桩设备，特别涉及一种两栖四履带桩机。
背景技术：
随着能源形势的日益严峻，近年来风电产业保持快速发展，沿海滩涂地的 风资源得以有效的利用，但还处于初步开发阶段，其中一个难题就是在近海滩 涂风场的施工建设中，缺少机动性强、转场方便和安全可靠的桩机，而现有桩
机设备有两种类型陆上桩机和海上桩机。
其中，对于陆上的打桩设备，如履带式桩机和静压桩机，尽管其陆上转场 机动性好，施工简单，但其行驶和打桩时要求地面承载力较高(MPa级)，滩涂 区退潮时不能直接在滩涂施工(〈50KPa级)，设备易发生沉陷与倾覆；对于海 上的打桩设备，如施工时釆用搭设施工平台或专用打桩船进行基础施工，虽然 具有^艮强的机动性，并可实现海上快速运输，但其吨位大、吃水较深，而且不 能搁浅，在潮间带区域也不适用。另外，近海滩涂地域广阔，地质复杂，承载 力低且分布不均，水位较浅， 一日两潮，海上天气变化无常，上述两种起重打 桩i殳备都无法较好的应用，故进行打桩施工是近海滩涂区域施工作业的一大难 题。
有鉴于此，为了解决近海滩涂区域的正常打桩施工问题，亟待研制开发实 用、高效、经济与安全的两栖打桩设备。
发明内容
针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种两栖四履带桩机， 用于快速、安全、可靠地实现近海滩涂区域的打桩施工。
为实现上述目的，本发明技术方案为 一种两栖四履带桩机，包括工作装 置、专用底盘和助浮装置，所述工作装置包括抱桩夹、锤桩机、送桩器、桅杆、 斜撑、伸缩装置和巻扬；所述专用底盘包括浮箱底盘、支腿板、配重、动力装 置、传动装置和控制装置，所述两栖四履带桩机还包括
至少两个行走装置，每个所述行走装置均包括各自独立控制升降的伸缩油 缸或支腿套、立柱和履带机构；所述伸缩油缸或支腿套垂直固定设置在所述支腿板上，伸缩油缸的活塞杆
固定设置在所述立柱上；
所述动力装置在所述控制装置控制下，将动力输出至所述传动装置，并经 所述传动装置输出至所述行走装置和所述巻扬。
优选地，所述行走装置具体为四个，对称设置在所述浮箱底盘的两侧，且 每侧前后各设置一个。
优选地，所述桅杆为可折叠式导杆。
优选地，所述助浮装置包括设置在所述浮箱底盘底部，或者设置在所述配 重下方的气嚢。
优选地，所述行走装置为液压驱动装置，当所述伸缩油缸的活塞杆伸出时，
所述专用底盘提升。
优选地，所述履带机构包括浮箱、设置在所述浮箱外的浮箱式履带和用于
驱动所述浮箱式履带的驱动轮。
优选地，所述浮箱式履带包括多个宽基履带板。
优选地，所述宽基履带板具体为橡胶或钢宽基履带板。
优选地，每个所述宽基履带板的宽度为0.5至2米。
优选地，所述驱动4仑为两个，所述两个驱动4仑通过双液压马达驱动。
优选地，所述伸缩油缸可置于所述立柱内，所述支腿套垂直固定设置在所
述支腿板上，所述伸缩油缸的活塞杆固定设置在所述支腿套上。 优选地，所述锤桩机采用柴油锤。
优选地，所述两栖四履带桩才几在所述配重前端还设置有防浪板。 本发明所述的两栖四履带桩机与现有技术相比，包括至少两个行走装置， 每个所述行走装置均包括各自独立控制升降的伸缩油缸或支腿套、立柱和履带 机构，因此可以根据具体的地域进行设置，在承载力低且分布不均的浅滩可以 通过调节每个行走装置的高低，实现所述两栖四履带桩机的安装。
图1是本发明两栖四履带桩机的立体结构示意图； 图2A是本发明两栖四履带桩机的主视图； 图2B是本发明两栖四履带桩机的俯视图；图2C是本发明两栖四履带桩机的侧视图3A为本发明两栖四履带桩机在软基滩涂地面，伸缩油釭处于缩回状态 时打桩施工的示意图。
图3B为本发明两栖四履带桩机在水深〈1.8m的浅水位，伸缩油缸处于伸 出状态时打桩施工(或行走)的示意图4为本发明两栖四履带桩机在水深1.8m 3.0m,伸缩油缸伸出，打桩施 工停止(或处于停止行驶状态)时的示意图5为本发明两栖四履带桩机在水深〉3.0m的深水位，伸缩油缸缩回，气 嚢充气使车辆浮起，并下锚固定，打桩施工停止，设备处于漂浮状态时的示意 图6A为本发明两栖四履带桩机在遇到沉陷，提升其中一个行走装置进行 自救的示意图6B为本发明两栖四履带桩机在遇到沉陷，提升四个行走装置进行自救 的示意图7A为本发明所提供的两栖四履带桩机履带机构立体结构示意图。 图7B为图7A中I部隐藏驱动轮上两块履带板后的放大图； 图7C为本发明所提供的履带机构中浮箱立体结构示意图。 图1 —图6中
工作装置1、专用底盘2、行走装置3、助浮装置4、抱桩夹11、锤桩机 12、送桩器13、桅杆14、斜撑15、伸缩装置16、浮箱底盘21、支腿板22、 配重23、伸缩油缸31、立柱32、履带机构33、伸缩油缸缸体311、活塞杆312、 橡胶宽基履带板331、浮箱332、驱动轮333、气嚢41。
具体实施例方式
本发明的设计思想在于，针对近海滩涂或极浅海的特点，提供一种两栖四 履带桩机，以安全、可靠地实现打桩施工。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实 施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参见图1，该图是本发明所提供的两栖四履带桩机的立体结构示意图。 本实施例所4是供的两栖四履带桩机包括工作装置1、专用底盘2、行走装
6置3、助浮装置4。所述工作装置1包括抱桩夹11、锤桩机12、送桩器13、 桅杆14、斜撑15、伸缩装置16。
需要说明的是，由于本发明所述两栖四履带桩机的工作装置1,即抱桩夹 11、锤桩机12、送桩器13、桅杆14、斜撑15、伸缩装置16不是本发明的发 明点所在，工作装置1的具体结构及其工作原理与现有技术大致相同，故在本 实施例中未对它们的具体结构予以详细阐述。
为了详细说明本发明所述专用底盘2、行走装置3及其工作原理，请一并 参见图2A、图2B和图2C，图2A是本发明两栖四履带桩机的主视图，图2B 是本发明两栖四履带桩机的俯视图，图2C是本发明两栖四履带桩机的侧视图。
其中，所述专用底盘2主要由浮箱底盘21、支腿板22、配重23、动力装 置、传动装置、控制装置组成；所述浮箱底盘21与支腿板22和配重23 4并接 而成，所述动力装置、传动装置、控制装置可以设置于浮箱底盘内，这样既可 以实现结构的紧凑，又可以防腐蚀。所述动力装置的动力输出至传动装置，并 经传动装置输出至两个执行机构行走装置3和巻扬(图中未示出)。
另外，所述行走装置3可以包括伸缩油缸31 (或支腿套)、立柱32、履带 机构33。所述履带机构33与所述立柱32连接，所述伸缩油缸31 (或支腿套) 垂直固定设置在所述支腿板22上，其活塞杆312固定设置在所述立柱32上。
由于所述工作装置l是成型设备，可以根据施工的需要配装，考虑到滩涂 区的施工环境独特，设备在设计时主要考虑其在潮间带的通过性和安全性，因 此所述行走装置3采用四履带结构设计，如图1、图2A、图2B或图2C所示， 所述行走装置3可以是两个。
所述行走装置3优选为四个，分别对称设置在所述专用底盘2的两侧，每 侧前后各设置一个，即为所述支腿板22各安装一个所述行走装置3。
其中，所述履带机构33主要由液压马达(图中未示出)、减速箱(图中未 示出)、宽基履带板331、浮箱332和驱动轮333组成。
宽基履带板331具体可以为橡胶宽基履带板。
所述传动装置输出压力油至液压马达，将液体的压力能转换为液压马达输 出轴输出的旋转形式的机械能，经减速箱减速并增大输出扭矩后输出至履带机 构33,进而实现本发明所述两栖四履带桩机的行驶。此外履带机构33采用双液压马达驱动方式，即驱动4仑333为两个。以上结构可参见图7A、图7B和 图7C，图7A为本发明所提供的两栖四履带伸缩臂式起重机履带机构33立体 结构示意图；图7B为图7A中I部隐藏驱动轮333上两块履带板331后的放 大图；图7C为本发明所提供的履带机构33中浮箱332立体结构示意图。
这里特别说明的是，所述履带机构33釆用宽基履带板331，宽基履带板 331的宽度可以为0.5米到2米。
宽基履带板331的宽度优选至少一米宽，即可以获得较小的接地比压，又 可以减少重量，从而使所述两栖四履带桩机下陷小，行走平稳性好，并且起到 抗液化的作用，非常适合滩涂区域或才及浅海进行两栖吊装施工。
通常情况下，本发明所述两栖四履带桩机的打桩工作主要在滩涂软基地面 或者水深0.5m 1.8m浅水位进行，具体请参见图3A和图3B,其中图3A为本 发明两栖四履带桩机在软基滩涂地面，伸缩油缸处于缩回状态时打桩施工的示 意图；图3B为本发明两栖四履带桩才几在水深0.5m 1.8m的浅水位，伸缩油缸 处于伸出状态时打桩施工(或行走)的示意图。
请参见图3A，潮落后，当本发明到达工作地点，展开桅杆14,操作人员 通过所述控制装置下达指令给动力装置，经传动装置输出至两个执行机构伸 缩装置16和巻扬(图中未示出)。打桩前应用2台经绵仪对打桩机进行垂直度 调正，使桅杆14垂直，巻扬提升预制桩，之后进行正常打桩施工，此时所述 伸缩油缸31处于缩回状态。
随着施工的进行，工作区开始涨潮，请参见图3B,当潮水涨到0.5m 1.8m 时，操作人员通过所述控制装置控制所述伸缩油缸31内的油压，使得所述活 塞杆312伸出，此时，所述活塞杆312推动所述专用底盘2上升，进而避免海 浪的冲击，保证安全与稳定的继续进行打桩工作或行驶。
实际上，所述专用底盘2的高低通过所述伸缩油缸31的活塞杆312直线 运动来直接调整的。
进一步，当潮水继续往上涨，请参见图4，该图为本发明两栖四履带桩机 在水深1.8m 3.0m，打桩施工停止(或处于停止行驶状态)时的示意图，此时 伸缩油缸伸出，提升专用底盘2，桅杆14放置水平以降低重心，等潮水下降 到1.8m以下时再次启动施工。需要说明的是，随着潮水的不断上涨，只有在少数情况下水深会超过3m, 当所述两栖四履带桩机不能及时撤出深海区时，海浪的冲击严重影响设备和人 员的安全，潮水将淹没车身，损坏物料及设备等。
为解决上述问题，本发明具体方案描述请参见图5、图7A、图7B及图 7C,图5为本发明在水深〉3.0m深水位，设备处于漂浮状态时的示意图；此时 伸缩油缸31缩回，并下锚固定，打桩施工停止。另外，上述图中所述履带机 构33采用浮箱式履带的方式，在满足行驶要求的同时既可以提供一定的浮力， 又可以降低桩机在有水时的行驶阻力，同时本发明还可以包括助浮装置，所述 助浮装置为随车至少附带一个或两个气嚢41,其位置可以设置于专用底盘2 底部，用于水深大于安全水位时，气泵(图中未示出)快速给气嚢充气，气嚢 41与浮箱履带一起使车辆浮起，为整车提供浮力，将车浮起，保证安全。
实际上，所述气嚢41可以根据实际需要设置为4个或者更多，以提高整 机的浮力。所述助浮装置4可以包括设置在所述浮箱底盘底部，或者设置在所 述配重下方的气嚢。当然，所述助浮装置4可以不局限于设置在所述浮箱底盘 21的底部，只要满足使用需要均在本专利的保护范围内。
由于两栖四履带桩机的专用底盘2可升降使得涉水深度大、重量轻。
特别说明的是，随着潮涨潮落的变化，本发明所提供的两栖四履带桩机需 要在水、陆两种使用状态下工作，上述所有的零部件均采用防水密封结构；本 发明所需的相应防水密封措施不是本发明的发明点所在，基于现有防水密封技 术完全可以实现，因此，在此未予赘述。
除此之外，考虑到滩涂区环境的复杂性，总会发生一些特殊情况，为了保 证所述两栖四履带桩机在这些情况下能顺利施工，设备本身应该具有一定的自 救能力，下面结合附图对所述两栖四履带桩机沉陷时的自救作详细介绍。
参考图6A和图6B，图6A为本发明两栖四履带桩机在遇到沉陷，提升其 中一个行走装置进行自救的示意图；图6B为本发明两栖四履带桩机在遇到沉 陷，提升四个行走装置进行自救的示意图。
当所述两栖四履带桩机发生沉陷而无法走出砂土时，由于两个或者四个所 述行走装置3可独立控制升降，操作人员通过所述控制装置下达指令给动力装 置，经传动装置输出至其中一个行走装置3，此时该所述行走装置3中的活塞杆312收缩，提升所述履带机构33,之后将装有沙土的土工编织袋填入(如 图6A所示)，以相同方法处理其它一条或三条所述履带机构33下面的软土(如 图6B所示)，确保所述两栖四履带桩机驶出沉陷区，达到成功自救目的。
综上所述，本发明具有接地比压小、全液压驱动、行走装置可独立行走和 自由升降的优点，使桩机作业范围大，转场灵活，机动性能好，施工效率高； 另外利用滩涂区远离居民区的特点采用柴油锤，因而无需配备其他复杂的供气 等辅助设备，安装方便、施工准备周期短，但条件允许情况下优选液压锤；模 块化设计以及配装可折叠导杆，并且结构紧凑，使得现场装配时间短，同时随 车带有气嚢助浮装置保证水深大于安全水位时的设备安全，实现了安全、可靠 地进行近海滩涂区域打桩施工。
所述4垂桩机可以选用液压锤。当条件允许的情况下，所述锤桩才几可以采用 柴油锤。另外利用滩涂区远离居民区的特点采用柴油锤，因而无需配备其他复 杂的供气等辅助设备，安装方便、施工准备周期短。
优选地，所述两栖四履带桩才几在所述配重前端还设置有防浪4反。
伸缩油缸31可以设置在立柱32里面。所述支腿套34垂直固定设置在所 述支腿板22上，所述伸缩油缸31的活塞杆312固定设置在所述支腿套34上。
优选地，还增设有防浪板，该板与所述配重前端相连，行驶时用于抵御前 方的海浪。
所述桅杆可以为可折叠式导杆，并且结构紧凑，使得现场装配时间短，作
业范围大，转场时稳定性好。
综上所述，本发明可以实现安全、可靠地在近海滩涂区域打桩施工。 所述两栖四履带桩机在所述配重前端可以设置有防浪板，行驶时用于抵御
前方的海浪。
以上对本发明所提供的两栖四履带桩机进行了详细介绍。本文中应用了具 体个例对本发明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 助理解本发明的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，依据 本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本 说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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权利要求
1、一种两栖四履带桩机，包括工作装置、专用底盘和助浮装置，所述工作装置包括抱桩夹、锤桩机、送桩器、桅杆、斜撑、伸缩装置和卷扬；所述专用底盘包括浮箱底盘、支腿板、配重、动力装置、传动装置和控制装置，其特征在于，所述两栖四履带桩机还包括至少两个行走装置，每个所述行走装置均包括各自独立控制升降的伸缩油缸或支腿套、立柱和履带机构；所述伸缩油缸或支腿套垂直固定设置在所述支腿板上，伸缩油缸的活塞杆固定设置在所述立柱上；所述动力装置在所述控制装置控制下，将动力输出至所述传动装置，并经所述传动装置输出至所述行走装置和所述卷扬。
2、 根据权利要求1所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述行走装置 具体为四个，对称设置在所述浮箱底盘的两侧，且每侧前后各设置一个。
3、 根据权利要求1所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述桅杆为可 折叠式导杆。
4、 根据权利要求1所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述助浮装置 包括设置在所述浮箱底盘底部，或者设置在所述配重下方的气嚢。
5、 根据权利要求1或2所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述行走 装置为液压驱动装置，当所述伸缩油缸的活塞杆伸出时，所述专用底盘提升。
6、 根据权利要求1或2所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述履带 机构包括浮箱、设置在所述浮箱外的浮箱式履带和用于驱动所述浮箱式履带的 马区动轮。
7、 根据权利要求6所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述浮箱式履 带包括多个宽基履带板。
8、 根据权利要求7所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述宽基履带 板具体为橡胶或钢宽基履带板。
9、 根据权利要求7所述的两栖四履带桩机，其特征在于，每个所述宽基 履带板的宽度为0.5至2米。
10、 根据权利要求6所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述驱动轮为两个，所述两个驱动轮通过双液压马达驱动。
11、 根据权利要求10所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述伸缩油 缸可置于所述立柱内，所述支腿套垂直固定设置在所述支腿板上，所述伸缩油 缸的活塞杆固定设置在所述支腿套上。
12、 根据权利要求1所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述锤桩机采 用柴油锤。
13、 根据权利要求1所述的两栖四履带桩机，其特征在于，所述两栖四履带桩机在所述配重前端还设置有防浪板。
全文摘要
本发明公开一种两栖四履带桩机，包括工作装置、专用底盘和助浮装置，所述工作装置包括抱桩夹、锤桩机、送桩器、桅杆、斜撑、伸缩装置和卷扬；所述专用底盘包括浮箱底盘、支腿板、配重、动力装置、传动装置和控制装置，所述两栖四履带桩机还包括至少两个行走装置，每个所述行走装置均包括各自独立控制升降的伸缩油缸或支腿套、立柱和履带机构；所述伸缩油缸或支腿套垂直固定设置在所述支腿板上，伸缩油缸的活塞杆固定设置在所述立柱上；所述动力装置在所述控制装置控制下，将动力输出至所述传动装置，并经所述传动装置输出至所述行走装置和所述卷扬。本发明提供一种两栖四履带桩机，用于快速、安全、可靠地实现近海滩涂区域的打桩施工。
文档编号E02D7/00GK101476322SQ20091004586
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者何马飞, 周保珍, 健 张, 王新明 申请人:三一电气有限责任公司