應(yīng)用于鋼管樁的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于鋼管樁的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，包括渦激振動(dòng)抑制臂、用于安裝渦激振動(dòng)抑制臂的平臺(tái)主體和用于將平臺(tái)主體固定在鋼管上的可拆卸式夾緊裝置，可拆卸式夾緊裝置設(shè)置在平臺(tái)主體的下側(cè)，使用時(shí)鋼管樁固定在平臺(tái)主體下側(cè)中間，渦激振動(dòng)抑制臂在鋼管樁外周等間隔設(shè)置。這種抑制裝置，用于在單樁打設(shè)后的停工期對(duì)打好的鋼管樁加以保護(hù)，這種渦激振動(dòng)抑制裝置在需要的時(shí)候安裝在鋼管樁上，當(dāng)重新開始工程的時(shí)候?qū)⑵湟瞥?，這樣就可以解決對(duì)鋼管樁在需要的時(shí)候加以臨時(shí)保護(hù)的技術(shù)問題，并且可回收再利用。
【專利說(shuō)明】應(yīng)用于鋼管粧的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種渦激振動(dòng)抑制裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種應(yīng)用于鋼管樁的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，深水橋梁樁基工程日益增多，其中鋼管樁成為最為重要的樁基型式之一，應(yīng)用非常廣泛。但鋼管樁樁在施工期內(nèi)由于急流的影響，很有可能會(huì)發(fā)生渦激振動(dòng)效應(yīng)，從而對(duì)鋼管樁產(chǎn)生破壞，這種情況已有多個(gè)案例出現(xiàn)。這類破壞主要發(fā)生在鋼管樁施工期，出現(xiàn)在樁與樁之間未進(jìn)行剛性固定連接且以單樁懸臂形式存在的時(shí)候，當(dāng)多根樁柱架設(shè)橫聯(lián)后，渦激振動(dòng)通常不易出現(xiàn)。但深水區(qū)施工期間受氣象、水文條件的影響，常會(huì)出現(xiàn)單樁打設(shè)后天氣變化被迫停工的情況，這時(shí)未架設(shè)橫聯(lián)的樁基會(huì)存在較大的安全隱患。目前常用的渦激振動(dòng)抑制裝置多是在鋼管表面設(shè)置被動(dòng)渦激振動(dòng)抑制結(jié)構(gòu)如螺旋結(jié)構(gòu)等，或者設(shè)置主動(dòng)渦激振動(dòng)抑制結(jié)構(gòu)如擾流水流或氣流發(fā)生裝置，這些裝置都只適合應(yīng)用于需要長(zhǎng)期保護(hù)的深水立管上，不適合鋼管樁臨時(shí)保護(hù)的需求。如何臨時(shí)保護(hù)鋼管樁樁免遭破壞成為樁基工程中一個(gè)難以解決的技術(shù)問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于鋼管樁的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，用于在單樁打設(shè)后的停工期對(duì)打好的鋼管樁加以保護(hù)，這種渦激振動(dòng)抑制裝置在需要的時(shí)候安裝在鋼管樁上，當(dāng)重新開始工程的時(shí)候?qū)⑵湟瞥?，這樣就可以解決對(duì)鋼管樁在需要的時(shí)候加以臨時(shí)保護(hù)的技術(shù)問題。
[0004]上述技術(shù)問題可以通過如下的技術(shù)手段加以解決:一種應(yīng)用于鋼管樁的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，包括渦激振動(dòng)抑制臂和用于安裝渦激振動(dòng)抑制臂的平臺(tái)主體，使用時(shí)鋼管樁固定在平臺(tái)主體下側(cè)中間，渦激振動(dòng)抑制臂在鋼管樁外周等間隔設(shè)置，其特征在于:可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置還包括用于將平臺(tái)主體固定在鋼管上的可拆卸式夾緊裝置，可拆卸式夾緊裝置設(shè)置在平臺(tái)主體的下側(cè)。通過操作可拆卸式夾緊裝置，將安裝有渦激振動(dòng)抑制臂的平臺(tái)主體固定在鋼管樁頂端，渦激振動(dòng)抑制臂在鋼管樁外周側(cè)面就可以改變鋼管樁后的尾流場(chǎng)，破壞尾流場(chǎng)漩渦的規(guī)律性泄放，從而避免鋼管的自振頻率與漩渦的發(fā)放頻率相接近，由此共振現(xiàn)象產(chǎn)生不了，渦激振動(dòng)也就被抑制住了。
[0005]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型可以做如下的改進(jìn):
[0006]平臺(tái)主體由一個(gè)等邊多邊形結(jié)構(gòu)的框架板、一個(gè)可拆卸式防護(hù)罩和設(shè)于可拆卸式防護(hù)罩頂端的吊環(huán)組成，其中框架板為中間開有電機(jī)軸孔的等邊多邊形結(jié)構(gòu)，其每條邊的相接處設(shè)有軸線水平的鉸接軸，可拆卸式防護(hù)罩的下端通過緊固件(如螺栓)固定在框架板上側(cè)的中間，可拆卸式防護(hù)罩的側(cè)面和頂端設(shè)有供電纜線穿過的開孔。
[0007]框架板可以按需要設(shè)計(jì)為等邊三角形、正方形、正五邊形、正六邊形、正七邊形、正八邊形等形狀、正八邊形結(jié)構(gòu)。為了減輕重量，還可以在框架板上設(shè)置減重孔。正多邊形結(jié)構(gòu)便于均勻等距地在鋼管樁周圍設(shè)置渦流振動(dòng)抑制臂，這樣即使在水流方向發(fā)生變化時(shí)也可以有效地起到渦流振動(dòng)抑制作用。
[0008]可拆卸式夾緊機(jī)構(gòu)包括安裝在可拆卸式防護(hù)罩內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)輪、數(shù)根連桿和固定在連桿其中一端的內(nèi)壁支撐塊，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸豎直向下穿過框架板中間的電機(jī)軸孔，轉(zhuǎn)動(dòng)輪位于框架板的下方并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸相連接；連桿上與內(nèi)壁支撐塊相對(duì)的一端等間隔地鉸接在轉(zhuǎn)動(dòng)輪的外圓上，連接連桿和轉(zhuǎn)動(dòng)輪的鉸接軸的軸線與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸的軸線相平行，連桿長(zhǎng)度的兩倍與轉(zhuǎn)動(dòng)輪的直徑之和大于鋼管樁的內(nèi)徑；連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電纜線從可拆卸式防護(hù)罩上的開孔穿過并匯總至總電纜線。連桿的數(shù)量最少是三根，也可以是四根、五根等需要的數(shù)目。使用時(shí)將轉(zhuǎn)動(dòng)輪、連桿和內(nèi)壁支撐塊伸入鋼管樁內(nèi)壁，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使轉(zhuǎn)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，將內(nèi)壁支撐塊頂緊在鋼管樁內(nèi)壁上，從而起到將整個(gè)渦激振動(dòng)抑制裝置固定在鋼管樁上的作用。
[0009]為起到良好的固定效果，內(nèi)壁支撐塊外徑的弧度與鋼管內(nèi)壁的弧度相同。
[0010]渦激振動(dòng)抑制臂包括機(jī)械搖臂、第一液壓缸、第二液壓缸、搖臂連桿和抑制桿，其中機(jī)械搖臂的下端通過搖臂連桿與抑制桿相連接，搖臂連桿的兩端分別與機(jī)械搖臂和抑制桿鉸接；第一液壓缸的活塞桿與機(jī)械搖臂的上端鉸接，第一液壓缸的缸體與框架板鉸接；第二液壓缸的活塞桿與搖臂連桿相鉸接，第二液壓缸的缸體與機(jī)械搖臂相鉸接；機(jī)械搖臂通過框架板的邊緣處的鉸接軸與框架板相鉸接，機(jī)械搖臂與框架板的鉸接點(diǎn)位于第一液壓缸與機(jī)械搖臂的鉸接點(diǎn)和第二液壓缸與機(jī)械搖臂的鉸接點(diǎn)之間，連接第一液壓缸和第二液壓缸的電線從可拆卸式防護(hù)罩上側(cè)面的開孔穿過并匯總至總電纜線。第一液壓缸和第二液壓缸的協(xié)同伸縮動(dòng)作可是實(shí)現(xiàn)機(jī)械搖臂以其與框架板之間的鉸接軸為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)抑制桿搖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)整抑制桿與鋼管樁之間角度和距離，以適配不同尺寸的鋼管樁的目的。
[0011]抑制桿為扁平的條狀桿結(jié)構(gòu)，抑制桿的外側(cè)表面上設(shè)有多個(gè)凸起的導(dǎo)流件，導(dǎo)流件彼此相互平行設(shè)置。導(dǎo)流件起分流作用，從而抑制渦激振動(dòng)的產(chǎn)生和大大減少渦激振動(dòng)的能量，保持鋼管樁的穩(wěn)定性。
[0012]抑制桿為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)側(cè)表面上設(shè)有電磁吸盤，連接電磁吸盤的電線從抑制桿內(nèi)部通過，從抑制桿頂部穿出后，再由可拆卸式防護(hù)罩上側(cè)面的開孔穿過并匯總至總電纜線。通電后電磁吸盤能夠吸附在鋼管上，從而保證抑制桿能牢牢的夾緊鋼管樁。
[0013]可拆卸式防護(hù)罩內(nèi)還安裝有一個(gè)可拆卸式蓄電池，所述蓄電池通過電線與所述電磁吸盤相連接。在停工期，當(dāng)將本實(shí)用新型安裝固定在鋼管樁頂部完畢后可以撤走施工裝置并斷開總電纜線與電源的連接，此時(shí)由蓄電池繼續(xù)對(duì)電磁吸盤進(jìn)行供電，以保證電磁吸盤可以繼續(xù)工作，保持吸附力。當(dāng)蓄電池內(nèi)電量耗盡，可以拆出更換或者進(jìn)行充電。
[0014]本實(shí)用新型的有益之處在于:施工期鋼管樁以單根懸臂樁形式存在時(shí)，將本實(shí)用新型的平臺(tái)本體通過其夾緊裝置固定在鋼管樁的頂部，渦激振動(dòng)抑制臂環(huán)繞鋼管樁外部，對(duì)鋼管樁進(jìn)行臨時(shí)的保護(hù)，當(dāng)天氣轉(zhuǎn)好，需要繼續(xù)施工時(shí)，可以移除該保護(hù)裝置，從而繼續(xù)施工，保證工程的安全順利地開展，并且本實(shí)用新型可以很好地回收利用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的立體圖；
[0016]圖2是平臺(tái)主體的立體圖1 (安裝有可拆卸式夾緊機(jī)構(gòu))；
[0017]圖3是平臺(tái)主體的立體圖1 (安裝有可拆卸式夾緊機(jī)構(gòu))；
[0018]圖4是可拆卸式夾緊機(jī)構(gòu)的立體圖；
[0019]圖5是渦激振動(dòng)抑制臂的立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0021]如圖1所示應(yīng)用于鋼管樁的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，包括渦激振動(dòng)抑制臂3、用于安裝渦激振動(dòng)抑制臂3的平臺(tái)主體I和用于將平臺(tái)主體I下側(cè)固定在鋼管樁上的可拆卸式夾緊裝置2。
[0022]如圖2所示，其中的平臺(tái)主體I由一個(gè)正八邊形結(jié)構(gòu)的框架板11、一個(gè)可拆卸式防護(hù)罩12和設(shè)于可拆卸式防護(hù)罩頂端的吊環(huán)13組成，其中框架板11的中心位置開有電機(jī)軸孔，板身上開有減重孔15，此外，框架板11的每條邊的相接處設(shè)有軸線水平的鉸接軸14。而可拆卸式防護(hù)罩12的下端通過螺栓固定在框架板上側(cè)的中間，其側(cè)面和頂端設(shè)有供電纜線穿過的開孔，除此以外，可拆卸式防護(hù)罩12的內(nèi)部還安裝有一個(gè)可拆卸式蓄電池。
[0023]如圖3所示，可拆卸式夾緊機(jī)構(gòu)2包括安裝在可拆卸式防護(hù)罩12內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)21、轉(zhuǎn)動(dòng)輪22、四根連桿23和固定在連桿23其中一端的內(nèi)壁支撐塊24，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)21為伺服電機(jī)，其電機(jī)軸豎直向下穿過框架板11中間的電機(jī)軸孔并且固定在框架板11上。轉(zhuǎn)動(dòng)輪22位于框架板11的下方并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的電機(jī)軸相連接；四根連桿23上與內(nèi)壁支撐塊24相對(duì)的一端等間隔地鉸接在轉(zhuǎn)動(dòng)輪的外圓上，連接連桿23和轉(zhuǎn)動(dòng)輪22的鉸接軸的軸線與驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的電機(jī)軸的軸線相平行，連桿23長(zhǎng)度的兩倍與轉(zhuǎn)動(dòng)輪22的直徑之和大于鋼管樁的內(nèi)徑；連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的電纜線從可拆卸式防護(hù)罩12上的開孔穿過。如圖4所示，渦激振動(dòng)抑制臂3共有八組，每組包括機(jī)械搖臂31、第一液壓缸32、第二液壓缸33、搖臂連桿34和抑制桿35,其中機(jī)械搖臂31的下端通過搖臂連桿34與抑制桿35相連接,搖臂連桿34的兩端分別與機(jī)械搖臂31和抑制桿35鉸接；第一液壓缸32的活塞桿與機(jī)械搖臂31的上端鉸接，第一液壓缸32的缸體與框架板11鉸接；第二液壓缸33的活塞桿與搖臂連桿34相鉸接，第二液壓缸33的缸體與機(jī)械搖臂31相鉸接；機(jī)械搖臂31通過框架板11的邊緣處的鉸接軸與框架板11相鉸接，機(jī)械搖臂31與框架板11的鉸接點(diǎn)位于第一液壓缸32與機(jī)械搖臂31的鉸接點(diǎn)和第二液壓缸33與機(jī)械搖臂的鉸接點(diǎn)31之間，連接第一液壓缸32和第二液壓缸33的電線從可拆卸式防護(hù)罩12上側(cè)面的開孔穿過并匯總至總電纜線。抑制桿35為扁平中空的條狀桿結(jié)構(gòu)，抑制桿35的外側(cè)表面(朝向鋼管樁的一面為抑制桿的內(nèi)側(cè)表面，相對(duì)的一面為外側(cè)表面)上設(shè)有多個(gè)凸起的導(dǎo)流件351，導(dǎo)流件351彼此相互平行設(shè)置。導(dǎo)流件351起分流作用，可抑制渦激振動(dòng)的產(chǎn)生和大大減少渦激振動(dòng)的能量，保持鋼管樁的穩(wěn)定性。抑制桿35的內(nèi)側(cè)表面上設(shè)有電磁吸盤352,連接電磁吸盤的電線從抑制桿內(nèi)部通過，從抑制桿35頂部穿出后，再由可拆卸式防護(hù)罩12上側(cè)面的開孔穿過并匯總至總電纜線，除此以外，可拆卸式防護(hù)罩12內(nèi)安裝的可拆卸式蓄電池也通過電線與電磁吸盤352相連接。通電后電磁吸盤產(chǎn)生磁力，能夠吸附在鋼管上，從而保證抑制桿35能牢牢的夾緊鋼管樁，當(dāng)整體裝置安裝固定完畢后可以斷開總電纜線與電源的連接，此時(shí)由蓄電池繼續(xù)對(duì)電磁吸盤352進(jìn)行供電，以保證電磁吸盤可以繼續(xù)工作，保持吸附力。
[0024]使用時(shí)通過可拆卸式夾緊裝置2將鋼管樁固定在平臺(tái)主體下側(cè)中間，渦激振動(dòng)抑制臂3在鋼管樁外周等間隔設(shè)置，通電讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，使轉(zhuǎn)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，將內(nèi)壁支撐塊頂緊在鋼管樁內(nèi)壁上，從而使本實(shí)用新型固定在鋼管樁上，驅(qū)動(dòng)液壓缸動(dòng)作使抑制桿緊密包覆鋼管樁，同時(shí)使電磁吸盤產(chǎn)生磁力，將抑制桿吸附在鋼管樁上。當(dāng)急流來(lái)到時(shí)，抑制臂上導(dǎo)流件就起到了分流的作用，從而改變鋼管樁后的尾流場(chǎng)，破壞原來(lái)尾流場(chǎng)漩渦的規(guī)律性泄放，從而避免鋼管的自振頻率與漩渦的發(fā)放頻率相接近，由此共振現(xiàn)象產(chǎn)生不了，渦激振動(dòng)也就被抑制住了。在需要停工的時(shí)候反向操作，使電磁吸盤斷電，驅(qū)動(dòng)液壓缸動(dòng)作使抑制桿離開鋼管樁，可拆卸事夾緊裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，平臺(tái)本體松脫，再使用起重機(jī)械通過吊環(huán)將本實(shí)用新型移除即可。
[0025]以上實(shí)施例是供理解本實(shí)用新型之用，并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在權(quán)利要求所述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可以作出多種變化或變型，這些變化或變型應(yīng)當(dāng)理解為仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于鋼管樁的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，包括渦激振動(dòng)抑制臂和用于安裝渦激振動(dòng)抑制臂的平臺(tái)主體，使用時(shí)鋼管樁固定在平臺(tái)主體下側(cè)中間，所述渦激振動(dòng)抑制臂在鋼管樁外周等間隔設(shè)置，其特征在于:所述可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置還包括用于將平臺(tái)主體固定在鋼管上的可拆卸式夾緊裝置，所述可拆卸式夾緊裝置設(shè)置在平臺(tái)主體的下側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于:所述平臺(tái)主體由一個(gè)等邊多邊形結(jié)構(gòu)的框架板、一個(gè)可拆卸式防護(hù)罩和設(shè)于可拆卸式防護(hù)罩頂端的吊環(huán)組成，其中框架板為中間開有電機(jī)軸孔的等邊多邊形結(jié)構(gòu)，其每條邊的相接處設(shè)有軸線水平的鉸接軸，所述可拆卸式防護(hù)罩的下端通過緊固件固定在框架板上側(cè)的中間，可拆卸式防護(hù)罩的側(cè)面和頂端設(shè)有供電纜線穿過的開孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于:所述框架板為正八邊形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于:所述可拆卸式夾緊機(jī)構(gòu)包括安裝在所述可拆卸式防護(hù)罩內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)輪、數(shù)根連桿和固定在連桿其中一端的內(nèi)壁支撐塊，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸豎直向下穿過所述框架板中間的電機(jī)軸孔，轉(zhuǎn)動(dòng)輪位于所述框架板的下方并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸相連接；所述連桿上與內(nèi)壁支撐塊相對(duì)的一端等間隔地鉸接在轉(zhuǎn)動(dòng)輪的外圓上，連接連桿和轉(zhuǎn)動(dòng)輪的鉸接軸的軸線與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電機(jī)軸的軸線相平行，連桿長(zhǎng)度的兩倍與轉(zhuǎn)動(dòng)輪的直徑之和大于鋼管樁的內(nèi)徑；連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電纜線從所述可拆卸式防護(hù)罩上的開孔穿過并匯總?cè)肟傠娎|線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于:所述連桿的數(shù)量為四根。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于:所述內(nèi)壁支撐塊外徑的弧度與鋼管內(nèi)壁的弧度相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于:所述渦激振動(dòng)抑制臂包括機(jī)械搖臂、第一液壓缸、第二液壓缸、搖臂連桿和抑制桿，其中機(jī)械搖臂的下端通過搖臂連桿與抑制桿相連接，所述搖臂連桿的兩端分別與機(jī)械搖臂和抑制桿鉸接；第一液壓缸的活塞桿與機(jī)械搖臂的上端鉸接，第一液壓缸的缸體與所述框架板鉸接；第二液壓缸的活塞桿與搖臂連桿相鉸接，第二液壓缸的缸體與機(jī)械搖臂相鉸接；機(jī)械搖臂通過所述框架板的邊緣處的鉸接軸與框架板相鉸接，機(jī)械搖臂與框架板的鉸接點(diǎn)位于第一液壓缸與機(jī)械搖臂的鉸接點(diǎn)和第二液壓缸與機(jī)械搖臂的鉸接點(diǎn)之間，連接第一液壓缸和第二液壓缸的電線從所述可拆卸式防護(hù)罩上側(cè)面的開孔穿過并匯總至總電纜線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可回收式渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于:所述抑制桿為扁平的條狀桿結(jié)構(gòu)，抑制桿的外側(cè)表面上設(shè)有多個(gè)凸起的導(dǎo)流件，所述導(dǎo)流件彼此相互平行設(shè)置。
【文檔編號(hào)】E02D31/10GK204040034SQ201420495357
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】李強(qiáng), 陳禹, 毛海鳴, 施騫, 段瑋瑋 申請(qǐng)人:浙江海洋學(xué)院, 恒尊集團(tuán)有限公司