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第七章 桩工机械及水工机械 第一节 预制桩施工机械 第二节 桩架 第三节 灌注桩成孔机械 第四节 水泵 第一节 预制桩施工机械 一、柴油打桩锤 利用桩锤的冲击部分(锤体)上下跳动所产生的冲击力和柴油燃烧爆发的能量，把桩打入地层的机械称为柴油打桩锤打桩机，通常简称柴油打桩锤。按桩锤的动作特点和结构的不同，它可分为导杆式和筒式。所谓导杆式，是锤体沿两根导杆上下跳动;所谓筒式，是锤体在一个具有吸排气孔和喷油孔的钢筒里上下跳动。 第一节 预制桩施工机械 (一)构造组成 1.导杆式柴:由打桩锤 导杆式柴油打桩锤是公路桥梁、民用及工业建筑中常使用的小型柴油打桩锤。根据柴油打桩锤冲击部分(汽缸)的质量可分为D1-600, D1-1200, D1-1 800三种。它的特点是整机质量轻，运输、安装方便，可用于打木桩、板桩、钢板桩及小型钢筋混凝土桩，也可用来打砂桩与素混凝土桩的沉管。 导杆式柴油打桩锤由活塞、缸锤、导杆、顶横梁、起落架和燃油系统组成，如图7-1所示。 第一节 预制桩施工机械 2.筒式柴:由打桩锤 图7-2所示为MH72B型筒式柴油打桩锤，它由锤体、燃油供应系统、润滑系统、冷却系统和起落架组成。 (二)工作原理 1.导杆式柴油打桩锤的工作原理 导杆式柴油打桩锤的工作原理基本上类似于二冲程柴油发动机。 第一节 预制桩施工机械 工作时卷扬机将气缸提起挂在顶横梁上，拉动脱钩杠杆的绳子，挂钩自动脱钩，气缸沿导杆下落套住活塞后，压缩气缸内的气体，气体温度迅速上升「图7-3 (a)」。当压缩到一定程度时，固定在缸锤4(图7-1)的撞击销11推动曲臂7旋转，推动燃油泵柱塞，使燃油从喷油嘴5喷到燃烧室12「图7-3 (b)」。呈雾状的燃油与燃烧室内的高压高温气体混合，立刻自燃爆炸「图7-3 (c)」,一方面将活塞下压，打击桩下沉;另一方面使气缸跳起，当气缸完全脱离活塞后，废气排除，同时新鲜空气进入「图7-3 (d)」 。当气缸再次下落时，一个新的工作循环开始。 第一节 预制桩施工机械 2.筒式柴油打桩锤的工作原理 如图7-4 ( a)所示，桩锤启动时，卷扬机将上活塞提起，在提升的同时完成吸气和燃油泵的吸油。如图7-4 ( b)所示，上活塞下落时一部分动能用于对缸内空气进行压缩，使其达到高温、高压状态;另一部分动能则转化成冲击的机械能，对下活塞进行强力冲击，使桩下沉，与此同时，下活塞顶部球碗中的燃油被冲击成雾状。如图7-4 ( c)所示，雾化了的柴油与高温、高压空气混合，自行燃烧、爆发膨胀，一方面下活塞再次受到冲击二次打桩，另一方面推动上活塞上升，增加其势能。 第一节 预制桩施工机械 如图7-4 (d)所示，上活塞继续上升越过进、排气口时，进、排气口打开，排出缸内的废气，当上活塞跳越过燃油泵曲臂时，燃油泵吸入一定量的燃油，以供下一工作循环向缸内喷油。如图7-4 ( c)所示，上活塞继续上行，汽缸内容积增大，压力下降，新鲜空气被吸入缸内。如图7-4 (f)所示，上活塞上升到一定高度，失去动能，又靠自重自由下落，下落至进、排气口前，将缸内空气扫出一部分至缸外，然后继续下落，开始下一个工作循环。 第一节 预制桩施工机械 (三)性能指标 紫油打桩锤有以下性能指标: (1)总质量。表示包括起落架装置，但除去燃油、润滑油、冷却水后的质量。 (2)活塞质量。活塞的质量规定是仅装有活塞环的状态，而在装有导向环的情况下，则应包括导向环的质量。在活塞顶部没有润滑油室的场合，应除去润滑油的质量。 第一节 预制桩施工机械 (3)冲击能量。指一个循环内使冲击体获得的最大能量。冲击能量用于求桩的动态支撑力，一般可利用桩停止贯入时的实际质量和活塞冲程来确定。 (4)活塞冲程。指活塞相对气缸移动的距离。冲程越高，获得的能量越大。但冲程过大，容易将桩打坏，并使气缸构造复杂化，加工也困难，同时还会使冲击频率减少，降低打桩效率。筒式打桩锤的最大冲程都限制在2.5m以内。 第一节 预制桩施工机械 (5)冲击频率。指活塞每分钟冲击的次数。冲击次数随活塞冲程而变化，冲程越高，则冲击次数越少。冲程与冲击次数的关系随机型而异。如果把活塞看成自由下落体，通过计算求出冲击次数的数值，可用下式表示: 式中 N——每分钟冲击次数((min-1); H——活塞冲程(m) ; g——重力加速度(9. 8 m/s2 ) o 第一节 预制桩施工机械 (6)极限贯入度。是指活塞一次冲