在桩基础施工中,液压静力沉桩机以其低噪音、污染小和工作效率高的优良性能获得了广泛的应用,已经成为桩基础施工中一种重要的施工设备。随着不断的应用和开发,其性能也在不断地增加和完善。为了解决在施工过程中遇到砂层导致不能完成施工任务这一问题,在液压静力沉桩机上首次进行了对液压振动压桩系统的设计和研究工作。 液压振动系统的主要特点是在桩机液压系统中的压桩油路产生流体压力变化和波动,从而使沉桩力出现高频的周期变化,产生振动压桩的效果。 本文首先通过对压桩过程的描述和桩与液压静力沉桩机的力学分析,确立了液压振动压桩在桩的强度条件下和液压静力沉桩机工作要求下的压桩频率与压桩力幅值之间的关系;定量分析振动压桩时系统的频率特性,得出了ZYB200B型液压静力沉桩机振动压桩时压桩频率的取值范围和系统能得到的最佳频率值。然后根据液压振动系统设计了振动开关阀,并重点对液压振动系统中的溢流阀和振动开关阀进行了耦合分析和仿真研究,得出压桩油路中流体压力变化的模拟曲线,并根据模拟曲线分析得出流体压力的最高压力值、平均压力值和压桩频率间的相互关系。最后通过现场实验,证实液压振动系统能完成振动压桩工作,实验数据分析表明了压桩系统中流体的压力变化与理论分析相符。 该液压振动系统的设计研究,进一步提高了液压静力沉桩机的性能,促进了液压静力沉桩机向多功能化方向发展。