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沉桩技术广泛应用于建筑,水利,土木等工程施工中,具有举足轻重的地位,目前国内外常用的沉桩技术有静压沉桩,锤击沉桩,振动沉桩等。这些传统沉桩方法在施工中不仅会对桩结构和强度造成不同程度的损伤,使桩无法重复利用,而且施工机械自重过大,使用条件有很大的局限性,因此研发一种快捷并使桩重复使用的射流沉桩设备成为必然。
水射流法沉桩弥补了普通沉桩方法的弊端,使得沉桩变得更加快捷,便利,高效与经济。虚拟样机技术融合了先进建模和仿真技术,现代信息技术,先进设计制造技术,支持对产品的全方位测试,缩短了设计周期,是传统设计与现代高新技术的完美结合。本文通过计算分析,研究满足需要的射流机具的关键部件射流装置和连接装置,而后运用三维绘图软件Pro/E对三者建立三维模型,而借助于有限元分析软件Ansys,在静力分析模块中对连接装置进行仿真和优化,在CFD模块中对射流装置进行射流仿真和优化。
针对黄河河水流速大,对桩体的冲击影响,研究了快速定位装置,并通过现代设计方法进行建模和仿真,对快速定位装置进行了优化。
通过在河南建华管桩有限公司吊装试验,郑州市花园口南裹头黄河水中沉桩试验,以上两个试验的成功,说明利用水射流水中沉桩,完全保证钢筋混凝土预制管桩的结构和强度不受影响,使桩能够重复利用,验证了该研究的可行性和正确性。为现代水利工程、土木工程、建筑工程,及其他相应的管桩施工过程,节约了大量的资金。