本文针对目前现有打桩设备作业效率低、维修成本高、维护时间长、价格昂贵等缺陷,研发一种便携式液压打桩机。便携式液压打桩机是具有快速、高效,便于运输及应用广泛等特点的沉桩设备。主要用于防汛抢险、高速公路及铁路护栏建设等工程领域的打桩作业。本文首先对便携式液压打桩机总体方案进行设计研究。便携式液压打桩机主要由液压泵站、主机锤体、高压油管及控制系统组成。其工作原理是:通过液压泵站供油,使夹紧油缸将桩体与主机夹紧,再通过液压泵站给主机垂体供油,使液压锤上下高频振动,冲击砧板,从而实现打桩作业。其次研究分析冲击振动打桩机理。分析土壤结构在打桩过程中的变化以及土壤产生“液化”现象的原因。根据土壤液化条件,设计便携式液压打桩机以达到快速、高效完成打桩作业的要求。第三,根据不同模块,确立了便携式液压打桩机模型,并对其关键部分,即主机锤体,建立动力学模型。根据建立的多自由度的动力学模型,得出动力学微分方程,对微分方程进行求解并就影响沉桩的关键参数(系统加速度、预制桩桩顶冲击力以及土壤阻力)进行计算分析。最后通过利用ANSYS软件对不同土壤条件下沉桩效果进行有限元设计分析,并对不同作业环境打桩机的效率进行计算分析。通过选取桩锤锤击桩体的瞬时进行仿真分析,研究了木质桩、钢管桩、混凝土桩在不同土壤条件下,受到冲击作用力瞬态时,桩体内的应力与时间的变化关系及预制桩的位移与时间的变化关系。从而计算分析便携式液压打桩机效率问题。本文主要对便携式液压打桩机的关键技术进行研究讨论,该成果的成功研究,为进一步研发便携式液压打桩机产品样机奠定良好的理论基础。