NL8403839A

NL8403839A - PILOT CAP FOR TRANSMISSION OF POWER BETWEEN A PILOT AND A PILOT.

Info

Publication number: NL8403839A
Application number: NL8403839A
Authority: NL
Original assignee: Bredero Nv
Priority date: 1984-12-18
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1986-07-16
Also published as: NL186188B; NL186188C; EP0185435A1

Description

NO 32.802NO 32,802

Korte aanduiding: Heimuts voor het overbrengen van kracht tussen een heiblok en een heipaal.Short designation: Pile cap for transferring force between a pile driver and a pile.

De uitvinding heeft betrekking op een heimuts voor het overbrengen van kracht tussen een heiblok en een heipaal, welke heimuts een hoeveelheid door het heiblok te belasten dempingsmateriaal omvat.The invention relates to a pile cap for transferring force between a pile driver and a pile, the pile cap comprising an amount of damping material to be loaded by the pile driver.

Het doel van een heimuts is het beschermen van zowel 5 heiblok als heipaal tegen te hoge spanningspieken. Bekend is om als dempingsmateriaal in heimutsen hout of kunststof toe te passen. Hout is in het beginstadium te zacht waardoor relatief veel energie wordt geabsorbeerd. Tijdens het heien wordt het hout tot een steeds vastere massa gecomprimeerd hetgeen ertoe leidt dat te grote piekspanningen optreden en 10 de kop van de heipaal wordt beschadigd. Bovendien kan het hout in brand vliegen. Gepoogd werd deze bezwaren te ondervangen door het hout in de heimuts door een stuk polypenko-kunststof te vervangen. Het bleek echter dat binnen het massieve stuk kunststof bij het heien hoge inwendige spanningen ontstaan en dat als gevolg daarvan de kunststof snel veroudert en 15 de levensduur ontoelaatbaar kort wordt.The purpose of a piling cap is to protect both the pile driver and the pile against too high voltage peaks. It is known to use wood or plastic as a cushioning material in piling caps. Wood is too soft in the initial stage, so that a relatively large amount of energy is absorbed. During pile driving, the wood is compressed to an increasingly solid mass, which leads to excessive stresses occurring and the head of the pile being damaged. In addition, the wood can catch fire. An attempt was made to overcome these objections by replacing the wood in the piling cap with a piece of polypenko plastic. However, it was found that high internal stresses arise during the pile driving within the solid piece of plastic and that as a result the plastic ages rapidly and the service life becomes unacceptably short.

Een belangrijke verbetering leek het zogenaamde hydro-blok, dat is een met olie en onder voorspanning staand gas gevulde muts die onder het heiblok is bevestigd. De gasdruk wordt zo opgevoerd dat een hoge voorspannende kracht (bijvoorbeeld 1000 kN) ontstaat, waarbij 20 door overschrijding van deze waarde tijdens de heislag, het gas wordt gecomprimeerd. Op deze wijze kan de grootte van de krachtoverdracht worden beperkt en de tijdsduur ervan worden verlengd. De optredende spanningen zijn te beïnvloeden door de voorspanning. Niettemin vertoont het spannings-verloop eerst een ontoelaatbare piek voordat uitvlakking van de spanning 25 plaats vindt.An important improvement seemed to be the so-called hydro-block, which is a cap filled with oil and pre-tensioned gas, which is attached under the pile driver. The gas pressure is increased in such a way that a high biasing force (for example 1000 kN) is created, whereby the gas is compressed by exceeding this value during the pile driving stroke. In this way, the magnitude of the power transfer can be limited and its duration extended. The occurring voltages can be influenced by the pre-tension. Nevertheless, the voltage variation shows an impermissible peak before the voltage is leveled out.

Met de uitvinding wordt beoogd de nadelen van bekende heimutsen te vermijden en een heimuts te verschaffen die een hoge piek-spanning zonder bezwaren kan opnemen en die toch een lage elasticiteits-modulus vertoont.The object of the invention is to avoid the drawbacks of known piling caps and to provide a piling cap which can absorb a high peak tension without drawbacks and yet which exhibits a low modulus of elasticity.

30 Volgens de uitvinding is de heimuts hiertoe gekenmerkt doordat het dempingsmateriaal bestaat uit een aantal kunststof staven die los van elkaar zodanig zijn opgesteld dat hun boveneinden in hoofdzaak in één vlak liggen.According to the invention, the piling cap is characterized for this purpose in that the damping material consists of a number of plastic rods which are arranged separately from each other in such a way that their upper ends lie substantially in one plane.

Door de toepassing van een aantal relatief dunne kunst-35 stof staven in plaats van een massief kunststof blok wordt de inwendige wrijving in de kunststof bij het heien tot een minimum beperkt. Het totaal benodigde volume aan kunststof materiaal wordt theoretisch be- 8403839 ! -2- *"· *+ rekend uit onder andere het gewicht van het heiblok, de valhoogte daarvan, de massa van de heipaal, de te overwinnen grondweerstand. Dit volume wordt verdeeld in een aantal relatief dunne staven uit een zorgvuldig gekozen materiaal dat een hoge spanning kan verdragen en een lage elasticiteits-5 modulus vertoont. De voorkeur verdient nylon. Terwijl een slechte heimuts bij het ondergaan van een slag door het heiblok een in korte tijd opkomende en afnemende energiepiek doorgeeft aan de heipaal, zal de heimuts volgens de uitvinding de door het heiblok overgedragen slagenergie gedurende relatief lange tijd in hoofdzaak zonder piek doorgeven aan de heipaal, die 10 als het ware in de grond wordt geduwd in plaats van geslagen. De kunststof staven zullen zich daarbij tussen hun inklempunten verdikken en vervolgens tot hun uitgangsvorm terugkeren. Het kan voorkomen dat behalve staven uit nylon (polyamide) staven uit een tweede soort kunststof (bijvoorbeeld hogedruk-polyetheen) moeten worden toegepast om de slagenergie zonder 15 piekspanningen over te dragen aan de heipaal.By using a number of relatively thin plastic rods instead of a solid plastic block, the internal friction in the plastic during piling is minimized. The total volume of plastic material required is theoretically 8403839! -2- * "· * + calculates, among other things, the weight of the pile driver, its drop height, the mass of the pile, the soil resistance to be overcome. This volume is divided into a number of relatively thin bars of a carefully chosen material that can withstand high stress and exhibits a low modulus of elasticity. Nylon is preferred. While a poor piling cap transmits a short and rising energy peak to the pile while undergoing a blow through the pile, the pile according to the invention transmit the impact energy transmitted by the ram for a relatively long period of time essentially without peak to the pile, which is pushed, as it were, into the ground instead of being hammered, whereby the plastic rods will thicken between their clamping points and then return to their initial shape It is possible that, in addition to nylon (polyamide) rods, rods of a second type of plastic (for example high-pressure polyethylene) are used to transfer impact energy to the pile without peak voltages.

De staven kunnen op onderlinge afstand worden gehouden doordat zij door de gaten van ten minste één gatenplaat steken.The bars can be kept spaced by passing through the holes of at least one perforated plate.

Om de staven binnen de muts zodanig op te sluiten dat een heiblok zonder direct contact met de staven zijn energie op alle sta-20 ven kan overbrengen berusten de staven op een slagplaat, waarop een ring is gelast die telescopisch wordt omgeven door een beschermbus die op de boveneinden van de staven rust.In order to enclose the bars within the hat in such a way that a pile driver can transfer his energy to all bars without direct contact with the bars, the bars rest on a pickguard, on which a ring is welded, which is telescopically surrounded by a protective sleeve the top ends of the bars rest.

Bij voorkeur rust een onderste gatenplaat op korte buisstukken die zijn bevestigd aan de slagplaat terwijl een bovenste gaten-25 platen door langere buisstukken aan de onderste gatenplaat is bevestigd.Preferably, a bottom hole plate rests on short tube pieces attached to the pickguard, while an upper hole plate is attached to the bottom hole plate by longer tube pieces.

Onder de slagplaat kan een geleidingsring voor de top van een heipaal zijn bevestigd.A guide ring for the top of a pile can be mounted under the pickguard.

De beschermingsbus kan zijn voorzien van twee geleidingen in elk waarvan een vanaf de slagplaat omhoog uitstekend deel wordt 30 geleid.The protective sleeve can be provided with two guides in each of which a part projecting upwards from the pickguard is guided.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de figuren, waarin een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven.The invention will now be elucidated with reference to the figures, in which an exemplary embodiment is shown.

Figuur 1 toont een aanzicht van een heistelling.Figure 1 shows a view of a pile driver.

Figuur 2 toont een dwarsdoorsnede volgens de lijn II-II 35 in figuur 3 van de heimuts volgens de uitvinding.Figure 2 shows a cross-section along the line II-II 35 in Figure 3 of the piling cap according to the invention.

Figuur 3 toont een langsdoorsnede van de heimuts volgens de lijn II-III in figuur 2 in onbelaste toestand.Figure 3 shows a longitudinal section of the piling cap taken on the line II-III in Figure 2 in an unloaded state.

Figuur 4 toont dezelfde langsdoorsnede als figuur 3 doch in belaste toestand.Figure 4 shows the same longitudinal section as Figure 3, but in loaded condition.

40 Figuur 1 toont een gebruikelijke heistelling met twee 8403839 -3-.Figure 1 shows a conventional pile driver with two 8403839 -3-.

Üi £ geleiders 1, 2, een tussen die geleiders geleid heiblok 3 dat door een lierkabel 4 (helreep) omhoog kan worden getrokken, en een op een heipaal 5 rustende heimuts 6 die de slagenergie van het vrijvallende heiblok overdraagt aan de heipaal.Conductors 1, 2, a pile-driver 3 guided between these guides, which can be pulled up by a winch cable 4 (auxiliary bar), and a pile-cap 6 resting on a pile 5, which transfers the impact energy of the free-falling pile to the pile.

5 De uitvinding houdt zich bezit met de uitvoering van de heimutsj ook andere hei-installaties zijn mogelijk.The invention is embodied in the construction of the piling cap, other piling installations are also possible.

De heimuts 6 omvat een slagplaat 7 met een zich naar beneden uitstrekkende ring 8 die om de top van de heipaal 5 valt, en een zich naar boven uitstrekkende ring 9 waarover een beschermbus 11 teles-10 copisch verschuifbaar is aangebracht. Deze bus 11 rust op een stel kunststof staven 12 van gelijke lengte. De staven steken elk door een gat van twee gatenplaten 13, 14· en worden aldus op afstand van elkaar gehouden.The piling cap 6 comprises a pickguard 7 with a downwardly extending ring 8 that encloses the top of the pile 5, and an upwardly extending ring 9 over which a protective sleeve 11 is telescopically slidably mounted. This sleeve 11 rests on a set of equal length plastic rods 12. The bars each pass through a hole of two perforated plates 13, 14 and are thus kept at a distance from each other.

De onderste gatenplaat 13 rust op drie korte buisstukken 15 die op de slagplaat zijn vastgelast. Door middel van drie langere buisstukken 16 15 is de bovenste gatenplaat 14 aan de onderste bevestigd.The bottom hole plate 13 rests on three short tube pieces 15 which are welded to the pickguard. The top hole plate 14 is fastened to the bottom by means of three longer pipe pieces 16.

Om draaien van de beschermbus 11 ten opzichte van de ring 9 te voorkomen, zijn op de slagplaat diagonaal tegenover elkaar twee omhoog uitstekende delen 17 gelast, die elk tussen twee oren 18 van de beschermbus 11 worden geleid.To prevent rotation of the protective sleeve 11 relative to the ring 9, two upwardly projecting parts 17 are welded to the pickguard diagonally opposite each other, each of which is guided between two ears 18 of the protective sleeve 11.

20 De slagplaat 7 heeft twee diametraal tegenover elkaar liggende nokken 19, die uitsparingen van de geleiders 2 van de heistelling worden geleid.The pickguard 7 has two diametrically opposed cams 19, which recesses of the guides 2 of the pile driver are guided.

In figuur 4 is te zien hoe de kunststof staven worden vervormd wanneer het heiblok vrijvallend op de beschermbus 11 terecht 25 komt. Tussen de plaatsen waar de staven door de gatenplaten 13, 14 steken, worden de staven dikker. De vervormde staven keren terug naar hun cylindrische uitgangsvorm, waarbij dë energie zonder piekspanningen aan de heipaal wordt doorgegeven. In het ideale geval wordt gedurende een relatief lange tijd een nagenoeg constante kracht op de heipaal uitge-30 oefend.Figure 4 shows how the plastic rods are deformed when the pile driver lands on the protective sleeve 11 free-falling. Between the places where the bars protrude through the perforated plates 13, 14, the bars become thicker. The deformed bars return to their cylindrical output form, passing the energy to the pile without peak voltages. Ideally, a relatively constant force is applied to the pile for a relatively long time.

De kunststof,waaruit de staven 12 zijn vervaardigd, moet een lage elasticiteitsmodulus hebben en moet een hoge piekspanning kunnen opnemen en relatief langzaam kunnen afgeven. In het bijzonder komt polyamide (nylon 6) in aanmerking. Er zijn echter gevallen denkbaar dat 35 staven uit twee verschillende kunststof materialen bijvoorbeeld nylon en hogedruk-polyetheen worden gebruikt in één en dezelfde heimuts.The plastic, from which the rods 12 are made, must have a low elastic modulus and be able to absorb a high peak tension and release relatively slowly. Polyamide (nylon 6) is particularly suitable. However, it is conceivable that 35 bars of two different plastic materials, for example nylon and high-pressure polyethylene, are used in one and the same piling cap.

Als gevolg van de staafvorm zal de inwendige wrijving bij de vervorming tot een minimum worden beperkt. In elk geval zullen de staven niet mogen knikken en zal de energie van het heiblok binnen het 40 elastische gebied door de staven moeten worden opgenomen zonder dat de 8403839 -4- * ii toelaatbare spanning in de kunststof wordt overschreden. De kunststof mag onder belasting geen of nagenoeg geen kruipverschijnselen vertonen.Due to the rod shape, the internal friction during deformation will be minimized. In any case, the bars will not be kinked and the energy of the pile driver within the elastic region will have to be absorbed by the bars without exceeding the permissible stress in the plastic. The plastic must show no or virtually no creep phenomena under load.

De diameter van de staven is bijvoorbeeld 50 mm en de lengte 300 mm. Afhankelijk van de behoefte kunnen deze waarden gevarieerd 5 worden.For example, the diameter of the bars is 50 mm and the length 300 mm. These values can be varied depending on the need.

Wezenlijk voor de uitvinding is dat de kunststof vulling van de heimuts niet uit één enkel massief stuk bestaat doch in een aantal staven is verdeeld, die met hun hartlijn volgens de slagrichting evenwijdig aan elkaar en op afstand van elkaar zijn opgesteld.It is essential for the invention that the plastic filling of the piling cap does not consist of a single solid piece, but is divided into a number of bars, which are arranged parallel to each other and at a distance from each other according to the stroke direction.

10 Gebleken is dat vooral nylon als materiaal voor de kunststof staven van belang is omdat dit materiaal nauwelijks veroudert en zeer lang meegaat. Uit dit materiaal gevormde staven voldoen in hoofdzaak aan de theoretische eis dat een erop uitgeoefende piekspanning zonder piek geleidelijk wordt doorgegeven aan de heipaal. Om een heipaal in de 15 grond te werken zijn dan ook minder klappen van het heiblok nodig en de hoogte van het heiblok wordt gereduceerd.10 It has been found that especially nylon is important as a material for the plastic rods because this material hardly ages and lasts a very long time. Bars formed from this material mainly meet the theoretical requirement that an applied peak voltage without peak is gradually transmitted to the pile. In order to work a pile in the ground, fewer impacts of the pile driver are therefore required and the height of the pile driver is reduced.

Binnen het kader van de uitvinding zijn verschillende wijzigingen van de weergegeven heimuts mogelijk.Within the scope of the invention, various modifications of the piling cap shown are possible.

84038398403839

Claims

Helmet for transmitting force between a pile driver and a pile, the pile cap comprising an amount of damping material to be loaded by the pile driver, characterized in that the damping material consists of a number of plastic rods (12) which are separate from each other arranged that their upper ends lie substantially in one plane.

Piling cap according to claim 1, characterized in that the rods (12) are kept at a distance from each other in that they protrude through the holes of at least one perforated plate (13, 14).

Piling cap according to claim 2, characterized in that the bars rest on a pickguard (7) on which a ring (9) is welded, which is telescopically surrounded by a protective sleeve (11) mounted on the top ends of the bars (12) peace.

Piling cap according to claim 3, with the method that a lower hole plate (13) rests on short tube pieces (15) which are attached to the pickguard (7) and that an upper hole plate (14) by longer tube pieces (16) is attached to the bottom hole plate (13).

Pile cap according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic rods (12) consist of nylon.

Piling cap according to any one of claims 1 to 4, characterized in that both nylon plastic rods and high-pressure polyethylene plastic rods are used.

Piling cap according to one of the preceding claims, characterized in that a guide ring (8) for the top of a pile is mounted under the pickguard (7).

Piling cap according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the protective sleeve (11) is provided with two guides (18) in each of which a part (17) projecting upwards from the striking plate (7) is led. 8403839