双作用气动液压锤利用锤芯重力和活塞顶部的氮气压力共同作用,实现锤的快速打击并使桩贯入土层。基于冲击动力学原理和波动理论,分析沉桩施工过程中从锤与桩的撞击,直至桩贯入土层的全过程,建立了沉桩系统各部件间的相互作用关系模型,并通过拉氏变换推导出了打桩过程中锤击力的解析解。从理论方面对实际施工过程中“重锤轻击”的合理性进行了验证,最后针对两种土体介质模型分别建立了锤-桩-土系统动力学方程。

气动液压打桩锤在氮气压力与锤芯自身重力的复合作用下,锤芯下落加速度超过重力加速度,可实现更大的打击能量。替打构件是打桩锤的重要组成部分,位于锤芯与桩体之间,将冲击能量有效地传递至桩体。基于有限元方法,分析了所设计制作的几种替打构件的强度和刚度,结果表明冲击能量3500 kJ的气动液压打桩锤,无凸台的锥形替打的最大应力292 MPa,最大应变为1.84 mm。基于线性疲劳累积损伤理论,分析结果表明某无凸台的锥形替打疲劳寿命可达477万次。所提出