1 振动锤的设计计算振动锤是 20 世纪末迅速发展起来的一种桩工机械，具有施工噪音低、可进行沉拔桩作业、 施工范围广等特点； 可进行钢管桩、 全套管灌注桩、 钢板桩、PHC桩、异型桩、薄壁筒桩 (外径 800～2000mm，壁厚 100～250mm，中心充满地基土，现浇灌注而形成的混凝土筒形桩体。) 等多种桩型施工。它具有施工速度快、功能多、适应地质广、 运输方便和环保等特点， 已广泛应用于国内外工程建设的众多领域。一、沉桩原理沉桩原理有强迫振动与土壤共振、强迫振动与土桩系统共振、 强迫振动与桩体共振、振动冲击几种理论，它们分别是中频振动锤、高频振动锤、超高频振动锤、振动冲击锤的设计原理。强迫振动与土桩系统共振理论可将振动锤、桩和土壤的系统简化为如下图所示的单自由度的振动系统。 以振动体静止时自然平衡位置为零点，列出振动体微分方程式：)sin(0max tFF系统的运动微分方程为cxxtFxM.0max..)(⋯⋯⋯⋯ ..⋯..(1) F2 为激振力的初相位角0M------ 参振质量c------土壤的弹性系数β ------阻力系数Fmax-----最大激振力最大激振力2maxrmFo每块偏心块的质量0m偏心块的偏心距r振器干扰力的角频率偏心块转动角速度即激（1）式移项整理得)sin(max0... tFcxxxM设时00，上式表达为tfxxBx nsin2max2...⋯⋯⋯ .(2) MBB2/阻尼系数Mcnn率无阻尼系统的自振圆频MrmMFof2maxmax单 位 质 量 最 大 激 振m a xf(2)的解为)sin(.)sincos(04)(221122222maxttctcrxBfnnBt n...(3) 的相位差干扰力与振动位移之间0式（ 3）的前项为齐次方程的通解，其物理特征是衰减振动，是系统对干扰力的瞬间响应，很快消失。 后项为方程的特解， 其物理特征是表示系统在简谐干扰力作用下的强迫振动。这样上式可表达为)sin(.)sin(04)(02222maxttaxBfn3 当代入得时，并将Mrmoft2max090MrmMrmBonBnnonx..42242)22(222222224)(Mrm onBnnnnnn.42244442224422MrmMrmonn BnnonnBnnn..22222222222222222222.4)1(.4)(21MrmZZZzon nMnB.2222224)1(令为负值。时，当xt2700MrmZZZzon nMnBx.2222224)1(令MrmZZZMrmZZZooA..22222222224)1(4)1(MrmZZZoA24)1(.)(22222振幅----------(4) 4 AAZZZAMrom.222222)1(4令极限振幅。称为稳定振幅，又称为A由以上式子看出，当Z=1 时，出现共振。当 Z＞3 以上，振幅AA，这时振 动 体 的 振 幅 不 因 外 界 条 件 变 化 而 变 化 ， 也 就 是 说 ， 当 振 动 体稳定不...
