CN102877469B - 一种海上作业万向双梁压桩夹持器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种海上作业万向双梁压桩夹持器，包括机架（10）、下夹持油缸（11）、下夹持器（12）、下压桩油缸（13）、上压桩油缸（14）、上夹持油缸（15）、上夹持器（16）、承力架（17）、夹持板（18）和导向杆（19），下夹持器（12）通过下压桩油缸（13）与机架（10）连接起来，上夹持器（16）通过上压桩油缸（14）和承力架（17）、导向杆（19）与机架（10）连接起来，上、下夹持器都装有多套夹持油缸和夹持板（18），机架（10）的下部与十字架（21）、下底座（22）组成万向底座。其优点是：不受海水深度的限制，可以放送几百米的钢管桩。本发明夹持牢靠，桩位定位准确，调节角度方便，可以不必象传统桩架打桩那样按照API规范的有关规定进行钢管桩的自由站立稳定性分析和调整。
Description
技术领域
本发明涉及的是夹持装置技术领域，特别是一种海上作业万向双梁压桩夹持器。
背景技术
人类在积极寻找能源，满足生存发展的需求。海上采油平台是向海底要石油、海上风力发电是向大自然要能源的好方法。近几年来海上采油平台、海上风力发电得到飞速发展，其中桩基础施工和设备安装是其重要的工作之一。施工中使用了各种不同的打桩船、安装船。随着海上采油平台、海上风力发电的规模越来越大，这些工程船也越来越大、越来越复杂、造价越来越高。
宁波海力801海上打桩船，其船体80×30×6米，吃水2.8米，吨位8000T，桩架高度95米，桩锤IHC S—280型(荷兰产)，锤重29T，总造价1.5亿元人民币。据报道我国还在制造更大的打桩船，其船体78×36×6.2米，吃水3.2米，吨位9500T，桩架高度135米，造价更高(中国船舶报/2010年11月19日/第002版)。
中国振华重工制造的海上风电设备安装船，其船体76.8×42×6米，吃水2.7米，4条自动升降桩腿，桩腿长67米，吨位8000T，(振华重工产品样本)。
中国南通船厂为国外船东MPI offshore公司建造两条“MPIAdventure & MPIDiscovery”号海上风电安装船，每台造价17.5亿人民币，其船体138.55×40.8×10米，吃水3.5米，6条自动升降桩腿，桩腿长72米，船舶自重14739T，能满足5～7MW风电机组的安装要求。
以上工程船都是巨无霸。
现有技术的海上打桩船，都是沿用传统的以桩架为依托的打桩工艺，所以桩有多长，桩架就需有多高。海上钢管桩都是大直径超长钢管桩，海上采油平台工程用钢管桩直径1～2.5米、风电工程用钢管桩直径3～6米，因此，海上打桩船也就做成了巨无霸。海上风电安装船为了满足稳定安装的要求，不得不将超长的桩腿伸到海底，将船体托出海面，以免海浪影响安装，因此，海上风电安装船也形成巨无霸。
用这些结构复杂、造价昂贵的巨无霸工作船进行基础施工和设备安装，其费用非常高昂，社会资源占用的非常多。
采用传统的以桩架为依托的打桩工艺，常常会出现土塞效应拒锤和停锤时间长拒锤的现象，给施工造成极大的困难。
发明内容
本发明的目的是提出一种不受海水深度的限制、夹持牢靠、桩位定位准确、调节角度方便的海上作业万向双梁压桩夹持器。
本发明海上作业万向双梁压桩夹持器是由机架、下夹持油缸、下夹持器、下压桩油缸、上压桩油缸、上夹持油缸、上夹持器、承力架、夹持板、导向杆构成。下夹持器通过下压桩油缸与机架连接起来，上夹持器通过上压桩油缸和承力架、导向杆与机架连接起来，上、下夹持器都装有多套夹持油缸和夹持板；机架的下部与十字架、下底座组成万向底座，在万向底座的十字架端头上设置4台能够调整双梁压桩夹持器与水平面角度的调节油缸，下底座通过大插销与船体甲板相连。
所述的压桩夹持器可以由油缸或其它的运动装置和夹持器为主体，利用现有技术组成很多不同形式，所述其它的运动装置，如蒸汽缸、气缸、电磁缸等。
本发明的工作过程是这样的：
将带万向底座的双梁压桩夹持器吊放固定在甲板工作位置，并用大插销与船体甲板固定，做好工作准备。吊起钢管桩，放入夹持器内孔内并夹紧钢管桩，利用下夹持油缸、下夹持器、上夹持油缸、上夹持器交替夹紧放松和上、下压桩油缸交替放送，将钢管桩放入海底。
当需接桩时，用下夹持器夹紧下段钢管桩的上端，用上夹持器夹紧新吊入的上段钢管桩的下端，对好接桩位置进行接桩，桩接好后，进行防腐处理，然后继续用上、下夹持器交替放送钢管桩，直到钢管桩插入海底。
钢管桩进入海底泥层后，利用上、下压桩油缸的液压力，将钢管桩压到持力层。当压桩能力不够，桩未送达到设计要求深度时，还可吊起大型打桩锤，将钢管桩强行打入到海底，直到满足要求为止。
调节万向底座上的4台调节油缸，就可以改变钢管桩与水平面的夹角，这样就可以打、压各种角度的斜桩。锁紧万向底座上的4台调节油缸，万向底座失去自由能力，双梁压桩夹持器就与船体甲板锁紧在一起，增加施工工作的稳定性。将万向底座上的4台调节油缸的上下两腔各自联通，万向底座就是浮动自由的，这样就可以避免海浪对船体甲板和钢管桩的颠簸影响。由于是采用双梁压桩夹持器夹持，连续放送钢管桩和压桩、打桩，革除了打桩船常用的超高型桩架，所以本发明结构简单，操作方便，工作稳定安全，打桩船的设备载荷大大减小。
钢管桩施工完成后，将带万向底座的双梁压桩夹持器吊开，将工作船移位到新的桩位，开始施工下一根钢管桩。
本发明具有明显的优点。
因压桩、打桩不依赖传统笨重的桩架，工程船可以做小、做轻。压桩、打桩及钢管桩放送都是利用带万向底座的双梁压桩夹持器进行的，它不受海水深度的限制，可以放送几百米的钢管桩。本发明夹持牢靠，桩位定位准确，调节角度方便，可以不必象传统桩架打桩那样按照API规范的有关规定进行钢管桩的自由站立稳定性分析和调整。
打桩时，夹持器内孔是作导套使用的，有利于完成打桩工作。接桩时双梁压桩夹持器是一个精度非常非常高的接桩夹具，对接桩工作非常有利。双梁压桩夹持器是陆地上静力压桩使用多年成熟的专利技术，没有技术风险。
附图说明
图1为本发明结构示意图，
图2为本发明十字架示意图，
其中10--机架，11--下夹持油缸，12--下夹持器，13--下压桩油缸，14---上压桩油缸，15--上夹持油缸，16--上夹持器，17--承力架，18--夹持板，19--导向杆，20--调节油缸，21--十字架，22—下底座，23--大插销，31--机架耳环，32--底座耳环。
具体实施方式
从图中看出，所述的万向双梁压桩夹持器，包括：压桩上、下夹持器和机架10上部相连，机架10下部和万向底座通过调节油缸20相连，万向底座的下底座22和船体甲板1相连。
所述压桩上、下夹持器，包括：下夹持油缸11，下夹持器12，下压桩油缸13，上压桩油缸14，上夹持油缸15，上夹持器16，承力架17，夹持板18，导向杆19构成。下夹持器12通过下压桩油缸13与机架10连接起来，上夹持器16通过上压桩油缸14和承力架17、导向杆19与机架10连接起来，上、下夹持器都装有多套夹持油缸和夹持板18。
还有其它很多形式的用现有的技术的油缸及有关机械部件相结合完成上、下夹紧和压桩的效果即可。
所述的万向底座，包括：机架10与十字架21、下底座22、调节油缸20组成，机架10向下伸出的两个机架耳环31与十字架21的两个轴端活动连接，下底座22向上伸出的两个底座耳环32与十字架21的另两个轴端活动连接，在万向底座的十字架21轴端头上设置4台能够调整双梁压桩夹持器与水平面角度的调节油缸20。所述下底座22通过大插销23与船体甲板相连，或者通过其他方式与船体甲板相连。
Claims (1)
1.一种海上作业万向双梁压桩夹持器，包括压桩上、下夹持器、机架(10)和万向底座，其特征在于：所述压桩上、下夹持器，包括下夹持油缸(11)、下夹持器(12)、下压桩油缸(13)、上压桩油缸(14)、上夹持油缸(15)、上夹持器(16)、承力架(17)、夹持板(18)和导向杆(19)，其中下夹持器(12)通过下压桩油缸(13)与机架(10)连接起来，上夹持器(16)通过上压桩油缸(14)和承力架(17)、导向杆(19)与机架(10)连接起来，上、下夹持器都装有多套夹持油缸和夹持板(18)；所述万向底座包括：十字架(21)、下底座(22)和调节油缸(20)，机架(10)向下伸出的两个机架耳环(31)与十字架(21)的两个轴端活动连接，下底座(22)向上伸出的两个底座耳环(32)与十字架(21)的另两个轴端活动连接，在万向底座的十字架(21)轴端头上设置4台能够调整双梁压桩夹持器与水平面角度的调节油缸(20)。
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