CN103303600A - 海上风力发电机桩基基础的绑扎装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海上风力发电机桩基基础的绑扎装置，包括用于支撑桩基基础的托架组件、用于将桩基基础紧固在托架组件上的若干紧固组件、用于将托架组件焊接在船体甲板上的焊接组件，托架组件用于支撑和放置桩基基础，紧固组件用于钩住桩基基础上的插销并将桩基基础固定，焊接组件用于连接托架组件，焊接组件的覆板焊接在船体甲板上，本发明结构简单，操作方便，安全可靠，不需要重复地对甲板进行焊接，并且能够解决不同运输工具在转运桩基基础过程中的装卸匹配性问题。

Description

海上风力发电机桩基基础的绑扎装置

技术领域

本发明涉及一种运输过程中的绑扎装置，具体涉及一种海上风力发电机桩基基础的绑扎装置。

背景技术

海上风力发电机体积庞大，重心高，一般采用分段制造、分段运输、分段安装，最后在海上风电场总装的方法来完成海上风力发电机的安装作业。塔架是海上风力发电机部件之一，也是海上风力发电机工作舱和叶片的支撑机构，塔架一般采用由角钢或圆钢组成的桁架结构，其顶部支撑起发电机工作舱和叶片，其底部连接海上风力发电机的另一部件：桩基基础。桩基基础一般不少于3个，3个桩基基础形成金字塔形的三足鼎立之势，可稳固的托起塔架。桩基基础一般采用圆钢制造，其底部是圆形法兰，法兰上开有多个螺栓孔，法兰及螺栓孔用于将桩基基础固定在海上的水泥墩上。

由于海上风力发电机一般采用分段运输，在船运的过程中，为了充分地利用有限的甲板面积以运输更多的桩基基础并且减少塔架及桩基基础的变形，不采用横置运输的方式，而是采用直立运输的方式，即塔架及桩基基础直立在甲板上，风力发电机桩基基础与船舶甲板的绑扎是风力发电机桩基基础在海运过程最重要的一个环节。传统的海上绑扎方式是通过马脚采用焊接的方式将桩基基础同船体甲板焊接固定在一起。这种绑扎方法会导致大量的重复焊接工作量，对运输船的甲板及运输物件造成损伤，并且会导致绑扎与拆卸不方便。传统的海上绑扎方法还有通过使用绳索等工具采用系固的办法将塔架及桩基基础同船体甲板固定在一起，这种绑扎方式对重量大，重心高的塔架及桩基基础的长时间海上运输可靠性不高，另一方面，由于船体甲板上缺少绳索的固结位置，这种方案难以实施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上风力发电机桩基基础的绑扎装置，用以解决现有的绑扎方法中需要大量的重复焊接或需要大量的绑扎工具，并且绑扎和拆卸过程极为不方便，以及通过绳索系固的可靠性不足的问题。

本发明通过这样的技术方案解决上述的技术问题：一种海上风力发电机桩基基础的绑扎装置，包括用于支撑桩基基础的托架组件、用于将桩基基础紧固在托架组件上的若干紧固组件、用于将托架组件焊接在船体甲板上的焊接组件；

所述托架组件以十字梁为主框架，该十字梁上端面平行贴合有十字架，所述十字架外形尺寸小于十字梁，并通过螺栓连接、直接焊接或一体化成型技术固定在十字梁上，十字梁外围设置有和十字梁厚度一致的矩形外框，十字梁和矩形外框用于支撑和放置桩基基础；

所述紧固组件设置在十字梁的上端面，包括设置在十字架端部的垂向平板和活动连接部分，在十字架端部的垂向平板和活动连接部分之间设置有倒梯形移动滑块，所述十字架端部的垂向平板紧靠十字架的横轴和纵轴的顶端，所述活动连接部分通过螺栓和十字梁活动连接，所述活动连接部分包括挂钩支撑件，所述挂钩支撑件用于钩住桩基基础上的插销并将桩基基础固定；

所述焊接组件包括水平设置的覆板和垂直设置的固定眼板，固定眼板通过插销或螺栓和托架组件上的十字梁横轴和纵轴的顶端连接，固定眼板焊接在覆板上，所述覆板焊接在船体甲板上。

进一步的改进在于，所述十字架端部的垂向平板背面焊接在十字架的横轴和纵轴的顶端，正面设置有用于倒梯形移动滑块导向和定位的导向挡块；

所述活动连接部分对应设置有和倒梯形移动滑块相同倾角的顶推平板，该倾角顶推平板背面通过加强肘板和挂钩支撑件连接，该倾角顶推平板正面也设置有用于倒梯形移动滑块导向和定位的导向挡块；

所述挂钩支撑件的左右端面设置防止插销脱落的限位挡板。

进一步的改进在于，所述挂钩支撑件上设置有压紧橡皮，所述压紧橡皮与桩基基础的接触面相吻合。

进一步的改进在于，在所述紧固组件活动连接部分和托架组件的十字梁对应的位置开螺栓孔，用于穿入螺栓，所述螺栓孔为长直孔。

进一步的改进在于，所述移动滑块及对应的十字梁上都开有螺栓孔，对穿螺栓贯穿其中，所述移动滑块可以通过对穿螺栓的拧紧实现自身向下移动，在向下移动过程中，移动滑块的倒梯形结构通过推挤十字架端部的垂向平板及活动连接部分倾角顶推平板，使活动连接部分产生水平位移，进而使挂钩支撑件紧紧贴住并紧固桩基基础。

进一步的改进在于，在十字梁的对应移动滑块下方，开螺丝孔，并设置有用于将移动滑块向上顶起的顶推螺丝。

进一步的改进在于，在移动滑块上，设置有把手。

由于桩基基础一般采用圆钢制造，其底部是桩基基础套筒，桩基基础套筒上开有多个螺栓孔，螺栓孔套接在海上水泥墩的螺栓中，即可将桩基基础固定在海上的水泥墩上。在最终安装在海上的水泥墩以前，桩基基础是不允许有任何变形或损坏的，本发明提供的绑扎装置中的托架组件及紧固组件就像给桩基基础穿上了“保护鞋”，使其避免在船运过程中发生变形或损坏，由于该托架组件及紧固组件在运输过程中一直“穿在”桩基基础上，不但便于船运，也便于大型平板车的路上运输，可解决不同运输工具在转运桩基基础过程中的装卸匹配性问题；直到海上安装现场，该托架组件及紧固组件才被拆下，拆下后的托架组件及紧固组件完好无损的话，就可重复循环使用在下一次的船运及陆运中；

本发明提供的焊接组件包括水平设置的覆板和垂直设置的固定眼板，固定眼板通过插销或螺栓和托架组件上的十字梁横轴和纵轴的顶端连接，固定眼板焊接在覆板上，所述覆板焊接在船体甲板上。为了避免多次运输时固定眼板与甲板的重复焊接从而损坏船体甲板，本发明中，预先根据装载布置图，将本发明中的覆板预先直接焊接在甲板上，再将固定眼板焊接在覆板上，船运结束需要将海上风力发电机桩基基础起吊时，只要将固定眼板与托架组件上的十字梁横轴和纵轴的顶端连接的插销或螺栓卸下或者拧下，即可将桩基基础连同托架组件及紧固组件一同吊起，而焊接组件任然留在甲板上，下次需要船运相同尺寸的桩基基础时，只要先将固定眼板切割下来，然后按照桩基基础新的布放位置焊接新的固定眼板即可，这个过程中不需要对覆板和甲板进行重复焊接，只要将新的固定眼板重新焊接在覆板上。

本发明具有以下优点：

结构简单，操作方便，安全可靠，不需要重复地对甲板进行焊接，并且能够解决不同运输工具在转运桩基基础过程中的装卸匹配性问题。

附图说明

图1为本发明的绑扎装置的全局结构示意图；

图2为紧固组件处的局部视图；

图3为本发明的绑扎装置的俯视图及局部放大视图；

图4为绑扎固定时紧固组件处的侧视图；

图5为绑扎固定时紧固组件处的俯视图；

图6、7、8、9、10、11为本发明绑扎过程示意图；

图中，

托架组件1；固定眼板2；覆板3；十字架4；移动滑块5；挂钩支撑件6；压紧橡皮7；螺栓或者插销8；对穿螺栓9；把手10；连接螺栓11；限位挡板12；加强肘板13；十字梁14；连接螺栓15；插销16；挂钩17；导向挡块18；长孔19；活动连接部分倾角顶推平板20；十字架端部的垂向平板23；压紧橡皮上的空槽24；顶推螺丝25；桩基基础套筒27；导向轴板28

具体实施方式

下面将参照附图以实施例的方式更加详细地描述本发明。

参见附图1，十字梁14可以设计成托架组件1的一部分，十字架4可以通过螺栓与十字梁14固定连接也可以直接焊接固定在十字梁14上，更简洁的方法是将十字架4与所述的十字梁14做成一体。十字梁14的横轴及纵轴顶端与固定眼板2连接，十字梁14与固定眼板2连可以通过插销或者螺栓8连接，固定眼板2焊接固定在覆板3上，覆板3焊接固定在船体甲板上。

参见附图2、附图9、附图10，所述紧固组件的活动连接部分，其主体结构就是挂钩支撑件6，挂钩17是挂钩支撑件6的一部分，挂钩17通过插销16与桩基基础套筒连接，其作用是限制桩基基础套筒向上运动。更进一步，为了防止插销16脱落，在挂钩支撑件6上设置限位挡板12。

参见图3，挂钩支撑件6在设计过程中，考虑到结构的加强，在挂钩支撑件6的上方设置一个或者多个加强肘板13。挂钩支撑件6与移动滑块5相对的端面设计具有一定倾角的顶推平板20，为了保证移动滑块5能够在十字梁14上准确地定位，顶推平板20上需设置用于移动滑块5导向用的导向挡块18。

参见图1、图2及图3，在挂钩支撑件6和十字梁14对应的位置开螺栓孔，用于穿入螺栓11，挂钩支撑件6通过螺栓11与托架组件1连接在一起，为了保证挂钩支撑件6能够在十字梁14上水平移动，所述的在挂钩支撑件6上开的螺栓孔应该为长直孔19。

参见图2及图3，压紧橡皮7布放在挂钩支撑件6与桩基基础套筒之间，起到传递预压紧力的作用，同时由于压紧橡皮7在受压下可以变形，从而能够很好地保护桩基基础套筒，压紧橡皮7需要开槽24以允许插销16通过。

参见图2、图3及图6，移动滑块5及对应的十字梁14上都开有螺栓孔，对穿螺栓9贯穿其中，移动滑块5可以通过对穿螺栓9的拧紧实现自身向下移动，在向下移动过程中，移动滑块5的倒梯形结构通过推挤十字架端部的垂向平板23及活动连接部分倾角顶推平板20，使活动连接部分（即挂钩支撑件6）产生水平位移，进而使挂钩支撑件6紧紧贴住并紧固桩基基础套筒。在十字梁14的对应移动滑块5下方，开螺丝孔，并设置有用于将移动滑块5向上顶起的顶推螺丝25。为了使移动滑块5能够更为方便地转运，在移动滑块5上，可以设置一个或者多个把手10。

本发明的使用方法：

绑扎固定过程如图6、7、8、9、10、11所示：

第1步，安装十字架4

用螺栓或者焊接方法将十字架4固定在十字梁14上，使得十字架4、十字梁14以及矩形外框成为托架组件1，一种更为简洁的替代方法是将十字架4与十字梁14整体制造，用于支持风力发电机的桩基基础。

第2步，安装挂钩支撑件6

如图6所示，结合图4、图5，接着第1步，将插销16插入风力发电机的桩基基础套筒27内侧事先开孔的导向轴板28中，然后在导向轴板28两侧放置压紧橡皮7。

附图7、8、9为了能够详细描述本发明的内部结构，已将桩基基础套筒27省略。

接着安装挂钩支撑件6，在安装的时候需保证插销16位于限位挡板12之间，并且要合理调整压紧橡皮7的位置，使得压紧橡皮7也刚好处于挂钩17与限位挡板12之间。

当挂钩支撑件6位置确定好后，安装螺栓11，将挂钩支撑件6定位在十字梁14上，注意此时不要将螺栓11拧紧，需要保证挂钩支撑件6在十字梁14上能够水平移动。

第3步，安装移动滑块5

接着第2步，将所述的移动滑块5放入挂钩支撑件6和十字架4之间，需要注意的是要保证移动滑块5位于导向挡块18之间。然后安装螺栓9，慢慢拧紧螺母，移动滑块5便会向下运动，在这个过程中，移动滑块5的倒梯形结构会推挤挂钩支撑件6，使挂钩支撑件6沿着十字梁方向水平运动，其结果是使得挂钩支撑件6紧紧地挤靠在桩基基础套筒上，拧紧螺栓9。然后，安装螺栓15，拧紧螺栓15和螺栓11，这样风力发电机的桩基基础便可以牢牢地固定在托架组件1上。

第4步，安装眼板

将覆板3预先通过焊接或者铆接或者一体建造的方式连接在船体甲板上。然后用插销或者螺栓8将固定眼板2与伸出的十字梁14铰接连在一起，调整固定眼板2在覆板3上的位置。最后，将所述的眼板2与预先连接在船体甲板上的覆板3焊接在一起。

通过以上的安装步骤就能实现将风力发电机的桩基基础绑扎在船体甲板之上。当风力发电机的桩基基础运输到港，将插销或者螺栓8拆除，实现风力发电机的桩基基础与船体甲板的分离，方便快速卸货。

当需要在海上风电场最终安装时，需要将托架组件及紧固组件与风力发电机的桩基基础卸放，过程如下：

第1步，卸放移动滑块5

拧松和卸下螺栓9，安装顶推螺丝25，拧动顶推螺丝25，推动移动滑块5向上运动。当移动滑块5与挂钩支撑件6以及十字架4分开时，拎起把手10，移除移动滑块5。

第2步，卸放挂钩支撑件6

拧松和卸下螺栓15和螺栓11，移除挂钩支撑件6，移除插销16，移除压紧橡皮7，这样就可以实现风力发电机的桩基基础与托架组件及紧固组件的分离。

第二次装船前，用机械切割或者火焰切割的办法切割连接固定眼板2，使其与覆板3分离。

本发明海上风力发电机桩基基础的绑扎装置结构简单，操作方便，安全可靠，不需要重复地对甲板进行焊接，并且能够解决不同运输工具在转运桩基基础过程中的装卸匹配性问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (7)

1.一种海上风力发电机桩基基础的绑扎装置，其特征是：包括用于支撑桩基基础的托架组件、用于将桩基基础紧固在托架组件上的若干紧固组件、用于将托架组件焊接在船体甲板上的焊接组件；

所述托架组件以十字梁为主框架，该十字梁上端面平行贴合有十字架，所述十字架外形尺寸小于十字梁，并通过螺栓连接、直接焊接或一体化成型技术固定在十字梁上，十字梁外围设置有和十字梁厚度一致的矩形外框，十字梁和矩形外框用于支撑和放置桩基基础；

所述紧固组件设置在十字梁的上端面，包括设置在十字架端部的垂向平板和活动连接部分，在十字架端部的垂向平板和活动连接部分之间设置有倒梯形移动滑块，所述十字架端部的垂向平板紧靠十字架的横轴和纵轴的顶端，所述活动连接部分通过螺栓和十字梁活动连接，所述活动连接部分包括挂钩支撑件，所述挂钩支撑件用于钩住桩基基础上的插销并将桩基基础固定；

所述焊接组件包括水平设置的覆板和垂直设置的固定眼板，固定眼板通过插销或螺栓和托架组件上的十字梁横轴和纵轴的顶端连接，固定眼板焊接在覆板上，所述覆板焊接在船体甲板上。

2.如权利要求1所述的海上风力发电机桩基基础的绑扎装置，其特征是：所述十字架端部的垂向平板背面焊接在十字架的横轴和纵轴的顶端，该垂向平板正面设置有用于倒梯形移动滑块导向和定位的导向挡块；

所述活动连接部分对应设置有和倒梯形移动滑块相同倾角的顶推平板，该倾角顶推平板背面通过加强肘板和挂钩支撑件连接，该倾角顶推平板正面也设置有用于倒梯形移动滑块导向和定位的导向挡块；

所述挂钩支撑件的左右端面设置防止插销脱落的限位挡板。

3.如权利要求2所述的海上风力发电机桩基基础的绑扎装置，其特征是：所述挂钩支撑件上设置有压紧橡皮，所述压紧橡皮与桩基基础的接触面相吻合。

4.如权利要求2所述的海上风力发电机桩基基础的绑扎装置，其特征是：在所述紧固组件活动连接部分和托架组件的十字梁对应的位置开螺栓孔，用于穿入螺栓，所述螺栓孔为长直孔。

5.如权利要求2所述的海上风力发电机桩基基础的绑扎装置，其特征是：所述移动滑块及对应的十字梁上都开有螺栓孔，对穿螺栓贯穿其中，所述移动滑块可以通过对穿螺栓的拧紧实现自身向下移动，在向下移动过程中，移动滑块的倒梯形结构通过推挤十字架端部的垂向平板及活动连接部分倾角顶推平板，使活动连接部分产生水平位移，进而使挂钩支撑件紧紧贴住并紧固桩基基础。

6.如权利要求2所述的海上风力发电机桩基基础的绑扎装置，其特征是：在十字梁的对应移动滑块下方，开螺丝孔，并设置有用于将移动滑块向上顶起的顶推螺丝。

7.如权利要求2所述的海上风力发电机桩基基础的绑扎装置，其特征是：在移动滑块上，设置有把手。

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