CN104594317A - 工作台及单桩基础及海上工作平台及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工作台及单桩基础及海上工作平台及其安装方法，工作台包括：支撑平台、固定在支撑平台底部的柱状的过渡段和从过渡段下端向下延伸设置的锥形导向部,导向部呈锥形或者锥台形，在导向部的外表面设置有至少一个定向翼，定向翼沿着导向部的外表面向下延伸。单桩基础的上部设置有向上端口的容纳部，在容纳部中设置有定位部，定位部具有呈锥形或者锥台形的与工作台的导向部相配合的内凹部，在内凹部的内表面上与工作台的定向翼一一配合配合的定向槽。其具有设计合理、结构简单、便于施工、能够节约施工时间，并且不需要特殊的海上施工设备既能进行海上施工，大大降低了海上施工成本的优点。

Description

工作台及单桩基础及海上工作平台及其安装方法

技术领域

本发明涉及海上风电场技术领域，特别涉及一种工作台及单桩基础及海上工作平台及其安装方法。

背景技术

国家能源局规定海上风电场原则上应在离岸距离不少于10公里、滩涂宽度超过10公里且海域水深不得少于10米的海域布局。随着海上风电场选址离岸距离的增加，相应的增加了远距离输电损耗，为了减少海上风力发电机组发电远距离输电的损耗，部分海上风电场将建立海上升压站以此降低输电损耗。

目前，在国内海上施工设备欠缺，且每天的在恶劣条件的海上船舶施工费用大约30万-50万，如何快速安装固定海上升压站，俨然成为国内海上风电场技术领域需要解决的主要问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计合理、结构简单，不需要特殊的昂贵的海上施工设备就能进行海上施工，并且提供了一种施工方便的工作台及单桩基础及海上工作台及其安装方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种工作台，包括：支撑平台、固定在所述支撑平台底部的柱状的过渡段和从所述过渡段下端向下延伸设置的锥形导向部,所述导向部呈锥形或者锥台形，在所述导向部的外表面设置有至少一个定向翼，所述定向翼沿着所述导向部的外表面向下延伸。

较优地，所述定向翼设置在所述导向部的中下部，所述定向翼的末端与所述导向部的末端齐平。

较优地，所述过渡段呈圆柱状，所述导向部呈圆锥形或者圆锥台形，所述定向翼沿所述导向部的周向均匀分布。

较优地，在所述过渡段上设置有环形盖板，在所述环形盖板上设置有灌浆孔。

较优地，还包括至少一个第一加强筋，所述第一加强筋分别与所述支撑平台和所述过渡段固定连接。

较优地，还包括至少一个第二加强筋，所述第二加强筋分别与所述过渡段和所述导向部固定连接。

一种单桩基础，所述单桩基础的上部设置有开口向上的容纳部，在所述容纳部中设置有定位部，所述定位部具有呈锥形或者锥台形的与所述工作台的导向部相配合的内凹部，在所述内凹部的内表面上设置有数量与至少所述工作台的定向翼的数量相等并与所述工作台的定向翼一一配合的定向槽。

较优地，所述定位部具有环形连接板，所述环形连接板的内环与所述内凹部的上端部固定连接，所述环形连接板的外环与所述容纳部的内壁固定连接。

一种海上工作平台，包括以上任意技术特征的工作台和单桩基础；

所述工作台的过渡段和锥形导向部插接在所述容纳部中，所述定向翼与所述定向槽对应插接。

较优地，所述工作台在所述过渡段上设置有环形盖板，在所述环形盖板上设置有灌浆孔，所述环形盖板抵接在所述容纳部的上端口处，所述过渡段的外壁与所述容纳部的内壁之间存在间隙，所述灌浆孔的位置对应所述间隙，所述间隙中填充有通过灌浆浇筑形成的填充物。

一种海上工作平台的安装方法，打桩步骤：将以上任意技术特征的单桩基础打入并固定于海床中；

插接定位步骤：将以上任意技术特征的工作台的过渡段和导向部插入到所述单桩基础的容纳部中，并使所述导向部上的定向翼与所述定位部上的定向槽对应插接。

较优地，所述工作台为所述过渡段上设置环形盖板的工作台，所述插接定位步骤包括：根据所述定位部在所述容纳部内部的固定连接位置在所述容纳部的端口上做出相应的标记，并根据所述容纳部的端口上的标记与灌浆孔的位置调整导向部，进而调整所述过渡段的旋转方位。

较优地，所述插接定位步骤包括：测量所述过渡段的垂直度并作出记录，并根据该记录判断过所述渡段安装是否到位。

较优地，所述工作台为所述过渡段上设置环形盖板的工作台，在所述插接定位步骤完成后，所述环形盖板抵接在所述容纳部的上端口处，所述过渡段的外壁与所述容纳部的内壁之间存在间隙；

所述方法还包括灌浆步骤：通过所述环形盖板上的灌浆孔向所述间隙中进行灌浆浇筑，以填充所间隙。

较优地，还包括定位部制作步骤：制作定位部具有环形连接板的单桩基础，并将该定位部的环形连接板焊接在所述容纳部的内壁上。

较优地，还包括过渡段制作步骤：制作以上任意技术特征的工作台的导向部，并将所述导向部焊接在所述过渡段上，并在所述焊接部位设置第二加强筋。

本发明的有益效果是：设计合理、结构简单、便于施工、能够节约施工时间，并且不需要特殊的海上施工设备就能进行海上施工，大大降低了海上施工成本。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为图1中环形盖板的示意图

图3为实施例二的结构示意图；

图4为图3中定位部的结构示意图；

图5为实施例二的结构示意图；

其中：1-支撑平台；2-过渡段；3-导向部；4-第一加强筋；5-第二加强筋；6-防护栏；7-定向翼；8-环形盖板；9-灌浆孔；10-容纳部；11-定位部；12-内凹部；13-定向槽；14-环形连接板；15-单桩基础；16-海上升压站工作台。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的工作台及单桩基础及海上工作平台及安装方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例的海上工作平台从整体上包括工作台和单桩基础这两部分，这两部分具有相互配合接口，在将单桩基础打入海床后，将工作台部分运至单桩基础处，进行配合安装后形成整个海上工作平台。

实施例一

如图1所示，本实施例涉及工作台，包括：支撑平台1、过渡段2和导向部3。过渡段2为柱状，并且两端分别与支撑平台1和导向部3固定连接。

其中，过渡段2可以通过焊接的方式与支撑平台1和导向部3固定连接，但并不限于此，也可以采用法兰连接等其他常规的连接方式。

支撑平台1的台面形状可以是圆形、正方形或其他形状，用于放置海上升压站的工作设备，优选地，支撑平台1上可设置防护栏，这样在实际工作中能够防止工作人员坠入海中，保证了人员的安全。

过渡段2可以是圆柱状(如便于加工制作的圆筒)，当并不限于此也可以是棱柱状或其他柱状。为了使过渡段2对支撑平台产生最大的支撑力，过渡段2连接在支撑平台1下部的中心位置并与支撑平台1的台面垂直。

导向部3安装过程中抵接在安装位置预设的定位装置上从而对工作台安装高度进行定位，同时定位装置可通过导向部3完成对工作台在安装过程中的临时支撑。导向部3的形状可以制作成的圆锥状并且与过渡段2同轴设置，这种方式即能够对工作台中过渡段轴线位置的进行定位，同时便于导向部3与定位装置之间相配合使安装工作变得更加简单、方便。优选地，导向部3的外表面上设置定向翼7。这样定向翼7可与定位装置相配合对工作台在一过渡段轴线为轴的旋转角度进行定位，同时还能避免在安装过程中导向部3与定位装置之间出现相对位移，保证了工作台安装位置的精确性。优选地，定向翼7的长度不必等于导向部3，可以设置在所述导向部3的中下部即可，定向翼7的末端与导向部3的末端齐平，便于在对接的过程中进行定位。

更优地，定向翼7的数量为两个以上，并均匀分布在导向部3的外表面上，这样通过两个以上定向翼7与安装位置预设的定位装置共同作用能够使在安装过程中对工作台的整体定位更加精确。

作为一种可实施方式，还包括：第一加强筋4，第一加强筋4分别与支撑平台1和过渡段2固定连接。第一加强筋4可以通过焊接的方式与支撑平台1和过渡段2固定连接，但并不限于此，采用这样的方式，能够使支撑平台1和过渡段2之间的连接更加牢固可靠。优选地，第一加强筋4的数量为两个以上，并且在过渡段2表面均匀分布，通过多个第一加强筋4对支撑平台1和过渡段2之间的加固作用，不仅加固效果更好，而且多个第一加强筋4在过渡段2表面均匀分布，形成了一个比过渡段2的截面面积更大的支撑范围，从而提高了过渡段2对支撑平台1的支撑效果。

作为一种可实施方式，还包括：第二加强筋5，第二加强筋5分别与过渡段2和导向部3固定连接。第二加强筋5可以通过焊接的方式与过渡段2和导向部3固定连接，但并不限于此，采用这样的方式，能够使过渡段2和导向部3之间的连接更加牢固可靠。优选地，第一加强筋4的数量为两个以上，并且在过渡段2表面均匀分布。通过多个第一加强筋4对过渡段2和导向部3之间的加强作用，大大提高了加固效果。

作为一种可实施方式，如图1,2所示，在过渡段2上设置有环形盖板8，在环形盖板8上设置有灌浆孔9。环形盖板8套设在过渡段2并与过渡段2焊接在一起，环形盖板8与过渡段2之间的焊接在该工作台制作过程中完成。环形盖板8的水平度与单桩基础上表面水平度相同，灌浆孔9与单桩基础顶部标记对应。

本实施例的工作台具有：设计合理、成本低廉、结构稳定、便于制作和安装的优点。

实施例二

如图3所示，一种单桩基础，单桩基础的上部设置开口向上的容纳部10，在容纳部10中设置有定位部11，如图4所示，定位部11具有呈锥形或者锥台形的且与实施例一中所描述的工作台的导向部3相配合的内凹部12，在内凹部12的内表面上设置有数量与工作台的定向翼7的数量相等并与工作台的定向翼7一一配合的定向槽13。

其中，单桩基础可以是圆柱状(如便于加工制作的圆筒)，但并不限于此，也可以是棱柱状或其他柱状。容纳部11的形状可以是圆柱形，也可以是棱柱等其他形状。这样能够使单桩本体的制作十分简单，而且成本低廉。

具体地，如图4所示，定位部11具有环形连接板14，环形连接板14的内环与内凹部12的上端部固定连接，环形连接板14的外环与容纳部10的内壁固定连接。其中环形连接板14与内凹部12可以是一体成型的，也可以是通过焊接的方式固定连接在一起的。内凹部12的内表面上设置的定向槽13，定向槽13可以与实施例一中所描述的工作台的导向部3的定向翼7配合制作。优选地，定向槽13与定向翼7的数量应当保持一致，并相互一一对应。

本实施例的单桩基础，具有设计合理、成本低廉、结构稳定、便于制作和安装的优点。

实施例三

如图5所示，一种海上工作平台，包括实施例一中所描述的工作台16和实施例二中所描述的单桩基础15，工作台16的过渡段2和锥形导向部3插接在容纳部10中，定向翼7与定向槽13对应插接。其中，工作台16的支撑平台1也可以是与过渡段2固定连接的风力发电机组的机舱。

其中，单桩基础15竖直设置，并且一端固定在海床内，另一端为自然状态，容纳部10的端口位于单桩基础15处于自然状态的一端。工作台16的过渡段2和锥形导向部3通过容纳部10的端口插入容纳部10中，由于导向部3为锥形，而设置在单桩基础15内的定位部设置与导向部3相匹配的内凹部12，这样很容易将导向部3安装到内凹部12内并与其准确配合，这样不仅使工作台16相对于单桩基础15的安装变得十分简单，而且能够保证过渡段2和容纳部10的同轴度，同时，导向部3抵接在内凹部12，在安装过程中，单桩基础15可通过内凹部12实现对工作台16的支撑。在安装的过程中定向翼7插接定向槽13内，这样避免了导向部3与定位部11出现相对运动(如相对旋转)而使工作台16相对于单桩基础15出现位置偏差，保证了海上升压站的工作台16安装的精确性，同时也使导向部3与定位部11之间的配合连接更加牢固可靠。

作为一种可实施方式，工作台16在过渡段2上设置有环形盖板8，在环形盖板8上设置有灌浆孔9，环形盖板8抵接在容纳部10的上端口处，过渡段2的外壁与容纳部10的内壁之间存在间隙，灌浆孔9的位置对应间隙，间隙中填充有通过灌浆浇筑形成的填充物。

在工作台16相对于单桩基础15之间相对定位后，过渡段2和容纳部10的内壁之间形成一个截面为环形的间隙，通过环形盖板8将间隙的开口处覆盖，并通过灌浆孔9向间隙中浇铸高强混凝土，使过渡段2和单桩基础15之间固定起来，这种在环形间隙中浇铸高强混凝土使过渡段2和单桩基础15相对固定的连接方式并非是本发明的发明点，而是一种现有技术，本发明只是利用了这一现有技术，并不意图对其进行改进，因此此处不再一一详述。通过环形盖板8对间隙的开口处的覆盖，能够避免浇注料溢出，从而避免了浇注料得浪费。

本实施例的海上工作平台，具有设计合理、成本低廉、结构稳定、便于制作和安装的优点。

实施例四

本实施例涉及海上升压站的安装方法，包括打桩步骤：将实施例三中所描述的单桩基础15打入并固定于海床中；单桩基础15的状态与实施例三中所描述的相同，此处不再详述。

插接定位步骤：将实施例三中所描述的工作台16的过渡段2和导向部3插入到单桩基础15的容纳部10中，并使导向部3上的定向翼7与定位部11上的定向槽13对应插接。

其中，过渡段2上设置环形盖板8，插接定位步骤可以包括：根据定位部11在容纳部10内部的固定连接位置在容纳部10的端口上做出相应的标记，并根据容纳部10的端口上的标记与灌浆孔9的相对位置调整导向部3，进而调整过渡段2的旋转方位。可以是根据定位部11的定向槽13的位置在容纳部10的端口处做出对应的位置标记，然后根据该位置标记调整导向部3及过渡段2的旋转方位。即将导向部3上的定向翼7对应容纳部10的端口处的标记，并通过端口插入到容纳部10中将其安装定位。这样能够保证定向翼7准确地插接到定向槽13中，为安装工作提供了方便。

较优地，插接定位步骤可以包括：测量过渡段2的垂直度并作出记录，依据相关标准检查过渡段2安装是否到位。这使操作人员能够对工作台16是否安装到位做出准确的判断，有利于安装工作的进行。

作为一种可实施方式，过渡段2上设置环形盖板8，在插接定位步骤完成后，环形盖板8抵接在容纳部10的上端口处，过渡段2的外壁与容纳部10的内壁之间存在间隙，该方法还可以包括灌浆步骤：通过环形盖板8上的灌浆孔9向间隙中进行灌浆浇筑，以填充所间隙。

其中，环形盖板8抵接在容纳部10的上端口处是指，环形盖板8将过渡段2的外壁与容纳部10的内壁之间的间隙覆盖，通过环形盖板8上的灌浆孔9向间隙中灌浆浇筑高强混凝土，可以在高强混凝土凝固时将过渡段2和单桩基础15固定在一起。

作为一种可实施方式，还包括定位部11制作步骤：制作包括环形连接板14定位部11，并将该定位部11的环形连接板14焊接在容纳部10的内壁上。其中环形连接板14可与定位部11一体制作，也可以是焊接在一起，通过焊接的方式将环形连接板14固定在容纳部10的内壁上，使定位部11与容纳部10的内壁之间的固定连接变得更加简单，容易操作。

作为一种可实施方式，还包括过渡段2制作步骤：制作实施例一中所描述的工作台16的导向部3，并将导向部3焊接在过渡段2上，并在焊接部位设置第二加强筋5。

以上实施例使本发明具有：设计合理、结构简单、便于施工、能够节约施工时间，并且不需要特殊的海上施工设备既能进行海上施工，大大降低了海上施工成本的优点。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种工作台，其特征在于：

包括：支撑平台、固定在所述支撑平台底部的柱状的过渡段和从所述过渡段下端向下延伸设置的锥形导向部,所述导向部呈锥形或者锥台形，在所述导向部的外表面设置有至少一个定向翼，所述定向翼沿着所述导向部的外表面向下延伸。

2.根据权利要求1所述的工作台，其特征在于：

所述定向翼设置在所述导向部的中下部，所述定向翼的末端与所述导向部的末端齐平。

3.根据权利要求1所述的工作台，其特征在于：

所述过渡段呈圆柱状，所述导向部呈圆锥形或者圆锥台形，所述定向翼沿所述导向部的周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的工作台，其特征在于：

在所述过渡段上设置有环形盖板，在所述环形盖板上设置有灌浆孔。

5.根据权利要求1所述的工作台，其特征在于：

还包括至少一个第一加强筋，所述第一加强筋分别与所述支撑平台和所述过渡段固定连接。

6.根据权利要求1所述的工作台，其特征在于：

还包括至少一个第二加强筋，所述第二加强筋分别与所述过渡段和所述导向部固定连接。

7.一种单桩基础，其特征在于：

所述单桩基础的上部设置开口向上的容纳部，在所述容纳部中设置有定位部，所述定位部具有呈锥形或者锥台形的与权利要求1至6任一所述的所述工作台的导向部相配合的内凹部，在所述内凹部的内表面上设置有数量与至少所述工作台的定向翼的数量相等并与所述工作台的定向翼一一配合的定向槽。

8.根据权利要求7所述的单桩基础，其特征在于：

所述定位部具有环形连接板，所述环形连接板的内环与所述内凹部的上端部固定连接，所述环形连接板的外环与所述容纳部的内壁固定连接。

9.一种海上工作平台，其特征在于：

包括如权利要求1至6任一所述的工作台和权利要求7或8所述的单桩基础；

所述工作台的过渡段和锥形导向部插接在所述容纳部中，所述定向翼与所述定向槽对应插接。

10.根据权利要求9所述的海上工作平台，其特征在于：

所述工作台为权利要求4所述的工作台，所述环形盖板抵接在所述容纳部的上端口处，所述过渡段的外壁与所述容纳部的内壁之间存在间隙，所述灌浆孔的位置对应所述间隙，所述间隙中填充有通过灌浆浇筑形成的填充物。

11.一种海上工作平台的安装方法，其特征在于：

打桩步骤：将权利要求7或8所述的单桩基础打入并固定于海床中；

插接定位步骤：将如权利要求1至6任意一项所述的工作台的过渡段和导向部插入到所述单桩基础的容纳部中，并使所述导向部上的定向翼与所述定位部上的定向槽对应插接。

12.根据权利要求11所述的安装方法，其特征在于：

所述工作台为权利要求4所述的工作台，所述插接定位步骤包括：根据所述定位部在所述容纳部内部的固定连接位置在所述容纳部的端口上做出相应的标记，并根据所述容纳部的端口上的标记与灌浆孔的位置调整导向部，进而调整所述过渡段的旋转方位。

13.根据权利要求11所述的安装方法，其特征在于：

所述插接定位步骤包括：测量所述过渡段的垂直度并作出记录，并根据该记录判断过所述渡段安装是否到位。

14.根据权利要求11至13任意一项所述的安装方法，其特征在于：

所述工作台为权利要求4所述的工作台，在所述插接定位步骤完成后，所述环形盖板抵接在所述容纳部的上端口处，所述过渡段的外壁与所述容纳部的内壁之间存在间隙；

所述方法还包括灌浆步骤：通过所述环形盖板上的灌浆孔向所述间隙中进行灌浆浇筑，以填充所间隙。

15.根据权利要求11至13任意一项所述的安装方法，其特征在于：

还包括定位部制作步骤：制作如权利要求8所述的单桩基础的定位部，并将该定位部的环形连接板焊接在所述容纳部的内壁上。

16.根据权利要求11至13任意一项所述的安装方法，其特征在于：

还包括过渡段制作步骤：制作如权利要求1至6所述的工作台的导向部，并将所述导向部焊接在所述过渡段上，并在所述焊接部位设置第二加强筋。