CN107109816B - 桩扶正系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扶正系统，用于细长管状元件，诸如海上基桩或涡轮桅杆，该系统包括；桩框架，用于支撑细长管状元件，桩框架包括桩支撑构件和耦接部，桩支撑构件用于接合桩壁，以便避免细长管状元件相对于桩框架移动；支撑结构，用于支撑桩框架，其中，耦接部由支撑结构可旋转地支撑，以允许桩框架相对于支撑结构旋转，其中，支撑结构和桩框架的耦接部被构造成使得桩框架可拆卸地耦接到支撑结构。

Description

桩扶正系统

技术领域

本发明涉及一种用于诸如海上基桩或涡轮桅杆的细长管状元件的扶正系统。

背景技术

GB2226539A公开了一种用于海上基建工程的系统，其中，使用两台起重机来将桩扶正，其中一台起重机经由吊索连接到桩的一端，并且另一台起重机经由吊索连接到桩上的两个间隔开的连接点，但其作用线朝向重心(c)的另一侧而不是吊索。撑杆在扶正期间保持连接点之间的间隔。围绕滑轮拖动吊索，使得两个吊索在扶正期间同等地分担桩的载荷，这通过使一个吊索相对于另一个吊索升高或降低来实现。三点提升布置避免了桩上的过度弯曲应力。

在海上将桩扶正是公知的，其中，桩的外侧端部搁置在围绕桩倾斜的支撑件上。在扶正期间，外侧端部由设置有钩的缆线支撑。

GB2394498示出了一种用于使用A型框架将风力涡轮机安装到结构上、直接安装到潜式桩上的枢转框架，该A型框架可以使用绞车缆线系统而移动。该框架安装在船舶上的预定固定位置上，这在海上作业期间无法提供灵活性。

例如用于支撑风力涡轮机的单桩具有例如可达4米至6米的大直径，并且可能会重数百吨。这些桩从其生产地点以水平姿态被运输到例如风电场。这些桩最终以竖直姿态使用。因此，这些桩在现场从水平姿态被扶正到竖直姿态。该扶正是一项困难的任务，这是因为这种桩是薄壁结构并且容易发生局部弯曲应力。另外，在桩附近的外侧操作对于人员可能是危险的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种在操作中使用更灵活的桩扶正系统。

本发明的另一目的是改进现有的桩扶正系统，其中，与其相关的问题至少部分得到解决。

本发明的又一目的是提供一种替代的桩扶正系统。

根据本发明的第一方面，通过一种用于诸如海上基桩或涡轮桅杆的细长管状元件的扶正系统来实现，该系统包括：

-桩框架，用于支撑细长管状元件，桩框架包括桩支撑构件和耦接部，桩支撑构件用于接合桩壁，以避免细长管状元件相对于桩框架移动；

-支撑结构，用于支撑桩框架，其中，耦接部由支撑结构可旋转地支撑，以允许桩框架相对于支撑结构旋转，

其中，支撑结构和桩框架的耦接部被构造成使得桩框架可拆卸地耦接到支撑结构。

支撑结构和桩框架的耦接部被构造成使得桩框架可拆卸地耦接到支撑结构提供了将桩框架定位在船舶或海上结构上的任何期望位置的可能性。

桩框架可拆卸地耦接到支撑结构意味着桩框架可以容易地与支撑结构接合和脱离。支撑结构与桩框架的耦接部之间的耦接被认为是临时连接。

桩框架通过其耦接部相对于支撑结构可旋转地支撑允许桩框架与细长管状元件一体地在所谓的扶正平面中旋转。桩框架的轴线或旋转相对于扶正平面横向延伸。

在扶正系统的一实施方式中，桩框架以钩住的方式或以夹紧的方式可拆卸地耦接到支撑结构。

在扶正系统的一实施方式中，耦接部与支撑结构可铰接地耦接。这允许桩框架相对于支撑结构旋转。

相反，已知的扶正系统使用大的球轴承。当使用球轴承时，需要在扶正期间用于稳定桩的稳定缸。这是更昂贵的，并且其导致桩与桩旋转所围绕的轴线之间的相当大的距离。在根据本发明的扶正系统中，不需要稳定缸，这是因为与支撑结构(特别是轨道)接合的耦接部能够提供紧凑的结构并因此提供在桩与桩框架的旋转轴线之间的非常短的距离。这导致桩扶正期间的更稳定性。

将清楚的是，作为替代，支撑结构可以包括铰链点，并且支撑结构的可铰接构件固定地连接到支撑框架的耦接部。

在扶正系统的一实施方式中，用于接合桩壁的桩支撑构件被构造成避免细长管状元件的侧向移动。

在扶正系统的一实施方式中，桩框架包括第二桩支撑构件，第二桩支撑构件与桩框架耦接并能够接合细长管状元件的桩外侧端部，以用于防止细长管状元件沿桩框架滑动。

在一实施方式中，扶正系统包括桩框架驱动系统，桩框架驱动系统与桩框架和支撑结构耦接，以用于使桩框架在大致水平的位置与大致竖直的位置之间旋转。桩框架驱动系统可以直接与支撑结构耦接或间接地通过例如船舶或海上结构的结构构件与支撑结构耦接。

在一实施方式中，扶正系统包括支撑构件驱动系统，支撑构件驱动系统与第二桩支撑构件耦接，以用于在延伸位置与收回位置之间驱动第二桩支撑构件。这允许处理不同长度的桩。

可以想到的是，第二桩支撑构件包括附接装置，诸如垫板孔眼。链或缆线可以附接到该附接装置。在该缆线或链的端部可以放置钩。尽管将该钩连接到桩的外侧端部将需要外侧操作，然而仍然能够处理增加长度的桩。

在扶正系统的一实施方式中，支撑构件驱动系统包括液压缸，优选是布置在第二桩支撑构件的两侧上的一对液压缸。

在扶正系统的一实施方式中，支撑构件驱动系统包括与桩框架可滑动地耦接的支撑构件框架，并且第二桩支撑构件布置在支撑构件框架上并与支撑构件框架一体地移动。

在扶正系统的一实施方式中，支撑构件框架与桩框架成一体。在这方面，一体化意味着支撑构件框架部分地被容纳在桩框架内，这取决于桩支撑构件在延伸位置于收回位置之间的实际位置。这提供了一种紧凑结构。

在扶正系统的一实施方式中，支撑结构包括用于与桩框架的耦接部接合的轨道构件。这种轨道构件可以容易地沿船舶的周界延伸。此外，这种轨道沿着相当长的长度提供对桩框架的支撑，这在悬吊操作期间提高了桩的稳定性。

在扶正系统的一实施方式中，桩框架的耦接部包括用于与支撑结构接合的多个钩构件。

轨道，特别是与包括多个钩的耦接部结合，沿相当长的长度提供对桩框架的支撑，这确实提高了在悬吊操作期间桩的稳定性。

在扶正系统的一实施方式中，耦接部相对于桩框架可铰接地布置，以允许桩框架侧向移动到扶正平面之外。此外，当扶正系统不使用时，这允许使桩框架远离水面铰接。

本发明还涉及一种包括根据本发明的扶正系统的海上结构或船舶。

在所述海上结构或船舶的一实施方式中，支撑结构沿海上结构或船舶的周界延伸，以使所述桩框架能够结合在任何期望的位置。

本发明还涉及根据本发明的扶正系统的用途，该用途包括：

-使桩框架与支撑结构耦接；

-扶正细长管状元件；以及

-将桩框架从支撑结构拆卸。

在一实施方式中，该用途包括：

-将第二框架支撑构件延伸到延伸位置；

-将细长管状元件装载在桩框架上；

-收回第二框架支撑构件直到第二框架支撑构件接触细长管状元件的外侧端部。

本发明还涉及一种包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个的装置。

本发明还涉及一种包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的表征特征中的一个或多个的方法。

可以将本专利中讨论的各个方面进行组合以提供附加的有利优点。

附图说明

将参考附图中所示的优选实施方式进一步阐明本发明，附图中：

图1是根据本发明的处于大致竖直位置的扶正系统的立体图；

图2示出了根据图1的扶正系统，其中，桩支撑构件处于其延伸位置；

图3示出了根据图1的扶正系统，其中，桩框架处于大致水平位置与大致竖直位置之间的位置；

图4示出了根据图1的扶正系统，其中，桩框架处于大致水平位置；

图5示出了在扶正桩时的根据图1的扶正系统；

图6示出了根据图1的扶正系统的侧视图；以及

图7示出根据图1的扶正系统的前视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的处于大致竖直位置的扶正系统1的立体图。扶正系统1适于扶正细长管状元件3，诸如海上基桩或涡轮桅杆。扶正系统1包括用于支撑细长管状元件的桩框架2。

桩框架包括桩支撑构件4。用于接合桩壁6的桩支撑构件4被构造成避免细长管状元件3的侧向移动。桩支撑构件4具有与桩壁6对应的弯曲形状。桩支撑构件4接合桩壁6，以便避免细长管状元件相对于桩框架2的任何不期望的移动。

扶正系统1包括用于支撑桩框架2的支撑结构7。支撑结构可以安装在船舶的甲板17(部分示出)上或者需要扶正系统的任何其它海上结构上。

桩框架2包括耦接部8。桩框架2通过耦接部8与支撑结构7耦接。耦接部8由支撑结构7可旋转地支撑，以允许桩框架2相对于支撑结构7旋转。

支撑结构7和桩框架2的耦接部8被构造成使得桩框架2可拆卸地耦接到支撑结构7。

在这种情况下，桩框架2以钩住的方式可拆卸地耦接到支撑结构7。因此，耦接部8包括钩构件14或多个钩构件14。支撑结构包括轨道构件15。轨道构件15适于与桩框架2的耦接部8接合。钩构件14适于与支撑结构7的轨道15接合。轨道构件15沿船舶的周界延伸，以便能够将桩框架2定位在期望位置。轨道构件15通过轨道支撑构件16安装在甲板17上。

这里，钩住在轨道构件15上的钩构件14确保耦接部2与支撑结构可铰接地耦接。因此，桩框架2能够旋转。

桩框架2包括与桩框架2耦接的第二桩支撑构件5。第二桩支撑构件5能够接合细长管状元件3的桩外侧端部6，以用于防止细长管状元件沿桩框架2滑动。

扶正系统1包括图3所示的桩框架驱动系统9。在该情况下，桩框架驱动系统9是液压缸。桩框架驱动系统9与桩框架2和支撑结构7耦接，以用于使桩框架2在大致水平位置(图4)和与大致竖直位置(图1)之间旋转。这里，桩框架驱动系统9通过引导构件18与支撑结构7耦接。引导构件18接收桩框架驱动系统9的端部并因此提供止动件。在使用桩框架驱动系统9期间，桩框架驱动系统9延伸。延伸到外侧的引导构件18接收或抓住桩框架驱动系统9的前端部25。轮构件安装到该前端部，以将前端部引导到引导构件的端部。当轮碰撞轨道端部处的止动件时，桩框架2被提升直到第二桩支撑构件5(即，钩)处于与桩接合的位置处。然后将钩收回直到其触到桩，参见图5。

扶正系统1包括支撑构件驱动系统10。支撑构件驱动系统10与第二桩支撑构件5耦接。支撑构件驱动系统10在延伸位置(图2)与收回位置(图1)之间驱动第二桩支撑构件。

在该情况下，支撑构件驱动系统10包括一对液压缸11、12。液压缸11、12布置在第二桩支撑构件5的两侧上。液压缸的这种布置提供了细长管状元件3的稳定支撑。

支撑构件驱动系统10包括支撑构件框架13。第二桩支撑构件5安装在支撑构件框架13上并与支撑构件框架一体地移动。支撑构件框架13与桩框架2可滑动地耦接。液压缸11、12与桩框架2和支撑构件框架13耦接，以用于移动第二桩支撑构件5。

从图6可以看出，耦接部8可以相对于桩框架2可铰接地布置，以允许桩框架侧向移动到扶正平面之外，如图7中的箭头所示。桩框架可以围绕铰链轴线19侧向铰接到扶正平面之外。

支撑构件框架13与桩框架成一体，如图7所示。支撑构件框架13包括承载梁24，该承载梁通过支撑构件21、22安装到桩框架2。承载梁24能够相对于支撑构件21、22滑动。承载梁24滑入和滑出形成在桩框架体20内的承载梁容纳部23。

在使用扶正系统1期间，采取以下步骤：首先将桩框架2耦接到支撑结构7。随后扶正细长管状元件3，然后将桩框架2从支撑结构7拆卸。另外，还可以包括以下步骤：将第二框架支撑构件延伸到延伸位置(图2)。将细长管状元件3装载在桩框架2上。图5示出了装载在桩框架2上的细长管状元件3。收回第二框架支撑构件5直到第二框架支撑构件接触细长管状元件3的外侧端部6。

根据上述说明也显而易见的是，包含附图以说明本发明的一些实施方式，并且不限制保护范围。从本公开出发，对于本领域技术人员来说，在本发明保护范围以及本发明主旨的范围内更多实施方式将是显而易见的，并且这些实施方式是现有技术和本专利公开的明显组合。

Claims (19)

1.一种扶正系统(1)，用于细长管状元件(3)，其特征在于，所述扶正系统包括：

-桩框架(2)，用于支撑所述细长管状元件，所述桩框架包括桩支撑构件(4)和耦接部(8)，所述桩支撑构件用于接合桩壁(6)，以避免所述细长管状元件相对于所述桩框架(2)移动；

-支撑结构(7)，用于支撑所述桩框架，其中，所述耦接部(8)由所述支撑结构能旋转地支撑，以允许所述桩框架相对于所述支撑结构旋转，

其中，所述支撑结构和所述桩框架的所述耦接部被构造成使得所述桩框架能拆卸地耦接到所述支撑结构。

2.根据权利要求1所述的扶正系统(1)，其中，所述桩框架以钩住的方式或以夹紧的方式能拆卸地耦接到所述支撑结构。

3.根据权利要求1所述的扶正系统(1)，其中，所述耦接部与所述支撑结构能铰接地耦接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的扶正系统(1)，其中，用于接合所述桩壁(6)的所述桩支撑构件(4)被构造成避免所述细长管状元件的侧向移动。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的扶正系统(1)，其中，所述桩框架包括第二桩支撑构件(5)，所述第二桩支撑构件与所述桩框架耦接并能够接合所述细长管状元件的桩外侧端部(6)，以用于防止所述细长管状元件沿所述桩框架滑动。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的扶正系统，包括桩框架驱动系统(9)，所述桩框架驱动系统与所述桩框架和所述支撑结构耦接，以用于使所述桩框架在水平位置与竖直位置之间旋转。

7.根据权利要求5所述的扶正系统(1)，包括支撑构件驱动系统(10)，所述支撑构件驱动系统与所述第二桩支撑构件耦接，以用于在延伸位置与收回位置之间驱动所述第二桩支撑构件。

8.根据权利要求7所述的扶正系统(1)，其中，所述支撑构件驱动系统包括液压缸。

9.根据权利要求7或8所述的扶正系统(1)，其中，所述支撑构件驱动系统包括与所述桩框架能滑动地耦接的支撑构件框架(13)，并且所述第二桩支撑构件布置在所述支撑构件框架上并与所述支撑构件框架一体地移动。

10.根据权利要求9所述的扶正系统(1)，其中，所述支撑构件框架(13)与所述桩框架成一体。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的扶正系统(1)，其中，所述支撑结构包括用于与所述桩框架的所述耦接部接合的轨道构件(15)。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的扶正系统(1)，其中，所述桩框架的所述耦接部包括用于与所述支撑结构接合的多个钩构件(14)。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的扶正系统(1)，其中，所述耦接部相对于所述桩框架能铰接地布置，以允许所述桩框架侧向移动到扶正平面之外。

14.根据权利要求1所述的扶正系统(1)，其中，所述细长管状元件(3)是海上基桩或涡轮桅杆。

15.根据权利要求8所述的扶正系统(1)，其中，所述液压缸为布置在所述第二桩支撑构件的两侧上的一对液压缸(11、12)。

16.一种海上结构或船舶，其特征在于，所述海上结构或船舶包括根据前述权利要求中任一项所述的扶正系统。

17.根据权利要求16所述的海上结构或船舶，其中，所述支撑结构沿所述海上结构或船舶的周界延伸，以便能够在任何期望的位置接合所述桩框架。

18.根据权利要求7所述的扶正系统的使用方法，包括：

-使所述桩框架与所述支撑结构耦接；

-扶正所述细长管状元件；以及

-将所述桩框架从所述支撑结构拆卸。

19.根据权利要求18所述的使用方法，包括：

-将所述第二桩支撑构件延伸到所述延伸位置；

-将所述细长管状元件装载在所述桩框架上；

-收回所述第二桩支撑构件，直到所述第二桩支撑构件接触所述细长管状元件的外侧端部。