CN109208564A - 一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及桩基施工技术领域，具体地指一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台。包括承重平台和用于支撑承重平台的若干根平台桩腿，其特征在于：所述的平台桩腿上端设置有调节承重平台竖向高度的抬升装置；所述的承重平台为固定在抬升装置上的桁架结构，承重平台上安装有多组与平台桩腿对应的、用于调节承重平台水平位置的抱桩装置；所述的抱桩装置包括若干个环绕在平台桩腿四周的顶推装置；所述的顶推装置一端固定在承重平台上，另一端沿水平方向抵紧在平台桩腿上。本发明的平台结构简单，安装方便，定位精度高，且受风浪影响小，能够实现在海域环境恶劣情况下的钢管桩高效施工，具有极大的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及桩基施工技术领域，具体地指一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台。
背景技术
海上桩基施工常规采用自升式平台或者搭设的固定作业稳桩平台作为基础进行工程桩的施打。自升式平台作为专用设备，可以适应不同水深和波浪环境下的打桩作业，但是造价高昂，需要专业人员进行操作，且移位时受波浪周期影响大，移动和定位耗时长，受海况环境影响大，每次位置转换时定位精度不高，功效相对较低；采用固定平台施工时，钻孔精度取决于平台定位精度，平台一旦固定后钻孔位置无法调整。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有技术的桩基施工平台存在定位精度低的问题，提供一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台。
本发明的技术方案为：一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，包括承重平台和用于支撑承重平台的若干根平台桩腿，其特征在于：所述的平台桩腿上端设置有调节承重平台竖向高度的抬升装置；所述的承重平台为固定在抬升装置上的桁架结构，承重平台上安装有多组与平台桩腿对应的、用于调节承重平台水平位置的抱桩装置；所述的抱桩装置包括若干个环绕在平台桩腿四周的顶推装置；所述的顶推装置一端固定在承重平台上，另一端沿水平方向抵紧在平台桩腿上。
进一步的每组抱桩装置包括至少三组顶推装置，顶推装置沿平台桩腿的圆周方向等距间隔布置。
进一步的所述的顶推装置为串联的两级顶推结构。
进一步的所述的顶推装置中的第一级顶推结构包括底座、推拉油缸和滑动油缸座；所述的底座固定在承重平台上，底座上设置有沿平台桩腿径向方向延伸的水平导轨；所述的推拉油缸缸体固定在底座上，顶推端固定连接于滑动油缸座；所述的滑动油缸座滑动连接于导轨，面向平台桩腿的一端设置有带滚轮的滚轮支架。
进一步的所述的顶推装置中的第二级顶推结构包括顶推油缸；所述的顶推油缸缸体固定在滑动油缸座上，顶推端固定在滚轮支架上；所述的滑动油缸座上布置有沿平台桩腿径向方向延伸的水平滑轨；所述的滚轮支架滑动连接于滑轨上。
进一步的所述的抬升装置包括固定在平台桩腿桩顶的抬升底座和抬升油缸；所述的抬升油缸沿竖向布置，其缸体布置于抬升底座上端面，上端设置有与承重平台下端面接触的支撑底座。
进一步的所述的抬升底座四周布置有多组限制抬升底座与平台桩腿产生水平位移的限位结构。
进一步的所述的限位结构包括竖杆和限位板；所述的竖杆上端固定在抬升底座边缘处，下端沿竖向延伸至平台桩腿桩身处；所述的限位板固定在竖杆下端，并紧贴在平台桩腿外侧。
进一步的所述的承重平台上沿其周向间隔布置有多个用于对插打桩进行导向的导向装置；所述的导向装置包括导向架；所述的导向架一端固定在承重平台边缘处，另一端沿水平方向延伸至承重平台外形成悬挑结构，导向架悬挑端部设置有起导向作用的抱箍。
进一步的所述的抱箍包括两条机械臂；所述的机械臂可绕竖直轴线转动地铰接连接于导向架端部，机械臂与导向架之间设置有驱动机械臂张合的旋转油缸。
一种沉桩施工的方法，其特征在于：在待施工桩位海域插打平台桩腿，于平台桩腿桩顶安装抬升装置，吊装承重平台至抬升装置上，使承重平台上的抱桩装置环绕在与之对应的平台桩腿上，通过抬升装置调节承重平台的竖向位置，通过抱桩装置顶推平台桩腿调节承重平台的水平位置，基于调节好的承重平台进行钢管桩沉桩施工，待该海域钢管桩施工完成后，吊运承重平台使其与平台桩腿脱离，拆除抬升装置，拔出平台桩腿移动至下一施工桩位海域，按照上述流程依次进行，直至所有的钢管桩施工完成。
本发明的优点有：1、通过设置抬升装置和抱桩装置能够分别调节承重平台的竖向和水平位置，提高了承重平台定位精度，既减小了风浪影响，又提高了钢管桩沉桩精度；
2、通过设置环套在平台桩腿上的抱桩装置能够提高承重平台与平台桩腿的连接稳定性，提高了整个平台沉桩施工的安全性；
3、通过在承重平台四周设置导向装置，能够一次性实现多个钢管桩的沉桩施工，提高施工的效率，减少平台搬运的次数。
本发明的平台结构简单，安装方便，定位精度高，且受风浪影响小，能够实现在海域环境恶劣情况下的钢管桩高效施工，具有极大的推广价值。
附图说明
图1：本发明的抱桩装置的平面布置结构示意图；
图2：本发明的钻孔平台主视图；
图3：本发明的顶推装置结构示意图；
图4：本发明的抬升装置结构示意图；
图5：本发明的导向装置结构示意图；
其中：1—承重平台；2—平台桩腿；3—底座；4—推拉油缸；5—滑动油缸座；6—导轨；7—滚轮；8—滚轮支架；9—顶推油缸；10—滑轨；11—抬升底座；12—抬升油缸；13—支撑底座；14—竖杆；15—限位板；16—导向架；17—机械臂；18—旋转油缸。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1～5，一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，本实施例的平台为固定在海床上的固定平台结构，受风浪影响较小，定位精度高。承重平台1和用于支撑承重平台1的若干根平台桩腿2，如图1～2所示，平台桩腿2预先通过打桩船或是其他装置插打在待沉桩施工海域，本实施例的平台包括四根平台桩腿2。
如图1～2所示，本实施例的承重平台1为表面平整的桁架结构，通过吊装吊运到已经插打在海床上的平台桩腿2上。承重平台1上安装有多组与平台桩腿2对应的、用于调节承重平台1水平位置的抱桩装置，抱桩装置包括若干个环绕在平台桩腿3四周的顶推装置，通过顶推装置顶推平台桩腿2反向作用于承重平台1，既能调节承重平台1的水平位置，还能保证承重平台1稳定的固定在平台桩腿2上。
如图3所示，本实施例的顶推装置为二级顶推结构，其中第一级顶推结构包括底座3、推拉油缸4和滑动油缸座5，底座3固定在承重平台1上，底座3上设置有沿平台桩腿2径向方向延伸的水平导轨6，推拉油缸4缸体固定在底座3上，顶推端固定连接于滑动油缸座5，滑动油缸座5滑动连接于导轨6，面向平台桩腿2的一端设置有带滚轮7的滚轮支架8。
第二级顶推结构包括顶推油缸9，顶推油缸9缸体固定在滑动油缸座5上，顶推端固定在滚轮支架8上，滑动油缸座5上布置有沿平台桩腿2径向方向延伸的水平滑轨10，滚轮支架8滑动连接于滑轨10上。
通过二级顶推能够在空间有限的情况下提供顶推的距离，增加承重平台1的调节范围。其中，每组抱桩装置包括至少三组顶推装置，顶推装置沿平台桩腿2的圆周方向等距间隔布置。如图1所示，本实施例的每组抱桩装置包括三组顶推装置，三组顶推装置相互间隔120°。
为了实现对承重平台1的竖向位置调整，本实施例在平台桩腿2与承重平台1之间设置有抬升装置。如图4所示，抬升装置包括固定在平台桩腿2桩顶的抬升底座11和抬升油缸12，抬升油缸12沿竖向布置，其缸体布置于抬升底座11上端面，上端设置有与承重平台1下端面接触的支撑底座13。通过驱动抬升油缸12对支撑底座13进行竖向顶升，就能够实现承重平台1竖向位置的调整。
本实施例的抬升装置是固定在平台桩腿2的桩顶，位于抱桩装置的正上方。为了保证抬升装置与平台桩腿2连接稳定，抬升底座11四周布置有多组限制抬升底座11与平台桩腿2产生水平位移的限位结构。如图4所示，限位结构包括竖杆14和限位板15，竖杆14上端固定在抬升底座11边缘处，下端沿竖向延伸至平台桩腿2桩身处，限位板15固定在竖杆14下端，并紧贴在平台桩腿2外侧。
本实施例的承重平台1作为钢管桩沉桩平台，能够在沉桩施工区域插打钢管桩，本实施例在承重平台1上沿其周向间隔布置有多个用于对插打桩进行导向的导向装置，导向装置包括导向架16，导向架16一端固定在承重平台1边缘处，另一端沿水平方向延伸至承重平台1外形成悬挑结构，导向架16悬挑端部设置有起导向作用的抱箍。如图4所示，抱箍包括两条机械臂17，机械臂17可绕竖直轴线转动地铰接连接于导向架16端部，机械臂17与导向架16之间设置有驱动机械臂17张合的旋转油缸18。
实际施工时，包括以下步骤：1、在海上风电桩基附近的海域通过打桩船或是其他沉桩设备插打平台桩腿2；
2、吊装抬升装置至平台桩腿2的桩顶，从上至下将抬升底座11搁置在桩顶，使抬升底座11四周的限位板15贴合在平台桩腿2四周限制抬升装置的水平横向移动；
3、吊运承重平台1至支撑底座13上，使每组抱桩装置环套在对应的平台桩腿2上；
4、通过顶升抬升油缸12调节承重平台1的竖向位置，通过顶升推拉油缸4和顶推油缸9调节承重平台1的水平位置，直至承重平台1达到设计位置；
5、驱动旋转油缸18张开机械臂17，吊运待插打的钢管桩至导向架16上，机械臂17抱紧钢管桩，通过承重平台1上的打桩设备进行沉桩施工；
6、待该海域的钢管桩插打完成后，吊运承重平台1使其脱离抬升装置和平台桩腿2，然后拆除抬升装置，拔出平台桩腿2并移动至下一沉桩海域，按照上述流程依序进行，直至所有的钢管桩插打完成。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，包括承重平台(1)和用于支撑承重平台(1)的若干根平台桩腿(2)，其特征在于：所述的平台桩腿(2)上端设置有调节承重平台(1)竖向高度的抬升装置；所述的承重平台(1)为固定在抬升装置上的桁架结构，承重平台(1)上安装有多组与平台桩腿(2)对应的、用于调节承重平台(1)水平位置的抱桩装置；所述的抱桩装置包括若干个环绕在平台桩腿(3)四周的顶推装置；所述的顶推装置一端固定在承重平台(1)上，另一端沿水平方向抵紧在平台桩腿(2)上。
2.如权利要求1所述的一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，其特征在于：每组抱桩装置包括至少三组顶推装置，顶推装置沿平台桩腿(2)的圆周方向等距间隔布置。
3.如权利要求1或2所述的一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，其特征在于：所述的顶推装置为串联的两级顶推结构。
4.如权利要求3所述的一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，其特征在于：所述的顶推装置中的第一级顶推结构包括底座(3)、推拉油缸(4)和滑动油缸座(5)；所述的底座(3)固定在承重平台(1)上，底座(3)上设置有沿平台桩腿(2)径向方向延伸的水平导轨(6)；所述的推拉油缸(4)缸体固定在底座(3)上，顶推端固定连接于滑动油缸座(5)；所述的滑动油缸座(5)滑动连接于导轨(6)，面向平台桩腿(2)的一端设置有带滚轮(7)的滚轮支架(8)。
5.如权利要求4所述的一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，其特征在于：所述的顶推装置中的第二级顶推结构包括顶推油缸(9)；所述的顶推油缸(9)缸体固定在滑动油缸座(5)上，顶推端固定在滚轮支架(8)上；所述的滑动油缸座(5)上布置有沿平台桩腿(2)径向方向延伸的水平滑轨(10)；所述的滚轮支架(8)滑动连接于滑轨(10)上。
6.如权利要求1所述的一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，其特征在于：所述的抬升装置包括固定在平台桩腿(2)桩顶的抬升底座(11)和抬升油缸(12)；所述的抬升油缸(12)沿竖向布置，其缸体布置于抬升底座(11)上端面，上端设置有与承重平台(1)下端面接触的支撑底座(13)。
7.如权利要求6所述的一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，其特征在于：所述的抬升底座(11)四周布置有多组限制抬升底座(11)与平台桩腿(2)产生水平位移的限位结构；所述的限位结构包括竖杆(14)和限位板(15)；所述的竖杆(14)上端固定在抬升底座(11)边缘处，下端沿竖向延伸至平台桩腿(2)桩身处；所述的限位板(15)固定在竖杆(14)下端，并紧贴在平台桩腿(2)外侧。
8.如权利要求1所述的一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，其特征在于：所述的承重平台(1)上沿其周向间隔布置有多个用于对插打桩进行导向的导向装置；所述的导向装置包括导向架(16)；所述的导向架(16)一端固定在承重平台(1)边缘处，另一端沿水平方向延伸至承重平台(1)外形成悬挑结构，导向架(16)悬挑端部设置有起导向作用的抱箍。
9.如权利要求8所述的一种海上风电桩基自动调位稳桩及钻孔平台，其特征在于：所述的抱箍包括两条机械臂(17)；所述的机械臂(17)可绕竖直轴线转动地铰接连接于导向架(16)端部，机械臂(17)与导向架(16)之间设置有驱动机械臂(17)张合的旋转油缸(18)。
10.一种使用如权利要求1所述的平台进行沉桩施工的方法，其特征在于：在待施工桩位海域插打平台桩腿(2)，于平台桩腿(2)桩顶安装抬升装置，吊装承重平台(1)至抬升装置上，使承重平台(1)上的抱桩装置环绕在与之对应的平台桩腿(2)上，通过抬升装置调节承重平台(1)的竖向位置，通过抱桩装置顶推平台桩腿(2)调节承重平台(1)的水平位置，基于调节好的承重平台(1)进行钢管桩沉桩施工，待该海域钢管桩施工完成后，吊运承重平台(1)使其与平台桩腿(2)脱离，拆除抬升装置，拔出平台桩腿(2)移动至下一施工桩位海域，按照上述流程依次进行，直至所有的钢管桩施工完成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190115 |