CN109487789B - 一种海洋打桩船桩架多缸自平衡升降方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海洋打桩船技术领域，尤其是一种海洋打桩船桩架多缸自平衡升降系统，包含一端铰接在甲板上的桩架、主变幅液压缸、支撑杆，所述桩架包含铰点一、铰点二，还包含两个辅助起升液压缸，每个辅助起升液压缸铰接连有支架，所述支架固定在甲板上，通过多缸自平衡升降系统，桩架受力结构合理，变形明显减小，同时辅助起升液压缸分担了最大负载的三分之一，因此主变幅液压缸的尺寸减小很多，造价降低，主变幅液压缸和辅助起升液压缸的总造价比单只巨型液压缸低，并且可靠性增强，避免巨型液压缸的制造难度大、运输安装困难、依赖进口等缺陷，此外二次顶升时的负载仍在主变幅液压缸的负载范围之内，主变幅液压缸受力合理，利用率高。

Description

一种海洋打桩船桩架多缸自平衡升降方法
技术领域
本发明涉及海洋打桩船技术领域，尤其是一种海洋打桩船桩架多缸自平衡升降系统。
背景技术
海洋打桩船，用于海上打桩作业。在打桩作业之前需要用变幅液压缸将桩架升起来，桩架起升过程一般分两段进行，第一段，即一次顶升，变幅油缸的活塞杆头部顶在桩架的上铰点，即图1中A点，这时的顶升负载最大，顶起一个行程高度后，如图2所示，将桩架用支承杆锁定，变幅油缸的活塞杆缩回，第二段，活塞杆头部再连接桩架的下铰点，即图3中B点，这时二次顶升，二次顶升的负载一般是一次顶升时的三分之二，随着桩架直立起来，变幅液压缸的负载越来越小，如图4所示，顶升完成。但由于桩架高、自重大，以130米高度的桩架为例，桩架自重1200吨，需要的最大起升力3634吨，一方面由于一次顶升的负载大，所需的变幅液压缸巨大，自重超过250吨，造价很高且不稳定安全，另一方面，当桩架升到一定高度以后，如二次顶升时起升力降到了最大负载的三分之二，当桩架完全升起进入打桩状态，由于桩架已竖起，负荷已很小。所以如果用一套变幅液压缸起升，刚起升时会使得桩架大梁局部集中受力，受力变形很大，则必须要求桩架结构加强，到了升起来后，变幅液压缸的能力又浪费很多。
发明内容
为了克服现有的海洋打桩船桩架单缸升降系统的不足，本发明提供了一种海洋打桩船桩架多缸自平衡升降系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海洋打桩船桩架多缸自平衡升降系统，包含一端铰接在甲板上的桩架、主变幅液压缸、支撑杆，所述桩架包含铰点一、铰点二，还包含两个辅助起升液压缸，每个辅助起升液压缸铰接在支架上，所述支架固定在甲板上。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述两个辅助起升液压缸对称分布在主变幅液压缸两侧，布局对称合理，桩架受力均衡、变形小。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述支架为三角形桁架结构，自重轻、结构简单、便于制造。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述支架通过焊接固定在甲板上，焊接工艺成熟，连接牢靠。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述支架通过螺栓固定在甲板上，连接简单，拆装方便。
本发明的有益效果是，通过多缸自平衡升降系统，在一次顶升时，由之前的一个支点变成三个支点，桩架受力结构合理，变形明显减小，同时辅助起升液压缸分担了最大负载的三分之一，所以主变幅液压缸的负载减小三分之一，因此主变幅液压缸的尺寸减小很多，造价降低，主变幅液压缸和辅助起升液压缸的总造价比单只巨型液压缸低，总造价可以降低20%，并且可靠性增强，避免巨型液压缸的制造难度大、运输安装困难、依赖进口等缺陷，此外二次顶升时的负载降低至最大负载的三分之二，仍在主变幅液压缸的负载范围之内，主变幅液压缸受力合理，利用率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有技术桩架一次顶升示意图；
图2是现有技术桩架一次顶升后支撑杆锁定示意图；
图3是现有技术桩架二次顶升示意图；
图4是现有技术桩架顶升完成示意图；
图5是本发明示意图；
图6是本发明一次顶升示意图；
图7是本发明二次顶升示意图；
图8是主变幅液压缸、辅助起升液压缸顶升示意图。
图中1、甲板，2、桩架，2-1、铰点一，2-2、铰点二，3、主变幅液压缸，4、支撑杆，5、辅助起升液压缸，6、支架。
具体实施方式
如图5是本发明的结构示意图，一种海洋打桩船桩架多缸自平衡升降系统，包含一端铰接在甲板1上的桩架2、主变幅液压缸3、支撑杆4，所述桩架2包含铰点一2-1、铰点二2-2，还包含两个辅助起升液压缸5，每个辅助起升液压缸5铰接在支架6上，所述支架6固定在甲板1上。
具体顶升过程如下：在一次顶升负载最大时，将主变幅液压缸3活塞杆头部顶在位于上部的铰点一2-1上，分别将辅助起升液压缸5活塞杆头部顶在位于下部的铰点二2-2上，如图8所示，主变幅液压缸3承担最大负载的三分之二，所有辅助起升液压缸5共承担最大负载的三分之一，通过电气控制系统分别控制主变幅液压缸3活塞杆及辅助起升液压缸5活塞杆伸出，从而将桩架2顶升到一定高度，此时负载下降到了最大负载的三分之二，如图6所示，用支撑杆4将桩架2支撑并锁定，通过电气控制系统控制辅助起升液压缸5活塞杆缩回，再将主变幅液压缸3活塞杆缩回并顶在铰点二2-2上进行二次顶升，由于负载下降到了最大负载的三分之二，所以仍在主变幅液压缸3的负载范围之内，通过电气控制系统控制主变幅液压缸3活塞杆伸出进行二次顶升至竖直状态，如图7所示，顶升动作完成，便可进行打桩动作。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述辅助起升液压缸5对称分布在主变幅液压缸3两侧，如图8所示，布局对称合理，桩架受力均衡、变形小。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述支架6为三角形桁架结构，自重轻、结构简单、便于制造。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述支架6通过焊接固定在甲板1上，可采用锡焊，焊接工艺成熟，连接牢靠。
根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述支架6通过螺栓固定在甲板1上，连接简单，拆装方便。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种海洋打桩船桩架多缸自平衡升降方法，包含一端铰接在甲板（1）上的桩架（2）、主变幅液压缸（3）、支撑杆（4）和两个辅助起升液压缸（5），所述桩架（2）包含铰点一（2-1）、铰点二（2-2），每个辅助起升液压缸（5）铰接在支架（6）上，所述支架（6）固定在甲板（1）上，具体升降方法如下：
在一次顶升时，将主变幅液压缸（3）活塞杆头部顶在位于上部的铰点一（2-1）上，分别将辅助起升液压缸（5）活塞杆头部顶在位于下部的铰点二（2-2）上，通过电气控制系统分别控制主变幅液压缸（3）活塞杆及辅助起升液压缸（5）活塞杆伸出，从而将桩架（2）顶升到一定高度，直至负载下降到最大负载的三分之二，用支撑杆（4）将桩架（2）支撑并锁定，通过电气控制系统控制辅助起升液压缸（5）活塞杆缩回，再将主变幅液压缸（3）活塞杆缩回并顶在铰点二（2-2）上进行二次顶升，通过电气控制系统控制主变幅液压缸（3）活塞杆伸出进行二次顶升至竖直状态，顶升动作完成。
2.根据权利要求1所述的海洋打桩船桩架多缸自平衡升降方法，其特征是，所述两个辅助起升液压缸（5）对称分布在主变幅液压缸（3）两侧。
3.根据权利要求1所述的海洋打桩船桩架多缸自平衡升降方法，其特征是，所述支架（6）为三角形桁架结构。
4.根据权利要求3所述的海洋打桩船桩架多缸自平衡升降方法，其特征是，所述支架（6）通过焊接固定在甲板（1）上。
5.根据权利要求3所述的海洋打桩船桩架多缸自平衡升降方法，其特征是，所述支架（6）通过螺栓固定在甲板（1）上。
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