CN109989402A - 一种抱桩系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种抱桩系统，包括：抱桩架，其具有允许单桩进入的半包围结构；设置在半包围结构上的多个伸缩机构；设置在伸缩机构上的主油缸，主油缸能在伸缩机构的带动下靠近和远离单桩，并且靠近单桩的、设置在不同伸缩机构上的多个主油缸，能够通过配合将单桩定位在半包围结构内。上述结构中，通过采用伸缩机构带动主油缸伸缩对单桩进行定位的方式，取代现有技术中通过弧形抱臂带动主油缸转动对单桩进行定位的方式，从而在主油缸仅通过伸缩就实现对单桩定位的同时，取消了与辅助桩发生抵触的部件，令抱桩操作能够更加顺利的进行，避免了施工效率受到影响。同时，通过伸缩定位单桩的方式，能够使抱桩系统的适用范围更加广泛。

Description

一种抱桩系统

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，特别涉及一种抱桩系统。

背景技术

在海上风场的建设中，对单桩进行施工时，需要采用抱桩系统来抱住单桩，抱桩系统主要包括抱桩架和转动的设置在抱桩架上的多个弧形抱臂(弧形抱臂的弧长一般为所在圆的1/4)，两个弧形抱臂与抱桩架能够围成环抱单桩的环形结构。具体的施工过程为：喂桩时，首先需要使驱动弧形抱臂的油缸收缩(油缸的两端分别与抱桩架和弧形抱臂铰接)，以使弧形抱臂转动而实现环形结构的打开，然后将单桩吊装至环形结构内；接下来，令油缸伸出以驱动弧形抱臂回转，并使两个弧形抱臂接触以实现环形结构的关闭，并用插销将两个弧形抱臂锁紧，之后使设置在弧形抱臂上以及抱桩架上的主油缸配合夹紧单桩；最后就是单桩的下放及打桩过程。

上述环抱式的抱桩系统，抱桩架上有四根辅助桩，弧形抱臂与其中的两根辅助桩距离很近。在不同的水深作业时，辅助桩如果入泥不深，那么辅助桩露出水面的高度就会变高，这就导致弧形抱臂无法充分转动而使环形结构无法充分打开，因为打开后弧形抱臂会与辅助桩发生干涉。此时就需要辅助桩露出水面的高度不能太大，但是同时由于水深的变化，辅助桩入泥深度的变化不可能总是满足环形结构的打开要求，因而影响了抱桩操作的顺利进行和施工的效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种抱桩系统，其能够更好的保证抱桩操作的顺利进行，也避免了施工效率受到影响。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种抱桩系统，包括：

抱桩架，所述抱桩架具有允许单桩进入的半包围结构；

设置在所述半包围结构上的多个伸缩机构；

设置在所述伸缩机构上的主油缸，所述主油缸能够在所述伸缩机构的带动下靠近和远离位于所述半包围结构内的所述单桩，并且靠近所述单桩的、设置在不同所述伸缩机构上的多个所述主油缸，能够通过配合将所述单桩定位在所述半包围结构内。

优选的，上述抱桩系统中，所述伸缩机构包括：

固定设置在所述半包围结构上的底座；

滑动的设置在所述底座上的伸缩梁，所述主油缸设置在所述伸缩梁上；

驱动所述伸缩梁在所述底座上滑动，以使所述伸缩梁相对于所述底座伸缩的驱动部件。

优选的，上述抱桩系统中，所述驱动部件为缸体与所述底座连接，活塞与所述伸缩梁连接的伸缩油缸。

优选的，上述抱桩系统中，所述伸缩油缸的活塞行程小于所述伸缩梁的伸缩行程，所述缸体通过连接结构与所述底座可拆卸连接，并且所述缸体通过与所述底座的不同部位连接，以持续驱动所述伸缩梁进行伸缩。

优选的，上述抱桩系统中，所述连接结构包括：

与所述缸体连接的连接座，所述连接座上开设有第一销孔；

开设在所述底座上的第二销孔，所述第二销孔为多个，并在所述伸缩梁的伸缩方向上等间距设置；

能够穿过所述第一销孔和所述第二销孔的销轴。

优选的，上述抱桩系统中，所述底座上设置有分别位于所述伸缩梁两侧的多个导向板，所述导向板通过相互配合能够对滑动的所述伸缩梁进行导向。

优选的，上述抱桩系统中，所述第二销孔开设在所述导向板上。

优选的，上述抱桩系统中，所述导向板上设置有位于所述伸缩梁顶部，以在竖直方向对所述伸缩梁进行限位的限位件。

优选的，上述抱桩系统中，所述缸体与所述连接座铰接；所述伸缩梁上固定连接有耳板，所述伸缩油缸的活塞与所述耳板铰接。

优选的，上述抱桩系统中，所述抱桩架上设置有多层所述半包围结构，并且每层所述半包围结构上均设置有所述伸缩机构和所述主油缸。

本发明提供的抱桩系统，通过采用伸缩机构带动主油缸伸缩对单桩进行定位的方式，取代现有技术中通过弧形抱臂带动主油缸转动对单桩进行定位的方式，从而在主油缸仅通过伸缩就实现对单桩定位的同时，取消了与辅助桩发生抵触的部件(即弧形抱臂)，令抱桩操作能够更加顺利的进行，避免了施工效率受到影响。同时，通过伸缩对单桩进行定位的操作方式，能够使得抱桩系统的适用范围更加广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的抱桩系统的结构示意图；

图2为伸缩机构和主油缸配合的俯视图；

图3为伸缩机构和主油缸配合的主视图；

图4为图2的A-A剖视图；

图5为图2的B-B剖视图；

图6为图2的C-C剖视图。

以上图1-图6中：

1-抱桩架，2-半包围结构，3-伸缩机构，4-主油缸，5-连接座，6-第二销孔，7-销轴，8-导向板，9-限位件，10-耳板，11-辅助桩，12-单桩；

301-底座，302-伸缩梁，303-伸缩油缸。

具体实施方式

本发明提供了一种抱桩系统，其能够更好的保证抱桩操作的顺利进行，也避免了施工效率受到影响。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图6所示，本发明实施例提供的抱桩系统，主要用于海上风机单桩基础的施工，该抱桩系统主要包括抱桩架1、伸缩机构3和主油缸4，其中：抱桩架1上设置有半包围结构2，本实施例中，半包围结构2指的是封闭的环形结构设置开口后的结构，即，在周向上，半包围结构2并未完全包围单桩12，其具有开口，该开口为供单桩12进出半包围结构2的通道，如图1所示；设置在半包围结构2上的多个伸缩机构3，用于带动设置在其上的主油缸4进行伸缩，即实现主油缸4相对于单桩12的靠近和远离，当主油缸4靠近单桩12时，通过多个主油缸4的配合就能够将单桩12定位在半包围结构2内，具体的操作过程为：吊起单桩12，并使其通过半包围结构2的开口进入到半包围结构2的内侧，然后令设置在半包围结构2上的多个伸缩机构3同时伸出，以带动位于单桩12四周的多个主油缸4向单桩12靠近，当伸缩机构3伸出到位后，伸缩机构3锁定，并使全部主油缸4的活塞均伸出以与单桩12抵接，由于多个主油缸4位于单桩12的四周，所以通过多个主油缸4对单桩12的配合抵接，就能够将单桩12抱紧在半包围结构2的内侧，以实现单桩12垂直度的调整以及单桩12的定位、固定，抱桩操作完成，之后进行单桩12的下放及打桩操作；当不再需要抱桩系统抱紧单桩12时，可以令主油缸4的活塞和伸缩机构3先后收缩，以与单桩12脱离即可。在上述结构中，优选伸缩机构3和主油缸4均为四个，并一对一设置，且在半包围结构2的周向上均匀分布，如图1所示。

上述结构的抱桩系统中，主油缸4对单桩12的抱紧，是在伸缩机构3的带动下进行伸缩实现的，而不再通过弧形抱臂的转动实现，避免了弧形抱臂的使用，所以即使辅助桩11的入泥深度较小、露出水面的高度较大，也不会出现抵触、干涉的情况，抱桩操作不再受到影响，而是能够更加顺利的进行，避免了施工效率受到影响。同时，通过伸缩对单桩12进行定位的操作方式，能够使得抱桩系统可以适用于多种直径的单桩12，令抱桩系统的适用范围更加广泛。

为了进一步优化技术方案，本实施例提供的抱桩系统中，如图2-图6所示，优选伸缩机构3包括：固定设置在半包围结构2上的底座301；滑动的设置在底座301上的伸缩梁302，主油缸4设置在伸缩梁302上；驱动伸缩梁302在底座301上滑动，以使伸缩梁302相对于底座301伸缩的驱动部件。本实施例中，由于抱桩系统在工作时所需要承受的力较大，所以优选采用滑动接触面积大、结构强度高的底座结构和梁结构作为伸缩机构3中相对滑动的两个部件，以使抱桩系统的工作稳定性更高。

本实施例中，优选驱动部件为缸体与底座301连接，活塞与伸缩梁302连接的伸缩油缸303，如图2所示。驱动部件可以有多种选择，例如电动机、气缸等，而本实施例中，之所以优选驱动部件为油缸，是因为抱桩系统的主要工作部件为主油缸4，所以优选采用与主油缸4同类型的伸缩油缸303来驱动伸缩梁302相对于底座301的伸缩，如此设置，有利于辅助部件的设置，例如给伸缩油缸303提供液压油的液压管道可以基于现有的、给主油缸4提供液压油的管道进行设置，从而令改进操作更加简单、方便的实现，改进成本更低。

更加优选的，本实施例还令伸缩油缸303的活塞行程小于伸缩梁302的伸缩行程，伸缩油缸303的缸体通过连接结构与底座301可拆卸连接，并且缸体通过与底座301的不同部位连接，以持续驱动伸缩梁302进行伸缩。本实施例中，之所以令伸缩油缸303的活塞行程小于伸缩梁302的伸缩行程，是因为伸缩梁302和主油缸4的体积都相对较大，如果令伸缩梁302和主油缸4的伸出驱动、收缩驱动一步完成，就需要令伸缩油缸303具有较大的行程，这就需要将伸缩油缸303设置的特别细长，而较为细长的伸缩油缸303，不仅工作可靠性较差，而且制造成本较高。因此，为了避免该问题，本实施例优选选用长度较小的伸缩油缸303，并通过伸缩油缸303的多步驱动，实现伸缩梁302及其上的主油缸4的全程伸出或全程收缩，多步驱动的具体过程为：在伸缩机构3伸出时，伸缩油缸303的缸体与底座301的第一端部连接，伸缩油缸303的活塞伸出，以驱动伸缩梁302从底座301的第二端部伸出，当伸缩油缸303的活塞完全伸出缸体时，活塞无法继续伸出，此时伸缩梁302暂停伸出，第一步驱动完成；然后解除伸缩油缸303的缸体与第一端部的连接，伸缩油缸303的缸体能够自由活动，之后令伸缩油缸303的活塞缩回至缸体中，在此过程中，由于伸缩梁302及其上的主活塞的重量较大，所以伸缩油缸303回缩时活塞不动，重量较小的缸体向靠近伸缩梁302的方向移动，直至活塞完全缩回到缸体中，然后将缸体再次连接在底座301上以实现缸体的二次锁定，此时缸体与底座301的连接部位，相对于之前的第一端部更加靠近第二端部，之后再次令伸缩油缸303的活塞伸出，以驱动伸缩梁302继续从第二端部伸出，即进行第二步驱动，当第二步驱动完成后，再次解除缸体和底座301的连接，并令伸缩油缸303收缩，之后将缸体第三次锁定在底座301上以进行第三步驱动……，如此重复操作，直至伸缩梁302伸出到位。当需要令伸缩梁302回缩时，也可以通过多步驱动而实现，其与上述操作的不同之处在于，令伸缩油缸303的缸体与底座301连接的时机，是活塞完全伸出缸体时，之后再令活塞回缩至缸体中即可完成一步驱动。

如图2-图4所示，优选连接结构包括：与缸体连接的连接座5，连接座5上开设有第一销孔；开设在底座301上的第二销孔6，第二销孔6为多个，并在伸缩梁302的伸缩方向上等间距设置；能够穿过第一销孔和第二销孔6的销轴7。即，通过此种结构进行多步驱动时，可以令第一销孔在每一步的驱动过程中，与不同部位的第二销孔6对正，并令销轴7穿过对正的第一销孔和第二销孔6，即实现了缸体与底座301在不同部位的连接，当需要解除缸体和底座301的连接时，只需将销轴7从第一销孔和第二销孔6中拔出即可。此种连接结构，结构简单，操作方便，所以将其作为本实施例的优选结构。

进一步的，如图2-图6所示，本实施例还优选底座301上设置有分别位于伸缩梁302两侧的多个导向板8，该导向板8通过相互配合能够对滑动的伸缩梁302进行导向。即，在伸缩梁302的左右两侧分别竖直设置一块导向板8，能够使得伸缩梁302在两块导向板8和底座301围成的通道内滑动，避免伸缩梁302在滑动过程中向左右两侧偏离。

如图2和图3所示，由于导向板8竖直设置且位于伸缩梁302的两侧，方便销轴7的插拔，所以本实施例优选将多个第二销孔6开设在导向板8上。

更加优选的，如图2、图4和图5所示，导向板8上设置有位于伸缩梁302顶部，以在竖直方向对伸缩梁302进行限位的限位件9。由于伸缩梁302及其上的主油缸4需要伸向半包围结构2的内侧，又由于伸缩梁302及其上的主油缸4的重量较大，所以当伸缩梁302和主油缸4的重心伸出至底座301的外侧时，伸缩梁302在重力作用下具有下垂的趋势，而为了避免伸缩梁302向下倾斜，所以在伸缩梁302的顶部设置了限位件9，以对伸缩梁302仍然位于底座301上、具有上翘趋势的一端进行阻挡，从而避免伸缩梁302及其上的主油缸4向下倾斜。具体的，限位件9的截面形状优选为槽型结构，槽型结构的开口朝向导向板8，并且两个导向板8上均设置有限位件9，如图4和图5所示。此种结构及此种设置方式的限位件9，具有较高的结构强度，能够更好的对伸缩梁302进行限位。

具体的，优选缸体与连接座5铰接；伸缩梁302上固定连接有耳板10，伸缩油缸303的活塞与耳板10铰接，如图2所示。本实施例中，由于伸缩油缸303在驱动伸缩梁302滑动以及拆装的过程中，可能存在伸缩油缸303相对于连接座5、伸缩梁302发生转动的情况，所以为了方便进行拆装操作并提升驱动可靠性，优选伸缩油缸303与连接座5和伸缩梁302铰接。

本实施例中，还优选抱桩架1上设置有多层半包围结构2，并且每层半包围结构2上均设置有伸缩机构3和主油缸4，同时也优选每层半包围结构2上的伸缩机构3和主油缸4的结构、设置方式均相同，以提高抱桩系统的工作效果。本实施例中，优选抱桩架1上设置有两层半包围结构2，由于每层半包围结构2上均设置有四个伸缩机构3和四个主油缸4，所以具有两层半包围结构2的抱桩架1上共设置有八个伸缩机构3和八个主油缸4。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，抱桩系统的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种抱桩系统，其特征在于，包括：

抱桩架，所述抱桩架具有允许单桩进入的半包围结构；

设置在所述半包围结构上的多个伸缩机构；

设置在所述伸缩机构上的主油缸，所述主油缸能够在所述伸缩机构的带动下靠近和远离位于所述半包围结构内的所述单桩，并且靠近所述单桩的、设置在不同所述伸缩机构上的多个所述主油缸，能够通过配合将所述单桩定位在所述半包围结构内。

2.根据权利要求1所述的抱桩系统，其特征在于，所述伸缩机构包括：

固定设置在所述半包围结构上的底座；

滑动的设置在所述底座上的伸缩梁，所述主油缸设置在所述伸缩梁上；

驱动所述伸缩梁在所述底座上滑动，以使所述伸缩梁相对于所述底座伸缩的驱动部件。

3.根据权利要求2所述的抱桩系统，其特征在于，所述驱动部件为缸体与所述底座连接，活塞与所述伸缩梁连接的伸缩油缸。

4.根据权利要求3所述的抱桩系统，其特征在于，所述伸缩油缸的活塞行程小于所述伸缩梁的伸缩行程，所述缸体通过连接结构与所述底座可拆卸连接，并且所述缸体通过与所述底座的不同部位连接，以持续驱动所述伸缩梁进行伸缩。

5.根据权利要求4所述的抱桩系统，其特征在于，所述连接结构包括：

与所述缸体连接的连接座，所述连接座上开设有第一销孔；

开设在所述底座上的第二销孔，所述第二销孔为多个，并在所述伸缩梁的伸缩方向上等间距设置；

能够穿过所述第一销孔和所述第二销孔的销轴。

6.根据权利要求5所述的抱桩系统，其特征在于，所述底座上设置有分别位于所述伸缩梁两侧的多个导向板，所述导向板通过相互配合能够对滑动的所述伸缩梁进行导向。

7.根据权利要求6所述的抱桩系统，其特征在于，所述第二销孔开设在所述导向板上。

8.根据权利要求6所述的抱桩系统，其特征在于，所述导向板上设置有位于所述伸缩梁顶部，以在竖直方向对所述伸缩梁进行限位的限位件。

9.根据权利要求5所述的抱桩系统，其特征在于，所述缸体与所述连接座铰接；所述伸缩梁上固定连接有耳板，所述伸缩油缸的活塞与所述耳板铰接。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的抱桩系统，其特征在于，所述抱桩架上设置有多层所述半包围结构，并且每层所述半包围结构上均设置有所述伸缩机构和所述主油缸。