CN110130392A - 一种用于单桩嵌岩的夹桩平台及其实施方式 - Google Patents

一种用于单桩嵌岩的夹桩平台及其实施方式 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于单桩嵌岩的夹桩平台及其实施方式，可通过调整底部导向、法兰导向机构适用于不同直径的桩，顶部与基座通过基座导向块连接，既可保证转矩专递又可使得夹桩平台运用于不同的钻机总成；通过沿桩周向均布的侧向顶推机构，保证了嵌岩施工中的门机倾倒导致的大偏心及恶劣工况下的横向载荷作用下的安全施工；通过底部导向、控制了直径较小桩的径向运动，通过法兰导向机构与装配孔的配合，保证了定位后的法兰面螺栓孔的匹配精度，实用方便；侧向顶推机构的顶部与桩接触区域不随螺纹杆的转动而发生转动，保护单桩油漆；顶推机构的后端方型螺母的设置有效防止了螺纹杆前后端的螺纹板与方型螺母间的间距与螺纹螺距不匹配的问题。

Description

一种用于单桩嵌岩的夹桩平台及其实施方式
技术领域
本发明涉及用于风电单桩嵌岩的夹桩平台技术领域，具体为一种用于单桩嵌岩的夹桩平台及其实施方式。
背景技术
目前，我国海上风电的基础形式主要以单桩为主。由于我国福建、广东沿海等地区的地质岩层复杂，为保证单桩桩尖位于受力岩层，在单桩施工中往往会用到嵌岩装置。为保证嵌岩装置的安全可靠地运行，本专利设计一种夹桩平台，用于在高海况下连接嵌岩钻机总成与单桩，保证钻机的安全工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于单桩嵌岩的夹桩平台及其实施方式，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于单桩嵌岩的夹桩平台，包括夹桩底座、侧向顶推机构、法兰导向机构、底部导向、钻机总成及单桩，所述法兰导向机构设置于单桩上表面，所述夹桩底座内部顶端通过法兰导向机构与单桩顶端相连，所述夹桩底座底端内侧表面设置有底部导向，所述夹桩底座内侧设置有侧向顶推机构，所述侧向顶推机构位于夹桩底座内侧一端与单桩侧面活动相连，所述夹桩底座上表面外侧设置有钻机总成。
优选的，所述夹桩底座包括上环梁、立柱、下环梁、法兰盘、底部导向基座、斜撑、外侧箱梁、基座导向块、顶部平台、导向操作平台，所述上环梁下表面通过立柱与下环梁上表面相连，所述上环梁内侧表面设置有法兰盘，所述下环梁下表面设置有底部导向基座，所述底部导向安装于底部导向基座内侧表面，所述下环梁外侧表面与斜撑底端相连，所述斜撑顶端与外侧箱梁下表面相连，所述外侧箱梁上表面设置有基座导向块，所述外侧箱梁内侧通过顶部平台与上环梁外侧表面相连，所述斜梁外侧及下环梁上表面外沿设置有导向操作平台。
优选的，所述法兰盘与单桩通过高强度螺栓连接，所述法兰盘上设有多层螺栓孔与不同直径的单桩连接，所述法兰盘在十字线方向设有交错的装配孔。
优选的，所述侧向顶推机构通过侧向顶推支架安装于下环梁之上及立柱之间且多个均匀分布，所述侧向顶推支架位于夹桩底座内部一端设有螺纹板，所述侧向顶推支架位于夹桩底座外部一端设有方型螺母，所述方型螺母四面设有压块。
优选的，所述侧向顶推机构包括螺纹杆、轴套、连接板、缓冲块、手柄，所述螺纹杆前段与后段分别与螺纹板与方型螺母连接，所述螺纹杆前段通过螺栓、轴套与连接板相连，所述连接板与螺纹杆之间留有间隙，所述连接板远离螺纹杆一端设置有缓冲块，所述螺纹杆远离缓冲块一端设置有手柄。
优选的，所述法兰导向机构包括法兰导向座、法兰导向螺杆、吊环，所述法兰导向座顶端设置有吊环，所述法兰导向座底端设置有法兰导向螺杆，所述法兰导向螺杆根据单桩的法兰孔配备。
优选的，所述底部导向包括导向主体及缓冲板，所述导向主体一端与底部导向基座相连，所述导向主体另一端设置有缓冲板。
优选的，包括以下步骤：
步骤一：风电单桩打桩：
A1、通过打桩船将风电单桩打至可靠深度；
A2、检查单桩的入泥深度及稳定性是否符合嵌岩要求；
步骤二：夹桩平台组装：
B1、根据风电单桩的直径选择相应的底部导向，并安装在底部导向基座上；
B2、将侧向顶推机构的螺纹杆收回，使连接板与螺纹板触碰；
步骤三：桩顶法兰导向安装：
C1、根据风电单桩的螺栓孔的大小选取相应的法兰导向螺杆；
C2、将法兰导向螺杆、法兰导向座、吊环连接；
C3、将2个法兰导向机构放置在单桩的对称位置，并在反面通过螺帽锁死；
步骤四：吊装夹桩平台：
D1、连接吊机与夹桩平台的吊装吊耳和缆风绳；
D2、将夹桩平台缓缓吊至单桩上方；
D3、通过缆风绳调整夹桩平台的角度，使单桩顶部法兰导向机构与夹桩平台法兰面的相应直径的装配孔基本对齐；
D4、缓缓下放夹桩平台，单桩通过平台底部导向装置的导向作用基本定位平台径向；
D5、通过缆风绳调整平台的周向运动，使得单桩顶部法兰导向机构与夹桩平台法兰面的相应直径的装配孔对齐；
D6、继续下放使得法兰导向机构插入装配孔；
D7、桩顶法兰面与平台法兰面螺栓连接；
步骤五：侧向顶推机构锁紧：
E1、调整各个侧向顶推机构的螺纹杆，使顶部缓冲块顶住单桩；
步骤六：吊装钻机总成：
F1、将钻机总成缓缓吊至夹桩平台上方；
F2、缓缓下放使得基座导向块插入钻机总成箱梁的套筒内；
步骤七：嵌岩作业：
步骤八：回收钻机总成及夹桩平台：
H1、吊装回收钻机平台；
H2、收回侧向顶推机构；
H3、拆卸螺母并吊装回收夹桩平台；
H4、回收法兰导向机构；
步骤九：移至下一桩位施工。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本装置可通过调整底部导向、法兰导向机构适用于不同直径的桩；顶部与基座通过基座导向块连接，既可以保证转矩专递又可以使得夹桩平台运用于不同的钻机总成。
(2)通过沿桩周向均布的侧向顶推机构，保证了嵌岩施工中的门机倾倒导致的大偏心及恶劣工况下的横向载荷作用下的安全施工。
(3)通过底部导向、控制了直径较小桩的径向运动，同时通过法兰导向机构与装配孔的配合，保证了定位后的法兰面螺栓孔的匹配精度，实用方便。
(4)侧向顶推机构的顶部与桩接触区域不随螺纹杆的转动而发生转动，保护单桩油漆。
(5)顶推机构的后端方型螺母的设置有效防止了螺纹杆前后端的螺纹板与方型螺母间的间距与螺纹螺距不匹配的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为夹桩底座结构示意图。
图3为法兰盘结构示意图。
图4为侧向顶推机构的结构、侧向顶推支架的结构及其连接关系示意图。
图5为法兰导向机构结构示意图。
图6为底部导向结构示意图。
图中：夹桩底座1、侧向顶推机构2、法兰导向机构3、底部导向4、钻机总成5、单桩6、侧向顶推支架7、上环梁11、立柱12、下环梁13、法兰盘14、底部导向基座15、斜撑16、外侧箱梁17、基座导向块18、顶部平台19、导向操作平台110、螺纹杆21、轴套22、连接板23、缓冲块24、手柄25、法兰导向座31、法兰导向螺杆32、吊环33、导向主体41、缓冲板42、螺纹板71、方型螺母72、压块73、螺栓孔141、装配孔142。
具体实施方式
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。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种用于单桩嵌岩的夹桩平台，包括夹桩底座1、侧向顶推机构2、法兰导向机构3、底部导向4、钻机总成5及单桩6，法兰导向机构3设置于单桩6上表面，夹桩底座1内部顶端通过法兰导向机构3与单桩6顶端相连，夹桩底座1底端内侧表面设置有底部导向4，夹桩底座1内侧设置有侧向顶推机构2，侧向顶推机构2位于夹桩底座1内侧一端与单桩6侧面活动相连，夹桩底座1上表面外侧设置有钻机总成5。
如图2所示，夹桩底座1包括上环梁11、立柱12、下环梁13、法兰盘14、底部导向基座15、斜撑16、外侧箱梁17、基座导向块18、顶部平台19、导向操作平台110，上环梁11下表面通过立柱12与下环梁13上表面相连，上环梁11内侧表面设置有法兰盘14，下环梁13下表面设置有底部导向基座15，底部导向4安装于底部导向基座15内侧表面，下环梁13外侧表面与斜撑16底端相连，斜撑16顶端与外侧箱梁17下表面相连，外侧箱梁17上表面设置有基座导向块18，用于和钻机总成5对接，外侧箱梁17内侧通过顶部平台19与上环梁11外侧表面相连，顶部平台19作为法兰盘14与单桩6对接时使用，斜梁外侧及下环梁13上表面外沿设置有导向操作平台110，导向操作平台110用于操作侧向顶推机构2。
如图3所示，法兰盘14与单桩6通过高强度螺栓连接，法兰盘14上设有多层螺栓孔141与不同直径的单桩6连接，法兰盘14在十字线方向设有交错的装配孔142，用于基座吊装。
如图4所示，侧向顶推机构2通过侧向顶推支架7安装于下环梁13之上及立柱12之间且多个均匀分布，侧向顶推支架7位于夹桩底座1内部一端设有螺纹板71，侧向顶推支架7位于夹桩底座1外部一端设有方型螺母72，方型螺母72四面设有压块73；
侧向顶推机构2包括螺纹杆21、轴套22、连接板23、缓冲块24、手柄25，螺纹杆21前段与后段分别与螺纹板71与方型螺母72连接，螺纹杆21前段通过螺栓、轴套22与连接板23相连，连接板23与螺纹杆21之间留有间隙，保证顶推工作时可相对运动，连接板23远离螺纹杆21一端设置有缓冲块24，螺纹杆21远离缓冲块24一端设置有手柄25。
如图5所示，法兰导向机构3包括法兰导向座31、法兰导向螺杆32、吊环33，法兰导向座31顶端设置有吊环33，法兰导向座31底端设置有法兰导向螺杆32，法兰导向螺杆32根据单桩6的法兰孔配备。
如图6所示，底部导向4包括导向主体41及缓冲板42，导向主体41一端与底部导向基座15相连，导向主体41另一端设置有缓冲板42。
一种用于单桩嵌岩的夹桩平台的实施方式，包括以下步骤：
步骤一：风电单桩6打桩：
A1、通过打桩船将风电单桩6打至可靠深度；
A2、检查单桩6的入泥深度及稳定性是否符合嵌岩要求；
步骤二：夹桩平台组装：
B1、根据风电单桩6的直径选择相应的底部导向4，并安装在底部导向基座15上；
B2、将侧向顶推机构2的螺纹杆21收回，使连接板23与螺纹板71触碰；
步骤三：桩顶法兰导向安装：
C1、根据风电单桩6的螺栓孔141的大小选取相应的法兰导向螺杆32；
C2、将法兰导向螺杆32、法兰导向座31、吊环33连接；
C3、将2个法兰导向机构3放置在单桩6的对称位置，并在反面通过螺帽锁死；
步骤四：吊装夹桩平台：
D1、连接吊机与夹桩平台的吊装吊耳和缆风绳；
D2、将夹桩平台缓缓吊至单桩6上方；
D3、通过缆风绳调整夹桩平台的角度，使单桩6顶部法兰导向机构3与夹桩平台法兰面的相应直径的装配孔142基本对齐；
D4、缓缓下放夹桩平台，单桩6通过平台底部导向4装置的导向作用基本定位平台径向；
D5、通过缆风绳调整平台的周向运动，使得单桩6顶部法兰导向机构3与夹桩平台法兰面的相应直径的装配孔142对齐；
D6、继续下放使得法兰导向机构3插入装配孔142；
D7、桩顶法兰面与平台法兰面螺栓连接；
步骤五：侧向顶推机构2锁紧：
E1、调整各个侧向顶推机构2的螺纹杆21，使顶部缓冲块24顶
住单桩6；
步骤六：吊装钻机总成5：
F1、将钻机总成5缓缓吊至夹桩平台上方；
F2、缓缓下放使得基座导向块18插入钻机总成5箱梁的套筒内；
步骤七：嵌岩作业：
步骤八：回收钻机总成5及夹桩平台：
H1、吊装回收钻机平台；
H2、收回侧向顶推机构2；
H3、拆卸螺母并吊装回收夹桩平台；
H4、回收法兰导向机构3；
步骤九：移至下一桩位施工。
本装置可通过调整底部导向4、法兰导向机构3适用于不同直径的桩；顶部与基座通过基座导向块18连接，既可以保证转矩专递又可以使得夹桩平台运用于不同的钻机总成5。通过沿桩周向均布的侧向顶推机构2，保证了嵌岩施工中的门机倾倒导致的大偏心及恶劣工况下的横向载荷作用下的安全施工。通过底部导向4、控制了直径较小桩的径向运动，同时通过法兰导向机构3与装配孔142的配合，保证了定位后的法兰面螺栓孔141的匹配精度，实用方便。侧向顶推机构2的顶部与桩接触区域不随螺纹杆21的转动而发生转动，保护单桩油漆。侧向顶推机构2的后端方型螺母72的设置有效防止了螺纹杆21前后端的螺纹板71与方型螺母72间的间距与螺纹螺距不匹配的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于单桩嵌岩的夹桩平台，其特征在于：包括夹桩底座(1)、侧向顶推机构(2)、法兰导向机构(3)、底部导向(4)、钻机总成(5)及单桩(6)，所述法兰导向机构(3)设置于单桩(6)上表面，所述夹桩底座(1)内部顶端通过法兰导向机构(3)与单桩(6)顶端相连，所述夹桩底座(1)底端内侧表面设置有底部导向(4)，所述夹桩底座(1)内侧设置有侧向顶推机构(2)，所述侧向顶推机构(2)位于夹桩底座(1)内侧一端与单桩(6)侧面活动相连，所述夹桩底座(1)上表面外侧设置有钻机总成(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于单桩嵌岩的夹桩平台，其特征在于：所述夹桩底座(1)包括上环梁(11)、立柱(12)、下环梁(13)、法兰盘(14)、底部导向基座(15)、斜撑(16)、外侧箱梁(17)、基座导向块(18)、顶部平台(19)、导向操作平台(110)，所述上环梁(11)下表面通过立柱(12)与下环梁(13)上表面相连，所述上环梁(11)内侧表面设置有法兰盘(14)，所述下环梁(13)下表面设置有底部导向基座(15)，所述底部导向(4)安装于底部导向基座(15)内侧表面，所述下环梁(13)外侧表面与斜撑(16)底端相连，所述斜撑(16)顶端与外侧箱梁(17)下表面相连，所述外侧箱梁(17)上表面设置有基座导向块(18)，所述外侧箱梁(17)内侧通过顶部平台(19)与上环梁(11)外侧表面相连，所述斜梁外侧及下环梁(13)上表面外沿设置有导向操作平台(110)。
3.根据权利要求2所述的一种用于单桩嵌岩的夹桩平台，其特征在于：所述法兰盘(14)与单桩(6)通过高强度螺栓连接，所述法兰盘(14)上设有多层螺栓孔(141)与不同直径的单桩(6)连接，所述法兰盘(14)在十字线方向设有交错的装配孔(142)。
4.根据权利要求1所述的一种用于单桩嵌岩的夹桩平台，其特征在于：所述侧向顶推机构(2)通过侧向顶推支架(7)安装于下环梁(13)之上及立柱(12)之间且多个均匀分布，所述侧向顶推支架(7)位于夹桩底座(1)内部一端设有螺纹板(71)，所述侧向顶推支架(7)位于夹桩底座(1)外部一端设有方型螺母(72)，所述方型螺母(72)四面设有压块(73)。
5.根据权利要求1所述的一种用于单桩嵌岩的夹桩平台，其特征在于：所述侧向顶推机构(2)包括螺纹杆(21)、轴套(22)、连接板(23)、缓冲块(24)、手柄(25)，所述螺纹杆(21)前段与后段分别与螺纹板(71)与方型螺母(72)连接，所述螺纹杆(21)前段通过螺栓、轴套(22)与连接板(23)相连，所述连接板(23)与螺纹杆(21)之间留有间隙，所述连接板(23)远离螺纹杆(21)一端设置有缓冲块(24)，所述螺纹杆(21)远离缓冲块(24)一端设置有手柄(25)。
6.根据权利要求1所述的一种用于单桩嵌岩的夹桩平台，其特征在于：所述法兰导向机构(3)包括法兰导向座(31)、法兰导向螺杆(32)、吊环(33)，所述法兰导向座(31)顶端设置有吊环(33)，所述法兰导向座(31)底端设置有法兰导向螺杆(32)，所述法兰导向螺杆(32)根据单桩(6)的法兰孔配备。
7.根据权利要求1所述的一种用于单桩嵌岩的夹桩平台，其特征在于：所述底部导向(4)包括导向主体(41)及缓冲板(42)，所述导向主体(41)一端与底部导向基座(15)相连，所述导向主体(41)另一端设置有缓冲板(42)。
8.实现权利要求1所述的一种用于单桩嵌岩的夹桩平台的实施方式，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：风电单桩(6)打桩：
A1、通过打桩船将风电单桩(6)打至可靠深度；
A2、检查单桩(6)的入泥深度及稳定性是否符合嵌岩要求；
步骤二：夹桩平台组装：
B1、根据风电单桩(6)的直径选择相应的底部导向(4)，并安装在底部导向基座(15)上；
B2、将侧向顶推机构(2)的螺纹杆(21)收回，使连接板(23)与螺纹板(71)触碰；
步骤三：桩顶法兰导向安装：
C1、根据风电单桩(6)的螺栓孔(141)的大小选取相应的法兰导向螺杆(32)；
C2、将法兰导向螺杆(32)、法兰导向座(31)、吊环(33)连接；
C3、将2个法兰导向机构(3)放置在单桩(6)的对称位置，并在反面通过螺帽锁死；
步骤四：吊装夹桩平台：
D1、连接吊机与夹桩平台的吊装吊耳和缆风绳；
D2、将夹桩平台缓缓吊至单桩(6)上方；
D3、通过缆风绳调整夹桩平台的角度，使单桩(6)顶部法兰导向机构(3)与夹桩平台法兰面的相应直径的装配孔(142)基本对齐；
D4、缓缓下放夹桩平台，单桩(6)通过平台底部导向(4)装置的导向作用基本定位平台径向；
D5、通过缆风绳调整平台的周向运动，使得单桩(6)顶部法兰导向机构(3)与夹桩平台法兰面的相应直径的装配孔(142)对齐；
D6、继续下放使得法兰导向机构(3)插入装配孔(142)；
D7、桩顶法兰面与平台法兰面螺栓连接；
步骤五：侧向顶推机构(2)锁紧：
E1、调整各个侧向顶推机构(2)的螺纹杆(21)，使顶部缓冲块(24)顶住单桩(6)；
步骤六：吊装钻机总成(5)：
F1、将钻机总成(5)缓缓吊至夹桩平台上方；
F2、缓缓下放使得基座导向块(18)插入钻机总成(5)箱梁的套筒内；
步骤七：嵌岩作业：
步骤八：回收钻机总成(5)及夹桩平台：
H1、吊装回收钻机平台；
H2、收回侧向顶推机构(2)；
H3、拆卸螺母并吊装回收夹桩平台；
H4、回收法兰导向机构(3)；
步骤九：移至下一桩位施工。
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