CN110144895A - 打桩辅助设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种打桩辅助设备，属于海上桩基施工技术领域。将平台整体放至海底，对平台上的各个定位桩进行打桩，定位桩打桩进海底对平台进行支撑，定位平面可作为定位桩打桩是否准确的判断标准。多个钢管桩起吊依次吊入导向孔与导向筒中，导向筒长度方向平行定位桩，导向孔与导向筒可对钢管桩进行良好的导向，保证钢管桩打桩位置较为准确。而间隔设置的导向孔与导向筒，使钢管桩有调整空间，使得钢管桩的晃动倾斜不会对定位桩的定位造成影响。各个钢管桩之间的位置被导向筒限定，保证了多个钢管桩之间的位置精度，可在打桩前根据打桩辅助设备制作好导管架，打桩后直接安装导管架，减短了风电基础的安装周期。

Description

打桩辅助设备

技术领域

本发明涉及海上桩基施工技术领域，特别涉及一种打桩辅助设备。

背景技术

风电基础是风力发电系统的一部分，风电基础一端固定在海底，风电基础另一端固定风力发电系统中的塔筒等结构。风电基础通常包括多个钢管桩与导管架，多个钢管桩没入海底，导管架为桁架结构，导管架上包括与多个钢管桩一一对应连接的多个导管，导管架远离钢管桩的一端用于安装塔筒等结构。

这种风电基础在打桩时通常是先对多个钢管桩粗略定位逐个打桩，再测量各钢管桩之间的精确尺寸，然后再根据测量得到的尺寸制作导管架，最后将导管架中的导管与各个钢管桩之间灌浆连接。

先对多个钢管桩打桩再测量尺寸，最后再制造导管架会耗费较多时间，风电基础的安装周期较长。

发明内容

本发明实施例提供了一种打桩辅助设备，可减短风电基础的安装周期。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种打桩辅助设备，所述打桩辅助设备包括平台、多个定位桩、多个导向筒，所述平台包括定位平面，所述多个定位桩设置在所述平台上，所述多个定位桩的长度方向相互平行，所述定位桩的长度方向垂直所述定位平面，所述定位桩的一端用于插入海底，

所述多个导向筒相互平行固定在所述平台上，所述多个导向筒的长度方向平行所述定位桩的长度方向，所述平台上开设有与所述多个导向筒一一对应的多个导向孔，所述导向孔在所述定位平面上的投影的重心与所述导向筒的内壁在所述定位平面上的投影的重心重合，所述导向孔与所述导向筒间隔设置。

可选地，所述打桩辅助设备还包括控制单元，所述导向筒为圆筒，所述导向筒包括铰接的第一半筒体与第二半筒体，所述第一半筒体的内壁在所述定位平面上的投影所对应的圆心角，与所述第二半筒体的内壁在所述定位平面上的投影所对应的圆心角之和为360°，所述控制单元用于控制所述第一半筒体相对所述第二半筒体的转动，所述第一半筒体的转动平面平行所述定位平面。

可选地，所述控制单元还包括两个控制油缸，所述两个控制油缸位于所述第一半筒体在垂直导向筒的长度方向上的两侧，所述控制油缸的一端固定在所述第一半筒体上，所述控制油缸的另一端固定在所述第二半筒体上。

可选地，所述打桩辅助设备还包括锁紧单元，所述平台包括有多个套筒，每个所述套筒均套设在一个所述定位桩上，所述套筒的内壁与所述定位桩的外壁相抵，所述锁紧单元用于实现所述平台与所述定位桩的可拆卸连接。

可选地，所述锁紧单元包括插销与插销驱动结构，所述定位桩上设置有沿所述定位桩的长度方向依次并列排布的多个插销孔，所述插销驱动结构安装在所述定位平面上，所述插销驱动结构用于驱动所述插销插入所述插销孔。

可选地，所述平台还包括支撑板与连接杆，所述定位平面为所述支撑板的一个板面，所述连接杆分别用于连接支撑板与所述套筒，所述导向筒与所述套筒之间也通过所述连接杆进行连接。

可选地，每个所述套筒的一端与所述定位平面之间的距离均相等。

可选地，所述多个套筒之间连接有支撑杆，所述支撑杆的长度方向平行所述定位平面。

可选地，每个所述导向孔的周向上均等距设置有多个纠偏油缸，每个所述纠偏油缸的活塞杆的轴线均垂直所述导向筒的长度方向。

可选地，所述定位平面上设置有倾角传感器。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：将平台整体放至海底，对平台上的各个定位桩进行打桩，定位桩打桩进海底对平台进行支撑，定位平面可作为定位桩打桩是否准确的判断标准。定位桩与平台的位置固定后，将风电基础的多个钢管桩起吊依次吊入导向孔与导向筒中，导向筒的长度方向平行定位桩的长度方向，定位桩打桩准确后，导向孔在定位平面上的投影的重心与导向筒的内壁在定位平面上的投影的重心重合，导向孔与导向筒可对钢管桩进行良好的导向，保证钢管桩打桩位置较为准确。而间隔设置的导向孔与导向筒，使得钢管桩在进入平台时，即使钢管桩在平行定位平面的方向上存在轻微晃动倾斜，也有调整空间，使得钢管桩的晃动倾斜不会对定位桩的定位造成影响，保证钢管桩打桩位置的准确。这种结构中，各个钢管桩之间的位置被导向筒限定，保证了多个钢管桩之间的位置精度，可在对钢管桩实际打桩之前根据打桩辅助设备制作好导管架，打桩后直接安装导管架，不需要依次打桩测量之后再制作导管架，减短了风电基础的安装周期。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种风电基础的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种打桩辅助设备的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种打桩辅助设备的俯视图；

图4是本发明实施例提供的导向筒的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的导向筒的侧视图；

图6是本发明实施例提供的锁紧单元的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的锁紧单元的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为便于理解本发明，此处先提供一种可应用本发明进行打桩的风电基础，

图1是本发明实施例提供的一种风电基础的结构示意图，如图1所示，该风电基础包括多个钢管桩10与导管架20，多个钢管桩10没入海底，导管架20为桁架结构，导管架20上包括与多个钢管桩10一一对应连接的多个导管201，导管架20远离钢管桩10的一端用于安装塔筒等结构。

图2是本发明实施例提供的一种打桩辅助设备的结构示意图，如图2所示，该打桩辅助设备包括平台1、多个定位桩2、多个导向筒3，平台1包括定位平面11，多个定位桩2设置在平台1上，多个定位桩2的长度方向相互平行，定位桩2的长度方向垂直定位平面11，定位桩2的一端用于插入海底。

图3是本发明实施例提供的一种打桩辅助设备的俯视图，结合图2与图3，多个导向筒3相互平行固定在平台1上，多个导向筒3的长度方向平行定位桩2的长度方向，平台1上开设有与多个导向筒3一一对应的多个导向孔12，导向孔12在定位平面11上的投影的重心与导向筒3的内壁在定位平面11上的投影的重心重合，导向孔12与导向筒3间隔设置。

将平台1整体放至海底，对平台1上的各个定位桩2进行打桩，定位桩2打桩进海底对平台1进行支撑，定位平面11可作为定位桩2打桩是否准确的判断标准。定位桩2与平台1的位置固定后，将风电基础的多个钢管桩10起吊依次吊入导向孔12与导向筒3中，导向筒3的长度方向平行定位桩2的长度方向，定位桩2打桩准确后，导向孔12在定位平面11上的投影的重心与导向筒3的内壁在定位平面11上的投影的重心重合，导向孔12与导向筒3可对钢管桩10进行良好的导向，保证钢管桩10打桩位置较为准确。而间隔设置的导向孔12与导向筒3，使得钢管桩10在进入平台1时，即使钢管桩10在平行定位平面11的方向上存在轻微晃动倾斜，也有调整空间，使得钢管桩10的晃动倾斜不会对定位桩2的定位造成影响，保证钢管桩10打桩位置的准确。这种结构中，各个钢管桩10之间的位置被导向筒限定，保证了多个钢管桩10之间的位置精度，可在对钢管桩10实际打桩之前根据打桩辅助设备制作好导管架20，打桩后直接安装导管架20，不需要依次打桩测量之后再制作导管架20，减短了风电基础的安装周期。

需要说明的是，在本发明实施例中，定位桩2可为圆柱形，便于制作，也能够稳定支撑平台1。

可选地，定位平面11上可设置有倾角传感器(图中未示出)。倾角传感器可用于检测定位平面11与重力加速度之间的角度是否垂直，进而判断是否需要对定位平面11的位置进行调整以保证钢管桩10的打桩位置精度。

图4是本发明实施例提供的导向筒的结构示意图，如图4所示，打桩辅助设备还包括控制单元4(图2中未示出)，导向筒3可为圆筒，导向筒3包括铰接的第一半筒体31与第二半筒体32，第一半筒体31的内壁在定位平面11上的投影所对应的圆心角，与第二半筒体32的内壁在定位平面11上的投影所对应的圆心角之和为360°，控制单元4用于控制第一半筒体31相对第二半筒体32的转动，第一半筒体31的转动平面平行定位平面11。导向筒3设置为铰接的第一半筒体31与第二半筒体32，且第一半筒体31的内壁在定位平面11上的投影所对应的圆心角，与第二半筒体32的内壁在定位平面11上的投影所对应的圆心角之和为360°。这种设置将导向筒3在长度方向上划分为两半，可在钢管桩10打桩位置出现问题时通过控制单元4控制第一半筒体31相对第二半筒体32进行转动，第一半筒体31与第二半筒体32打开，方便拔出钢管桩10。

且这种设置，在钢管桩10打桩完成之后，也可将第一半筒体31与第二半筒体32打开，将打桩辅助设备整体拔出，再在完成打桩的钢管桩10上安装导管架20，打桩辅助设备可重复使用，消耗成本较低。

可选地，第一半筒体31的结构可与第二半筒体32的结构相同，这种情况时导向筒3可最大限度地打开，方便钢管桩10的拔出。

需要说明的是，第一半筒体31与第二半筒体32通过垂直导向筒的长度方向上的侧面相抵，以将钢管桩10关闭在第一半筒体31与第二半筒体32之间的空间内。

导向筒3靠近定位平面11的一端可设置有锥形筒33，锥形筒33的直径较大的一端朝向导向孔12，保证对钢管桩10的导向精度。

图5是本发明实施例提供的导向筒的侧视图，如图5所示，第一半筒体31与第二半筒体32之间可通过合页5铰接，这种结构便于实现第一半筒体31与第二半筒体32之间的转动连接，且连接较为紧密。

结合图4～图5，控制单元4可包括两个控制油缸41，两个控制油缸41位于第一半筒体31在垂直导向筒3的长度方向上的两侧，控制油缸41的一端固定在第一半筒体31上，控制油缸41的另一端固定在第二半筒体32上。其中一个控制油缸41的活塞杆伸长时另一个控制油缸41的活塞杆可对应缩短，以实现第一半筒体31与第二半筒体32之间的转动打开与合闭。这种结构可同时实现第一半筒体31与第二半筒体32之间锁紧闭合与转动打开，且自动化较高。不会对钢管桩10的导向打桩造成影响。

可选地，控制油缸41的活塞杆可垂直于导向筒3的长度方向，此时控制油缸41控制第一半筒体31相对第二半筒体32转动时需要伸长与缩短的距离均较短，能够减少成本的消耗。

需要说明的是，在本发明实施例提供的其他情况中，导向筒3在长度方向上的横截面也可为正多边形，本发明对此不做限制。

如图2所示，打桩辅助设备可包括锁紧单元6，平台1包括有多个套筒13，每个套筒13均套设在一个定位桩2上，套筒13的内壁与定位桩2的外壁相抵，锁紧单元6用于实现平台1与定位桩2的可拆卸连接。此时，定位桩2与平台1之间通过锁紧单元6可拆卸连接，平台1的套筒13对定位桩2进行导向，这种结构在定位桩2打桩位置不到位时，可仅调整定位桩2的位置进行重新打桩，便于打桩。

可选地，平台1还可包括支撑板14与连接杆15，定位平面11为支撑板14的一个板面，连接杆15分别用于连接支撑板14与套筒13，导向筒3与套筒13之间也通过连接杆15进行连接。这种结构在下海时受到的阻力较小，且支撑板14可在浮力作用下起到位置自动调整的作用，有利于提高风电基础的安装效率。且这种结构也不会影响到导向筒3中第一半筒体31与第二半筒体32的闭合与转动打开，成本也较低。

如图2所示，每个套筒13的一端与定位平面11之间的距离D均可相等。此时打桩辅助设备整体落入海底时，套筒13可对平台1进行稳定支撑，套筒13与定位平面11自然对定位桩2进行有效导向。

导向筒3远离定位平面11的端面可与套筒13的一端的端面重合。这种结构平台1可得到较为稳定的支撑。

导向孔12设置在支撑板14上。

示例性地，多个套筒13之间可连接有支撑杆16，支撑杆16的长度方向平行定位平面11。支撑杆16的设置可加强套筒13之间的连接强度，减小打桩时可能在平行定位平面11的方向上产生的晃动，保证钢管桩10的打桩精度。

可选地，支撑板14可为长方体结构，便于制作。

示例性地，每个导向孔12的周向上均可等距设置有多个纠偏油缸7，每个纠偏油缸7的活塞杆的轴线均垂直导向筒3的长度方向。纠偏油缸7可对钢管桩10的位置进行进一步的限定与导向，保证钢管桩10的打桩精度。

如图3所示，纠偏油缸7可通过安装在垫板17(图2中未示出)上再安装在支撑板14上，减小对支撑板14的磨损。

在本发明实施例提供的其他情况中，定位桩2也可与平台1直接固定一起打入海底，本发明对此不做限制。

图6是本发明实施例提供的锁紧单元的结构示意图，如图6所示，锁紧单元6可包括插销61与插销驱动结构62，定位桩2上设置有沿定位桩2的长度方向依次并列排布的多个插销61孔，插销驱动结构62安装在定位平面11(即支撑板14)上，插销驱动结构62用于驱动插销61插入插销61孔。这种结构可在定位桩2打桩到位时，插销驱动结构62驱动插销61插入定位桩2上的插销61孔内，锁紧平台1与定位桩2，再对钢管桩10进行导向与打桩。这种结构容易实现对平台1与定位桩2的锁紧。

在本发明实施例提供的一种实现方式中，插销驱动结构62可包括手柄驱动，在本发明实施例提供的其他实施例中，插销驱动结构62也可包括油缸或者电机，本发明对此不做限制。

图7是本发明实施例提供的锁紧单元的俯视图，如图7所示，插销驱动结构62还可包括插销座63、挡板64，插销座63固定在支撑板14上，插销61插装在插销座63内，插销61的一端连接手柄，挡板64固定在插销座63上，挡板64的侧壁与插销61的外壁相抵，挡板64与插销61之间存在一定的摩擦力，可避免插销61从插销座64上脱落。保证辅助打桩设备的正常使用。

挡板64上有限位槽641，限位槽641与插销61的外壁贴合，可实现对插销61的轴向与周向限位。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种打桩辅助设备，其特征在于，所述打桩辅助设备包括平台(1)、多个定位桩(2)、多个导向筒(3)，所述平台(1)包括定位平面(11)，所述多个定位桩(2)设置在所述平台(1)上，所述多个定位桩(2)的长度方向相互平行，所述定位桩(2)的长度方向垂直所述定位平面(11)，所述定位桩(2)的一端用于插入海底，

所述多个导向筒(3)相互平行固定在所述平台(1)上，所述多个导向筒(3)的长度方向平行所述定位桩(2)的长度方向，所述平台(1)上开设有与所述多个导向筒(3)一一对应的多个导向孔(12)，所述导向孔(12)在所述定位平面(11)上的投影的重心与所述导向筒(3)的内壁在所述定位平面(11)上的投影的重心重合，所述导向孔(12)与所述导向筒(3)间隔设置。

2.根据权利要求1所述的打桩辅助设备，其特征在于，所述打桩辅助设备还包括控制单元(4)，所述导向筒(3)为圆筒，所述导向筒(3)包括铰接的第一半筒体(31)与第二半筒体(32)，所述第一半筒体(31)的内壁在所述定位平面(11)上的投影所对应的圆心角，与所述第二半筒体(32)的内壁在所述定位平面(11)上的投影所对应的圆心角之和为360°，所述控制单元(4)用于控制所述第一半筒体(31)相对所述第二半筒体(32)的转动，所述第一半筒体(31)的转动平面平行所述定位平面(11)。

3.根据权利要求2所述的打桩辅助设备，其特征在于，所述控制单元(4)包括两个控制油缸(41)，所述两个控制油缸(41)位于所述第一半筒体(31)在垂直导向筒(3)的长度方向上的两侧，所述控制油缸(41)的一端固定在所述第一半筒体(31)上，所述控制油缸(41)的另一端固定在所述第二半筒体(32)上。

4.根据权利要求1～3任一项所述的打桩辅助设备，其特征在于，所述打桩辅助设备还包括锁紧单元(6)，所述平台(1)包括有多个套筒(13)，每个所述套筒(13)均套设在一个所述定位桩(2)上，所述套筒(13)的内壁与所述定位桩(2)的外壁相抵，所述锁紧单元(6)用于实现所述平台(1)与所述定位桩(2)的可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的打桩辅助设备，其特征在于，所述锁紧单元(6)包括插销(61)与插销驱动结构(62)，所述定位桩(2)上设置有沿所述定位桩(2)的长度方向依次并列排布的多个插销(61)孔，所述插销驱动结构(62)安装在所述定位平面(11)上，所述插销驱动结构(62)用于驱动所述插销(61)插入所述插销(61)孔。

6.根据权利要求4所述的打桩辅助设备，其特征在于，所述平台(1)还包括支撑板(14)与连接杆(15)，所述定位平面(11)为所述支撑板(14)的一个板面，所述连接杆(15)分别用于连接支撑板(14)与所述套筒(13)，所述导向筒(3)与所述套筒(13)之间也通过所述连接杆(15)进行连接。

7.根据权利要求4所述的打桩辅助设备，其特征在于，每个所述套筒(13)的一端与所述定位平面(11)之间的距离(D)均相等。

8.根据权利要求1～3任一项所述的打桩辅助设备，其特征在于，所述多个套筒(13)之间连接有支撑杆(16)，所述支撑杆(16)的长度方向平行所述定位平面(11)。

9.根据权利要求1～3任一项所述的打桩辅助设备，其特征在于，每个所述导向孔(12)的周向上均等距设置有多个纠偏油缸(7)，每个所述纠偏油缸(7)的活塞杆的轴线均垂直所述导向筒(3)的长度方向。

10.根据权利要求1～3任一项所述的打桩辅助设备，其特征在于，所述定位平面(11)上设置有倾角传感器。