CN111620146A - 一种抬梁工装、筒型基础转运系统及装船方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及筒型基础技术领域，具体涉及一种抬梁工装、筒型基础转运系统及装船方法。所述筒型基础转运系统包括：抬梁工装；以及重载运输车，适于支撑所述抬梁工装的下横梁，并托举所述抬梁工装移动；轨道，适于引导所述重载运输车沿预设方向行进。本发明提供的筒型基础转运系统，通过在筒型基础下方放置抬梁工装，使筒型基础不接触底面，进而使筒壁无需受力，解决了筒型基础下部筒壁薄弱，无法在建造和运输的过程中支撑筒型基础的问题。

Description

一种抬梁工装、筒型基础转运系统及装船方法

技术领域

本发明涉及筒型基础技术领域，具体涉及一种抬梁工装、筒型基础转运系统及装船方法。

背景技术

现阶段，国内海上风电的开发建设逐渐进入快车道，我国多个沿海省份已经开始大力发展海上风电的建设，在部分地区，其适于建设海上风电的水下地质存在土壤覆盖层较浅、下部有岩层的情况，针对这种地质，最适合的基础形式是单筒筒型基础，因为筒型基础筒裙入泥较浅，不受下部岩层影响。筒型基础重量一般在2000～3000t，由于重量较大，其装船方式成为限制筒型基础成本的因素。目前绝大多数筒型基础都是用5000t左右龙门吊吊装装船或使用同吊装级别的浮吊进行吊装。而这个吨级的龙门吊费用昂贵，且该级别吊装设备在国内屈指可数，5000t级别的浮吊更是价格高昂。这也就限制了筒型基础仅能在少数几家加工制造基地建造。且筒型基础由于结构原因，其筒裙结构薄弱无法独立支撑整个筒型基础结构，因此在加工制造、装船以及海上运输的过程中，急需提供一种使筒型基础筒裙免受损伤的支撑结构，以及在装船过程中，对龙门吊无过多依赖、通用性较强的转运系统。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中筒型基础的筒裙结构薄弱无法独立支撑整个筒型基础结构的缺陷，从而提供一种能够使筒型基础筒裙免受损伤的支撑结构。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中筒型基础在装船过程中对龙门吊过度依赖的缺陷，从而提供一种对龙门吊无过多依赖、通用性较强的筒型基础转运系统。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中筒型基础装船过程中对龙门吊过度依赖的缺陷，从而提供一种对龙门吊无过多依赖、通用性较强的装船方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种抬梁工装，包括至少一个抬梁单体，所述抬梁单体包括：

上横梁，设置于所述抬梁单体顶部，适于支撑筒型基础；

下横梁，设置于所述上横梁下方，适于在被支撑状态下，顶起所述抬梁单体；

至少一根竖梁，沿垂直方向连接所述上横梁与所述下横梁，并适于使所述抬梁单体达到预设高度。

进一步地，所述抬梁单体还包括：底座，设置于所述竖梁底部，所述底座底面的受力面积大于所述竖梁沿水平方向的横截面面积。

进一步地，所述底座与所述竖梁之间设置有至少一条加强筋。

进一步地，所述抬梁单体还包括：斜撑梁，所述斜撑梁将所述上横梁和/或所述下横梁与所述竖梁固定连接。

进一步地，所述抬梁工装还包括：至少一个连接梁，所述连接梁适于对沿水平方向连续设置的抬梁单体进行连接固定。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种筒型基础转运系统，包括：

如上述所述的抬梁工装；以及

重载运输车，适于支撑所述抬梁工装的下横梁，并托举所述抬梁工装移动；

轨道，适于引导所述重载运输车沿预设方向行进。

进一步地，所述上横梁适于与筒型基础的筒顶部下表面抵接。

进一步地，所述抬梁单体高度大于所述筒顶部底面距筒壁最低点沿垂直方向的高度。

本发明提供的装船方法，运用如上述所述的筒型基础转运系统；具体包括：

S1：使用若干重载运输车同时将预设于筒型基础下方的若干抬梁工装顶起；

S2：使船舶贴靠码头，并保持船舶的甲板面和码头平面时刻处于同一水平面上；

S3：同时控制若干重载运输车沿轨道运行，至所述筒型基础移动至船舶上的承载基础上方停止；

S4：重载运输车支撑抬梁工装下降，使抬梁工装的底座与承载基础接触，并在重载运输车与下横梁脱离后，撤出重载运输车。

进一步地，在步骤S2中，所述轨道至少部分的铺设于码头上，并沿长度方向延伸至船舶的承载基础上方。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的抬梁工装，通过形成支撑结构对筒型基础进行支撑，方便在没有大型龙门吊及大型浮吊的加工制造基地也可以对筒型基础进行加工制造，降低筒型基础装船成本以及施工门槛。

2.本发明提供的抬梁工装，使得筒型基础在加工制造以及海上运输过程中，能够保护薄弱的筒壁结构，进而可以减小筒壁的厚度，减少钢结构的使用量，降低成本，提升了筒型基础的经济性。

3.本发明提供的筒型基础转运系统，不用使用大型龙门吊即可以实现对筒型基础的移动，在没有大型龙门吊及大型浮吊的加工制造基地也可以对筒型基础进行加工制造，降低筒型基础的施工门槛。通过在筒型基础下方放置抬梁工装，使筒型基础不接触底面，进而使筒壁无需受力，解决了筒型基础下部筒壁薄弱，无法在建造和运输的过程中支撑筒型基础的问题。

4.本发明提供的筒型基础转运系统，通过采用重载运输车作为筒型基础的转运方案，避免了适用大型龙门吊或者浮吊吊装装船，节省了装船费用，提升整体方案经济性。使得国内没有重型起重机械的沿海加工制造厂具备筒型基础装船能力，使得各中小型加工制造厂建造筒型基础成为可能。

5.本发明提供的装船方法，不用使用大型龙门吊即可以实现对筒型基础的移动，在没有大型龙门吊及大型浮吊的加工制造基地也可以对筒型基础进行加工制造，降低筒型基础的施工门槛。且通过在筒型基础下方放置抬梁工装，使筒型基础不接触底面，进而使筒壁无需受力，解决了筒型基础下部筒壁薄弱，无法在建造和运输的过程中支撑筒型基础的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明抬梁单体的立体图；

图2为本发明抬梁单体的正视图；

图3为本发明抬梁工装的俯视图；

图4为本发明抬梁工装将筒型基础顶起状态示意图；

图5为图4的局部放大图；

图6为本发明抬梁工装将筒型基础顶起状态俯视示意图；

图7为本发明筒型基础转运状态示意图；

图8为本发明船舶俯视图；

图9为本发明筒型基础装船状态示意图一；

图10为本发明筒型基础装船状态示意图二；

图11为本发明筒型基础与船舶脱离状态示意图。

附图标记说明：

10-船舶，11-承载基础；

20-筒型基础，21-支撑部，22-筒顶部，23-分仓板，24-筒壁；

30-抬梁单体，31-上横梁，32-竖梁，33-斜撑梁，34-下横梁，35-底座，36-连接梁；

40-重载运输车，50-码头，60-轨道，90-水面。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

结合图1-图3所示，本实施例提供一种抬梁工装，包括至少一个抬梁单体30，所述抬梁单体30包括：

上横梁31，设置于所述抬梁单体30顶部，适于支撑筒型基础20；

下横梁34，设置于所述上横梁31下方，适于在被支撑状态下，顶起所述抬梁单体30；

至少一根竖梁32，沿垂直方向连接所述上横梁31与所述下横梁34，并适于使所述抬梁单体30达到预设高度。

优选的，所述下横梁34承受来自于下方的支撑力，适于在被支撑状态下，顶起所述抬梁单体30；所述上横梁31承受来自上方的压力，适于在抬梁单体30顶起状态下，支撑筒型基础20。

优选的，所述竖梁32适于使所述抬梁单体30达到预设高度，在具体实施中，所述抬梁单体的30高度大于所述筒顶部22底面距筒壁24最低点沿垂直方向的高度。从而使筒型基础20的筒壁24不接触底面，无需使用筒壁24独立支撑整个筒型基础，避免筒型基础20的筒壁24受到损伤。

本实施例提供的抬梁工装，通过形成支撑结构对筒型基础20进行支撑，方便在没有大型龙门吊及大型浮吊的加工制造基地也可以对筒型基础20进行加工制造，降低筒型基础装船成本以及施工门槛。

本实施例提供的抬梁工装使得筒型基础在加工制造以及海上运输过程中，能够保护薄弱的筒壁24结构，进而可以减小筒壁24的厚度，减少钢结构的使用量，降低成本，提升了筒型基础的经济性。

具体地，所述抬梁单体30还包括：底座35，设置于所述竖梁32底部，所述底座35底面的受力面积大于所述竖梁32沿水平方向的横截面面积。

所述底座35通过提供较大的接触面积来降低抬梁单体30相对地面的压强，避免损坏地面。

具体地，所述底座35与所述竖梁32之间设置有至少一条加强筋。

通过在所述底座35与所述竖梁32之间设置至少一条加强筋，从而提高底座35的强度，避免受力过大时造成弯折，保证底座35与地面的接触面积。

具体地，所述抬梁单体30还包括：斜撑梁33，所述斜撑梁33将所述上横梁31和/或所述下横梁34与所述竖梁32固定连接。

通过设置斜撑梁33增加所述抬梁单体30的结构强度，避免弯折。优选的，所述斜撑梁33与所述竖梁32以及所述上横梁31或所述下横梁34构造成稳定的三角形结构。

优选的，在所述上横梁31与所述下横梁34之间还可以设置至少一个中部横梁，以加强所述抬梁单体30的结构强度。优选的，所述中部横梁与所述竖梁32之间同样设置有斜撑梁33。

具体地，所述抬梁工装还包括：至少一个连接梁36，所述连接梁36适于对沿水平方向连续设置的抬梁单体30进行连接固定。

较佳的，本实施例提供的所述抬梁工装由至少两个沿水平方向连续设置的所述抬梁单体30连接而成，相邻两个所述抬梁单体30之间通过连接梁36固定连接，作为优选，相邻两个所述抬梁单体30之间通过至少两个连接梁36固定连接，作为优选，相邻两个所述抬梁单体30之间通过六个连接梁36固定连接。

作为优选的实现形式，所述抬梁单体30由两根竖梁和三道横梁以及若干斜撑梁组成。斜撑梁底部设置垫板，竖梁和垫板由若干加强筋相连，提升整体结构稳定性。

作为优选的实现形式，一组所述抬梁工装由3～4个抬梁单体30组成，多组抬梁工装放置于筒顶部22下方，用于在加工制造和海上施工的过程中保护筒裙结构。

实施例二

结合图4-图8所示，本实施例提供一种筒型基础转运系统，包括：如上述所述的抬梁工装；以及

重载运输车40，适于支撑所述抬梁工装的下横梁34，并托举所述抬梁工装移动；

轨道60，适于引导所述重载运输车40沿预设方向行进。

所述重载运输车40移动至所述下横梁34下方，并通过顶升与所述抬梁工装的下横梁34接触，并通过继续顶升，将所述下横梁34抬起，进而将所述抬梁工装抬起，在抬起所述抬梁工装后，所述重载运输车40能够在轨道60上，沿预设方向行进，从而实现对所述抬梁工装的移动，当所述抬梁工装上设置有筒型基础20时，所述重载运输车40能够托举所述筒型基础20移动。

本实施例提供的筒型基础转运系统，不用使用大型龙门吊即可以实现对筒型基础20的移动，在没有大型龙门吊及大型浮吊的加工制造基地也可以对筒型基础20进行加工制造，降低筒型基础的施工门槛。

具体地，所述上横梁31适于与筒型基础20的筒顶部22下表面抵接。所述筒型基础20的筒顶部22构造为强度较高的板状结构，所述筒顶部22适于对所述筒型基础20的上部结构进行支撑，所述筒顶部22边缘环绕一周设置有筒壁24，所述筒壁24沿竖直方向向下设置于所述筒顶部22下表面。

通过将所述抬梁工装设置于所述筒型基础20下方，使所述抬梁工装的上横梁31支撑所述筒型基础20的筒顶部22下表面，从而使所述筒型基础20可以在加工制造阶段，即可处于支撑状态，保证筒型基础20不会与地面接触，方便对筒壁24进行施工，且方便后续通过抬梁工装对所述筒型基础20进行转运。

具体地，所述抬梁单体30高度大于所述筒顶部22底面距筒壁24最低点沿垂直方向的高度。从而使筒型基础20的筒壁24不接触底面，无需使用筒壁24独立支撑整个筒型基础，避免筒型基础20的筒壁24受到损伤。

本实施例提供的筒型基础转运系统，通过在筒型基础下方放置抬梁工装，使筒型基础不接触底面，进而使筒壁24无需受力，解决了筒型基础下部筒壁24薄弱，无法在建造和运输的过程中支撑筒型基础的问题。

优选的，所述筒型基础20的筒顶部22上表面还设置有支撑部21，所述支撑部21适于对设置于筒型基础20上方的承重结构进行支撑，加强结构强度。

优选的，所述筒顶部22下表面还设置有分仓板23，方便通过设置分仓板23来加强筒顶部22的结构强度。

本实施例提供的筒型基础转运系统，通过采用重载运输车40作为筒型基础的转运方案，避免了适用大型龙门吊或者浮吊吊装装船，节省了装船费用，提升整体方案经济性。使得国内没有重型起重机械的沿海加工制造厂具备筒型基础装船能力，使得各中小型加工制造厂建造筒型基础成为可能。

筒型基础的筒壁24结构其主要作用是在筒型基础吸力贯入的过程中有足够的强度不致屈曲，而在加工制造以及海上运输过程中，筒裙结构难以承受整个筒型基础的重量，本实施例提供的抬梁工装能够保护薄弱的筒壁24结构，同时在海上运输阶段，能够满足对在横摇纵摇加速度同时作用下的筒型基础的支撑。

优选的，所述抬梁工装的数量为多个，从而增加抬梁工装与筒型基础的接触点和接触面积，使得筒型基础在被支撑的过程中，筒顶结构不会被破坏。

实施例三

结合图7-图11所示，本实施例提供一种装船方法，运用如上述所述的筒型基础转运系统；具体包括：

S1：使用若干重载运输车40同时将预设于筒型基础20下方的若干抬梁工装顶起；

S2：使船舶10贴靠码头50，并保持船舶10的甲板面和码头平面时刻处于同一水平面上；

S3：同时控制若干重载运输车40沿轨道60运行，至所述筒型基础20移动至船舶10上的承载基础11上方停止；

S4：重载运输车40支撑抬梁工装下降，使抬梁工装的底座35与承载基础11接触，并在重载运输车40与下横梁34脱离后，撤出重载运输车40。

具体地，在步骤S2中，所述轨道60至少部分的铺设于码头50上，并沿长度方向延伸至船舶10的承载基础11上方。

本实施例提供的装船方法，不用使用大型龙门吊即可以实现对筒型基础20的移动，在没有大型龙门吊及大型浮吊的加工制造基地也可以对筒型基础20进行加工制造，降低筒型基础的施工门槛。且通过在筒型基础下方放置抬梁工装，使筒型基础不接触底面，进而使筒壁无需受力，解决了筒型基础下部筒壁24薄弱，无法在建造和运输的过程中支撑筒型基础的问题。

作为额外的实现形式，在所述筒型基础20完成装船后，当船舶10到达指定位置后，通过下潜方式实现对筒型基础的释放。如图9-图11所示，通过控制船舶10的下潜，使筒型基础20在水面90上实现自浮，当船舶10继续下潜后，抬梁工装脱离筒型基础，进而使船舶10停止下沉，缓慢移出，完成筒基下水作业。

优选的，所述船舶10优选为半潜驳船。

以下结合具体实例，对本实施例提供的装船方法进行详细说明。

本实施例使用重载运输车进行筒型基础装船，重载运输车每台可承载约400t，共布置8台，顶起2000t重的筒型基础，8台小车分布在3条轨道上，使筒型基础受力均匀分布在筒顶部上，抬梁工装随筒形基础一起装船运输至现场后脱开。轨道从筒型基础底部延伸至驳船上，轨道铺放要通过码头至运输船，在整个上船过程中，运输船需随时通过打排压载水的方式调整吃水，使船甲板面和码头平面保持在同一水平面上。

具体的，重载运输车是通过车体顶升油缸将承载力传递到车体底部重载链辊排上，平移驱动力是通过变频电机带动减速机提供恒定力。顶升油缸底部通过连接底板座在一组可横向移动的特殊辊排上，辊排两端设有复位弹簧保持车体稳定和辊排自动复位，通过该浮动机构可使构件在移动时产生±50mm自动校正位移。

重载运输车在轨道上运输行走，轨道两侧设有两条平行齿条板，通过重载运输车上的针轮驱动装置与齿条板上圆齿啮合产生推动力，从而带动构件前进、后退。轨道自带移动轮组方便铺设与撤出。

通过中控台可实现多台重载运输车的单车单动、区域联动、整体联动。从而实现重载运输车顶升、前进、后退完成转载、平移、撤车等目的，通过中控台控制可实时监控承载构件姿态、重量重心，并可以做倾斜试验，所有数据可做输出处理。称重精度可以达到1.5％，一套设备即可完成平移、称重、定位有别于其它的运载方式，更加安全、可靠、高效。

两主升油缸坐在共同底盘上，两主升油缸中间布置机械传动部份和液压系统。主升油缸验收时均做120％压力的静载荷实验，整车做车体静载荷为120％即在试验台时480t，无塑性变形，车体动载荷为110％即在试验台440t载荷运行正常。

液压泵采用径向柱塞定量泵。采用先导式溢流阀远程调控系统压力。液压系统的压力变送器转换成电信号，可以在中控台上直接反映该油缸的实际载荷。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种抬梁工装，其特征在于，包括至少一个抬梁单体(30)，所述抬梁单体(30)包括：

上横梁(31)，设置于所述抬梁单体(30)顶部，适于支撑筒型基础(20)；

下横梁(34)，设置于所述上横梁(31)下方，适于在被支撑状态下，顶起所述抬梁单体(30)；

至少一根竖梁(32)，沿垂直方向连接所述上横梁(31)与所述下横梁(34)，并适于使所述抬梁单体(30)达到预设高度。

2.根据权利要求1所述的抬梁工装，其特征在于，所述抬梁单体(30)还包括：底座(35)，设置于所述竖梁(32)底部，所述底座(35)底面的受力面积大于所述竖梁(32)沿水平方向的横截面面积。

3.根据权利要求2所述的抬梁工装，其特征在于，所述底座(35)与所述竖梁(32)之间设置有至少一条加强筋。

4.根据权利要求1所述的抬梁工装，其特征在于，所述抬梁单体(30)还包括：斜撑梁(33)，所述斜撑梁(33)将所述上横梁(31)和/或所述下横梁(34)与所述竖梁(32)固定连接。

5.根据权利要求1所述的抬梁工装，其特征在于，所述抬梁工装还包括：至少一个连接梁(36)，所述连接梁(36)适于对沿水平方向连续设置的抬梁单体(30)进行连接固定。

6.一种筒型基础转运系统，其特征在于，包括：

如上述权利要求1-5任意一项所述的抬梁工装；以及

重载运输车(40)，适于支撑所述抬梁工装的下横梁(34)，并托举所述抬梁工装移动；

轨道(60)，适于引导所述重载运输车(40)沿预设方向行进。

7.根据权利要求6所述的筒型基础转运系统，其特征在于，所述上横梁(31)适于与筒型基础(20)的筒顶部(22)下表面抵接。

8.根据权利要求7所述的筒型基础转运系统，其特征在于，所述抬梁单体(30)高度大于所述筒顶部(22)下表面距筒壁(24)最低点沿垂直方向的高度。

9.一种装船方法，其特征在于，运用如上述权利要求6-8任意一项所述的筒型基础转运系统；具体包括：

S1：使用若干重载运输车(40)同时将预设于筒型基础(20)下方的若干抬梁工装顶起；

S2：使船舶(10)贴靠码头(50)，并保持船舶(10)的甲板面和码头平面时刻处于同一水平面上；

S3：同时控制若干重载运输车(40)沿轨道(60)运行，至所述筒型基础(20)移动至船舶(10)上的承载基础(11)上方停止；

S4：重载运输车(40)支撑抬梁工装下降，使抬梁工装的底座(35)与承载基础(11)接触，并在重载运输车(40)与下横梁(34)脱离后，撤出重载运输车(40)。

10.根据权利要求9所述的装船方法，其特征在于，在步骤S2中，所述轨道(60)至少部分的铺设于码头(50)上，并沿长度方向延伸至船舶(10)的承载基础(11)上方。

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