CN112095606A - 一种浮筒调平抱桩器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种浮筒调平抱桩器，其保证抱桩器自身精度、且增强抱桩器的通用性，在不增加土层的受力的前提下使得抱桩器适用于不同水深。其包括四根互相平行、且排列为矩形形状的定位桩，沿着定位桩的高度方向自上而下顺次布置有上部分段、中部分段、底部分段；上部分段包括有一组侧凸的环抱平台，上部分段还布置有设备平台，上部分段的底部通过法兰连接中部分段的对应上部位置的法兰，中部分段的对应下部位置法兰连接底部分段的顶部位置法兰，中部分段的高度根据水深配置设计，底部分段的对应于环抱平台的侧凸区域的两侧分别设置有调平浮筒，调平浮筒外接有水管、透气管连接至上部分段内的设备平台，底部分段的底部固定有防沉板。

Description

一种浮筒调平抱桩器

技术领域

本发明涉及挤出机结构的技术领域，具体为一种浮筒调平抱桩器。

背景技术

海上风电施工行业发展迅速，风机安装是重要组成，风电基础桩的搭设是风机安装的重要环节，其精度控制尤为重要。现有技术采用单桩抱桩器进行施工，现有的单桩抱桩器下方至海底后由于海底的不平整造成水平偏差、且由于抱桩器的重心偏心造成偏差，进而造成精度下降，且现有的抱桩器的通用性较差，每款抱桩器仅能适用对应水深的安装，使得设备安装成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种浮筒调平抱桩器，其保证抱桩器自身精度、且增强抱桩器的通用性，在不增加土层的受力的前提下使得抱桩器适用于不同水深。

一种浮筒调平抱桩器，其特征在于：其包括四根互相平行、且排列为矩形形状的定位桩，沿着所述定位桩的高度方向自上而下顺次布置有上部分段、中部分段、底部分段；所述上部分段包括有一组侧凸的环抱平台，所述上部分段还布置有设备平台，所述上部分段的底部通过法兰连接中部分段的对应上部位置的法兰，所述中部分段的对应下部位置法兰连接所述底部分段的顶部位置法兰，所述中部分段的高度根据水深配置设计，所述底部分段的对应于所述环抱平台的侧凸区域的两侧分别设置有调平浮筒，所述调平浮筒外接有水管、透气管连接至上部分段内的设备平台，所述底部分段的底部固定有防沉板。

其进一步特征在于：

所述上部分段具体包括上部分段主体框架、上环抱平台、下环抱平台，所述上环抱平台、下环抱平台分别位于所述上部分段主体框架的不同高度平行布置，所述上部分段主体框架具体包括四根第一安装柱、第一安装柱连接杆、上平台支承柱、下平台支承柱，所述第一安装柱的对应于定位桩的位置设置有第一贯穿定位孔，对应的定位桩贯穿对应的第一贯穿定位孔布置，所述第一安装柱连接杆连接四根所述第一安装柱成为整体结构，所述上环抱平台支承于所述上平台支承柱布置，所述下环抱平台支承于所述下平台支承柱布置，所述上环抱平台、下环抱平台的对应于定位桩的面域的外凸的抱桩机构在同一侧、用于夹持抱桩，每根所述第一安装柱的下端分别设置有第一连接法兰；

所述中部分段具体包括四根第二安装柱、第二安装柱连接杆、减重浮筒，四根第二安装柱的顶部和底部分别设置有第二上连接法兰、第二下连接法兰，每根所述第二安装柱对应于定位桩的位置设置有第二贯穿定位孔，对应的定位桩贯穿对应的第二贯穿定位孔布置，所述第二安装柱连接杆连接四根所述第二安装柱成为整体结构，每根所述第二安装柱的长度方向固装有对应的减重浮筒，所述减重浮筒在设计时根据所述中部分段的重量整体设计，所述中部分段的高度根据水深进行配置，所述第二安装柱通过第二上连接法兰连接正上方的所述第一连接法兰；

所述底部分段具体包括底部分段主体、调平浮筒、防沉板，所述底部分段主体具体包括四根第三安装柱、第三安装柱连接杆，每根所述第三安装柱的顶部设置有第三连接法兰，每根所述第三安装柱对应于定位桩的位置设置有第三贯穿定位孔，对应的定位桩贯穿对应的第三贯穿定位孔布置，所述第三安装柱连接杆连接四根所述第三安装柱成为整体结构，对应于抱桩机构正下方的两根所述第三安装柱的长度方向的外侧区域固装有调平浮筒，每个所述调平浮筒分别外接有水管、透气管连接至上部分段内的设备平台，防沉板分别通过四角的定位孔固套于所述第三安装柱的底部位置。

其更进一步特征在于：

每个抱桩机构分别包括左抱环、右抱环，所述左抱环、右抱环分别通过抱环油缸和环抱平台对应侧的对应端的连接杆连接、并通过转轴和对应的连接杆连接，所述左抱环、右抱环的自由端在锁紧状态下通过销轴锁紧，对应于同一个环抱平台的左抱环、右抱环的环抱油缸同时伸缩驱动，每个所述左抱环、由抱环的径向位置还分别设置有至少一个顶推油缸，所述环抱平台的朝向抱夹空间的位置还设置有至少一组顶推油缸，每个所述顶推油缸的对中抱夹空间的一端设置有顶推端头，确保抱夹稳固可靠；

所述减重浮筒设置于每根所述第二安装柱的相对内侧布置；

每个所述调平浮筒的上部设置有底部分段硬管，底部分段硬管通过管支架与底部分段连接，在中部分段、上部分段上分别设有中部分段硬管、上部分段硬管，处于上下位置的响应的硬管间通过高压软管连接，与调平浮筒连接的两路管子中一路为水管、另一路为透气管；

调平浮筒的调平原理：首先进行X方向调平，再进行Y方向调平，X方向调平过程中可同步增减两侧调平浮筒水量使得抱桩器整体绕Y轴转动直至X方向水平，待X方向调平后，两侧调平浮筒的水量一增、一减且增加量与减少量相等从而在保证X方向的不变的前提下进行Y方向的调平。

采用本发明后，根据水深，及时调整中部分段的长度，使得整个结构只需调整中部分段的长度即可适用于不同水深的作业；下放至海底后的由于海底的不平整造成的水平偏差及由于抱桩器的重心偏心造成的偏差可以通过调平浮筒进行调平，首先进行X方向调平，再进行Y方向调平，X方向调平过程中可同步增减两侧调平浮筒水量使得抱桩器整体绕Y轴转动直至X方向水平，待X方向调平后，两侧调平浮筒的水量一增、一减且增加量与减少量相等从而在保证X方向的不变的前提下进行Y方向的调平；其保证抱桩器自身精度、且增强抱桩器的通用性，由于每根第二安装柱的长度方向固装有对应的减重浮筒，其在不增加土层的受力的前提下使得抱桩器适用于不同水深。

附图说明

图1为本发明的主视图结构示意图；

图2为本发明的俯视图结构示意图；

图3为本发明的调平浮筒的管路连接示意简图；

图4为本发明的上环抱平台的俯视图结构示意图；

图5为本发明的抱桩机构的锁紧状态俯视图结构示意图；

图中序号所对应的名称如下：

定位桩100、上部分段200、中部分段300、底部分段400、上部分段主体框架1、设备平台2、调平浮筒3、水管4、透气管5、防沉板6、上环抱平台7、下环抱平台8、第一安装柱9、第一安装柱连接杆10、上平台支承柱11、下平台支承柱12、抱桩机构13、第一连接法兰14、第二安装柱15、第二安装柱连接杆16、减重浮筒17、第二上连接法兰18、第二下连接法兰19、底部分段主体20、第三安装柱22、第三安装柱连接杆23、第三连接法兰24、左抱环25、右抱环26、抱环油缸27、销轴28、顶推油缸29、顶推端头30、底部分段硬管31、中部分段硬管32、上部分段硬管33、高压软管34。

具体实施方式

一种浮筒调平抱桩器，见图1-图5：其包括四根互相平行、且排列为矩形形状的定位桩100，沿着定位桩100的高度方向自上而下顺次布置有上部分段200、中部分段300、底部分段400；上部分段200包括有一组侧凸的环抱平台，上部分段200还布置有设备平台2，上部分段200的底部通过法兰连接中部分段300的对应上部位置的法兰，中部分段300的对应下部位置法兰连接底部分段400的顶部位置法兰，中部分段300的高度根据水深配置设计，底部分段400的对应于环抱平台的侧凸区域的两侧分别设置有调平浮筒3，调平浮筒3外接有水管4、透气管5连接至上部分段200内的设备平台2，底部分段400的底部固定有防沉板6。

上部分段200具体包括上部分段主体框架1、上环抱平台7、下环抱平台8，上环抱平台7、下环抱平台8分别位于上部分段主体框架7的不同高度平行布置，上部分段主体框架7具体包括四根第一安装柱9、第一安装柱连接杆10、上平台支承柱11、下平台支承柱12，第一安装柱9的对应于定位桩100的位置设置有第一贯穿定位孔，对应的定位桩100贯穿对应的第一贯穿定位孔布置，第一安装柱连接杆10连接四根第一安装柱9成为整体结构，上环抱平台7支承于上平台支承柱11布置，下环抱平台8支承于下平台支承柱12布置，上环抱平台7、下环抱平台8的对应于定位桩100的面域的外凸的抱桩机构13在同一侧、用于夹持抱桩，每根第一安装柱9的下端分别设置有第一连接法兰14；

中部分段300具体包括四根第二安装柱15、第二安装柱连接杆16、减重浮筒17，四根第二安装柱15的顶部和底部分别设置有第二上连接法兰18、第二下连接法兰19，每根第二安装柱15对应于定位桩100的位置设置有第二贯穿定位孔，对应的定位桩100贯穿对应的第二贯穿定位孔布置，第二安装柱连接杆16连接四根第二安装柱15成为整体结构，每根第二安装柱15的长度方向固装有对应的减重浮筒17，减重浮筒17在设计时根据中部分段300的重量整体设计，中部分段300的高度根据水深进行配置，第二安装柱15通过第二上连接法兰18连接正上方的第一连接法兰14；

底部分段400具体包括底部分段主体20、调平浮筒20、防沉板6，底部分段主体20具体包括四根第三安装柱22、第三安装柱连接杆23，每根第三安装柱22的顶部设置有第三连接法兰24，每根第三安装柱22对应于定位桩的位置设置有第三贯穿定位孔，对应的定位桩100贯穿对应的第三贯穿定位孔布置，第三安装柱连接杆23连接四根第三安装柱22成为整体结构，对应于抱桩机构13正下方的两根第三安装柱22的长度方向的外侧区域固装有调平浮筒20，每个调平浮筒20分别外接有水管4、透气管5连接至上部分段200内的设备平台2，防沉板6分别通过四角的定位孔固套于第三安装柱22的底部位置。

每个抱桩机构13分别包括左抱环25、右抱环26，左抱环25、右抱环26分别通过抱环油缸27和环抱平台对应侧的对应端的连接杆连接、并通过转轴和对应的连接杆连接，左抱环25、右抱环26的自由端在锁紧状态下通过销轴28锁紧，对应于同一个环抱平台的左抱环25、右抱环26的环抱油缸27同时伸缩驱动，每个左抱环25、由抱环26的径向位置还分别设置有至少一个顶推油缸29，环抱平台的朝向抱夹空间的位置还设置有至少一组顶推油缸29，每个顶推油缸29的对中抱夹空间的一端设置有顶推端头30，确保抱夹稳固可靠；

减重浮筒17设置于每根第二安装柱15的相对内侧布置；

每个调平浮筒3的上部设置有底部分段硬管31，底部分段硬管31通过管支架与底部分段400连接，在中部分段300、上部分段200上分别设有中部分段硬管32、上部分段硬管33，处于上下位置的响应的硬管间通过高压软管34连接，与调平浮筒3连接的两路管子中一路为水管4、另一路为透气管5；

调平浮筒的调平原理：首先进行X方向调平，再进行Y方向调平，X方向调平过程中可同步增减两侧调平浮筒水量使得抱桩器整体绕Y轴转动直至X方向水平，待X方向调平后，两侧调平浮筒的水量一增、一减且增加量与减少量相等从而在保证X方向的不变的前提下进行Y方向的调平。

其工作原理如下：根据水深，及时调整中部分段的长度，使得整个结构只需调整中部分段的长度即可适用于不同水深的作业；下放至海底后的由于海底的不平整造成的水平偏差及由于抱桩器的重心偏心造成的偏差可以通过调平浮筒进行调平，首先进行X方向调平，再进行Y方向调平，X方向调平过程中可同步增减两侧调平浮筒水量使得抱桩器整体绕Y轴转动直至X方向水平，待X方向调平后，两侧调平浮筒的水量一增、一减且增加量与减少量相等从而在保证X方向的不变的前提下进行Y方向的调平；其保证抱桩器自身精度、且增强抱桩器的通用性，由于每根第二安装柱的长度方向固装有对应的减重浮筒，其在不增加土层的受力的前提下使得抱桩器适用于不同水深。

其具体工作过程如下，1号定位桩101、2号定位桩102、3号定位桩103、4号定位桩104的标注见图2：

1根据抱环重量计算调平浮筒所需的体积，使得在水中工作的工况下，调平浮筒装有一半水时正好使得结构重心与防沉板型心在同一铅垂线上；

2将4根定位桩分别吊入打桩架导管架(第一安装柱、第二安装柱、第三安装柱法兰连接形成的对应结构)中，通过插销块临时固定定位桩(第一安装柱上设置有对应的插销定位孔)；

3打桩架通过吊机放入海底初步定位；

4通过浮筒初步调节平台水平度；

5将2号定位桩的插销块拿出，将2号定位桩打至规定深度，通过调平浮筒进行XY双向调平后将2号定位桩与打桩架通过三角板焊接定位。

6将1号定位桩的插销块拿出，将1号定位桩打至规定深度，通过调平浮筒进行X方向调平后将1号定位桩与打桩架通过三角板焊接定位。至此X方向定位完成。

7进行Y方向的初步调平；

8依次将3号、4号定位桩的插销块拿出，将定位桩打至规定深度，通过调平浮筒进行Y方向最终调平后将定位桩与打桩架通过三角板焊接定位。至此Y方向定位完成。后续开展打桩作业。

9打开抱环，将基础桩喂桩至打桩架槽内，缓慢贴近槽根部的两个顶推油缸，关闭抱环，并将锁紧机构锁定，上下层8个轮盒顶住基础桩，进行打桩作业；

10打桩结束后，解除三角板固定，依次上拔定位桩，至插销孔露出上平台导向座后，将插销置入定位桩销孔内；

11最后浮吊将打桩架及定位桩吊至下一机位，进行风机基础桩施工。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种浮筒调平抱桩器，其特征在于：其包括四根互相平行、且排列为矩形形状的定位桩，沿着所述定位桩的高度方向自上而下顺次布置有上部分段、中部分段、底部分段；所述上部分段包括有一组侧凸的环抱平台，所述上部分段还布置有设备平台，所述上部分段的底部通过法兰连接中部分段的对应上部位置的法兰，所述中部分段的对应下部位置法兰连接所述底部分段的顶部位置法兰，所述中部分段的高度根据水深配置设计，所述底部分段的对应于所述环抱平台的侧凸区域的两侧分别设置有调平浮筒，所述调平浮筒外接有水管、透气管连接至上部分段内的设备平台，所述底部分段的底部固定有防沉板。

2.如权利要求1所述的一种浮筒调平抱桩器，其特征在于：所述上部分段具体包括上部分段主体框架、上环抱平台、下环抱平台，所述上环抱平台、下环抱平台分别位于所述上部分段主体框架的不同高度平行布置，所述上部分段主体框架具体包括四根第一安装柱、第一安装柱连接杆、上平台支承柱、下平台支承柱，所述第一安装柱的对应于定位桩的位置设置有第一贯穿定位孔，对应的定位桩贯穿对应的第一贯穿定位孔布置，所述第一安装柱连接杆连接四根所述第一安装柱成为整体结构，所述上环抱平台支承于所述上平台支承柱布置，所述下环抱平台支承于所述下平台支承柱布置，所述上环抱平台、下环抱平台的对应于定位桩的面域的外凸的抱桩机构在同一侧、用于夹持抱桩，每根所述第一安装柱的下端分别设置有第一连接法兰。

3.如权利要求2所述的一种浮筒调平抱桩器，其特征在于：所述中部分段具体包括四根第二安装柱、第二安装柱连接杆、减重浮筒，四根第二安装柱的顶部和底部分别设置有第二上连接法兰、第二下连接法兰，每根所述第二安装柱对应于定位桩的位置设置有第二贯穿定位孔，对应的定位桩贯穿对应的第二贯穿定位孔布置，所述第二安装柱连接杆连接四根所述第二安装柱成为整体结构，每根所述第二安装柱的长度方向固装有对应的减重浮筒，所述减重浮筒在设计时根据所述中部分段的重量整体设计，所述中部分段的高度根据水深进行配置，所述第二安装柱通过第二上连接法兰连接正上方的所述第一连接法兰。

4.如权利要求3所述的一种浮筒调平抱桩器，其特征在于：所述底部分段具体包括底部分段主体、调平浮筒、防沉板，所述底部分段主体具体包括四根第三安装柱、第三安装柱连接杆，每根所述第三安装柱的顶部设置有第三连接法兰，每根所述第三安装柱对应于定位桩的位置设置有第三贯穿定位孔，对应的定位桩贯穿对应的第三贯穿定位孔布置，所述第三安装柱连接杆连接四根所述第三安装柱成为整体结构，对应于抱桩机构正下方的两根所述第三安装柱的长度方向的外侧区域固装有调平浮筒，每个所述调平浮筒分别外接有水管、透气管连接至上部分段内的设备平台，防沉板分别通过四角的定位孔固套于所述第三安装柱的底部位置。

5.如权利要求1所述的一种浮筒调平抱桩器，其特征在于：每个抱桩机构分别包括左抱环、右抱环，所述左抱环、右抱环分别通过抱环油缸和环抱平台对应侧的对应端的连接杆连接、并通过转轴和对应的连接杆连接，所述左抱环、右抱环的自由端在锁紧状态下通过销轴锁紧，对应于同一个环抱平台的左抱环、右抱环的环抱油缸同时伸缩驱动，每个所述左抱环、由抱环的径向位置还分别设置有至少一个顶推油缸，所述环抱平台的朝向抱夹空间的位置还设置有至少一组顶推油缸，每个所述顶推油缸的对中抱夹空间的一端设置有顶推端头。

6.如权利要求3所述的一种浮筒调平抱桩器，其特征在于：所述减重浮筒设置于每根所述第二安装柱的相对内侧布置。

7.如权利要求1所述的一种浮筒调平抱桩器，其特征在于：每个所述调平浮筒的上部设置有底部分段硬管，底部分段硬管通过管支架与底部分段连接，在中部分段、上部分段上分别设有中部分段硬管、上部分段硬管，处于上下位置的响应的硬管间通过高压软管连接，与调平浮筒连接的两路管子中一路为水管、另一路为透气管。

8.如权利要求3所述的一种浮筒调平抱桩器，其特征在于：所述底部分段具体包括底部分段主体、调平浮筒、防沉板，所述底部分段主体具体包括四根第三安装柱、第三安装柱连接杆，每根所述第三安装柱的顶部设置有第三连接法兰，每根所述第三安装柱对应于定位桩的位置设置有第三贯穿定位孔，对应的定位桩贯穿对应的第三贯穿定位孔布置，所述第三安装柱连接杆连接四根所述第三安装柱成为整体结构，对应于抱桩机构正下方的两根所述第三安装柱的长度方向的外侧区域固装有调平浮筒，每个所述调平浮筒分别外接有水管、透气管连接至上部分段内的设备平台，防沉板分别通过四角的定位孔固套于所述第三安装柱的底部位置。

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