CN113931188A - 一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器及其作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器及其作业方法，扶桩触手上设置角度传感器可以精准测量在沉桩过程中桩体是否发生倾斜。改进液压管支架与连接梁的连接方式，克服了传统抱桩架伸缩臂只能水平工作的问题，使伸缩臂可以在一定的角度范围内转动，进而可以实现伸缩臂保持与桩体成垂直角度进行扶正工作。伸缩臂末端的扶桩触手进行改良，由单个触手改良为双触手，并设置扶桩桩垫，降低了抱桩器纠偏工作时的工作负载。在液压管支架上设置角度传感器，由于伸缩臂伸出抱紧管桩时始终保持与桩体成垂直角度，所以当管桩倾斜时，液压管支架角度也会随之转动，并通过角度传感器可以快速反映出桩体倾斜状态，降低了工作复杂度。
Description
技术领域
本发明属于海上风电桩基安装领域，具体来说涉及一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器及其作业方法。
背景技术
海上风电工程中，需要安装风电机组桩基础，主要包括单桩基础、过渡桩、以及安装在单桩基础上的风机塔筒。在安装桩基础时，通常利用打桩锤将单桩基础贯入到海床内，但是海上作业不同于陆上工程，在海上打桩作业时，容易受到疾风、海浪、洋流和潮汐等可变因素影响，加之海底地质条件较差，一般海底土壤比较松软，所以在打桩过程中单桩基础很容易发生倾斜，所以需要在打桩作业时布置抱桩器，利用抱桩器及时调整单桩基础的垂直度。
常见的抱桩装置主要包括抱桩结构和抱桩支架，抱桩结构通过支架固定安装在海洋平台上，在进行打桩作业时，当桩体发生倾斜，通过抱桩结构上的伸缩臂对桩体进行扶正，调整桩体垂直度。
但是现有的抱桩器设备存在以下问题：现有抱桩器上的伸缩臂只有单独的扶正触手并且只能水平伸缩对桩体的倾斜进行扶正，使结构整体需要较大的强度，这样增大了抱桩器的工作负载。同时现有抱桩器不容易监测桩体的倾斜度，增大了工作复杂程度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，对现有的抱桩器设备予以研究改良，提供了一种能够通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器，并且改良伸缩臂连接方式使其工作角度自由变换从而实现伸缩臂可以垂直桩体进行扶正工作，同时将伸缩臂的扶正触手由单个改良为两个，减小抱桩器的工作负载。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器，包括抱桩支架、连接梁、转动电机和抱桩结构；
所述抱桩支架包括4根辅助桩、支架主体和承台，所述辅助桩上设置与各辅助桩相连接的支架主体，所述支架主体一侧设置承台；
所述连接梁设置于相邻辅助桩之间，所述转动电机设置于连接梁中点处；
所述抱桩结构受其驱动地设置于所述转动电机上，所述抱桩结构包括液压管支架、伸缩油缸、伸缩臂、扶桩触手、第一角度传感器和第二角度传感器，所述液压管支架内设置伸缩油缸，伸缩油缸的输出端连接伸缩臂，伸缩臂的末端形成扶桩触手，扶桩触手末端设置第一角度传感器，所述液压管支架上设置第二角度传感器。
在上述技术方案中，所述辅助桩上设置有用于支撑支架主体结构的牛腿。
在上述技术方案中，所述伸缩臂呈U字型，扶桩触手的数量为2。
在上述技术方案中，桩体上与所述扶桩触手相对应的位置处设置有扶桩桩垫。
在上述技术方案中，所述承台上设置有电控柜和液压控制站。
在上述技术方案中，所述液压控制站与所述伸缩油缸相连，所述电控柜与第一角度传感器、第二角度传感器和转动电机相连，所述液压控制站的工作受控于所述电控柜。
一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器的作业方法，过程如下：
当沉桩过程中桩体发生倾斜时，所述扶桩触手上的角度传感器会将角度变化信息传递给所述电控柜，所述电控柜控制所述转动电机工作使得所述伸缩臂与所述桩体成垂直角度后停止，并通过液压管支架上设置的角度传感器确定桩体倾斜角度，倾斜信息会传递给电控柜，电控柜系统通过控制液压动力站使伸缩油缸工作推动伸缩臂，使伸缩臂作用在倾斜桩体上并施加作用力扶正桩体，在伸缩臂扶正桩体的过程中，电控柜控制转动电机保证伸缩臂始终保持与桩体成垂直角度。通过所述液压管支架上的角度传感器确定的角度变化，进而确定桩体扶正的垂直度，当液压管支架转动至水平位置时，通过电控箱控制液压站停止工作表示桩体扶正完成。
本发明的优点和有益效果为：
本发明公开了一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器及其作业方法，通过在扶桩触手上设置角度传感器可以精准测量在沉桩过程中桩体是否发生倾斜。通过改进液压管支架与连接梁的连接方式，克服了传统抱桩架伸缩臂只能水平工作的问题，使伸缩臂可以在一定的角度范围内转动，进而可以实现伸缩臂保持与桩体成垂直角度进行扶正工作。并对伸缩臂末端的扶桩触手进行改良，由单个触手改良为双触手，并设置扶桩桩垫，降低了抱桩器纠偏工作时的工作负载。在液压管支架上设置角度传感器，由于伸缩臂伸出抱紧管桩时始终保持与桩体成垂直角度，所以当管桩倾斜时，液压管支架角度也会随之转动，并通过角度传感器可以快速反映出桩体倾斜状态，降低了工作复杂度。该抱桩架对于桩体纠偏的工作以及桩体倾斜的测量工作，均通过电控柜完成，大大提高了工程精度和安全性。
附图说明
图1为本发明结构俯视示意图。
图2为本发明结构主视示意图。
图3为液压管支架、转动电机与连接梁的连接结构示意图。
图4为抱桩结构的结构示意图。
图5为扶桩作业示意图。
其中：1为抱桩支架，2为电控柜，3为液压工作站，4为支架主体，5为连接梁；6为液压管支架，7为伸缩臂，8为伸缩油缸，9为扶桩触手，10为扶桩桩垫，11为第二角度传感器，12为转动电机，13为桩体，14为辅助桩，15为牛腿，16承台。
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，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例
如图1-图5所示，本发明一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器包括：抱桩支架1，电控柜2，液压工作站3，支架主体4，连接梁5；液压管支架6，伸缩臂7，伸缩油缸8，带有第一角度传感器的扶桩触手9，扶桩桩垫10，角度传感器11，转动电机12，桩体13，辅助桩14，牛腿15和承台16。
所述发明实施方式具体为，将抱桩支架1安装在工程场地上，通过辅助桩14和牛腿15固定抱装支架1，固定电控柜2和液压工作站3设置在承台16上用于控制抱桩器的工作。支架主体4通过连接辅助桩14形成闭环结构。液压管支架6通过转动电机12固定在连接梁上，通过电控柜2控制液压工作站3使伸缩油缸8推动伸缩臂7，进而使伸缩臂7作用在倾斜桩体13上并施加作用力扶正桩体13。伸缩臂7设置在液压管支架6中，伸缩臂7一端与所述伸缩油缸8固定连接，伸缩油缸8通过液压工作站3控制，伸缩臂7另外一端连接扶桩触手9，扶桩触手9上设置第一角度传感器，在液压管支架上部设置第二角度传感器11，第一角度传感器、第二角度传感器11和液压控制站3均受电控柜2控制。转动电机10与电控柜2相连。
当桩体13发生倾斜时扶桩触手9上的第一角度传感器会将角度信息传递给电控柜2，电控柜2控制转动电机12工作使得伸缩臂7和桩体13成垂直角度后停止，并通过设置在液压管支架上6的第二角度传感器11确定桩体倾斜角度，倾斜信息会传递给电控柜2，电控柜2通过控制液压工作站3使伸缩油缸8工作推动伸缩臂7，使伸缩臂7通过扶桩触手9作用在倾斜桩体13上并施加作用力扶正桩体，在伸缩臂7扶正桩体13的过程中，电控柜2控制转动电机12保证伸缩臂7始终保持与桩体13成垂直角度。通过所述液压管支架6上的第二角度传感器11确定的角度变化，进而确定桩体13扶正的垂直度，当伸缩臂7转动至水平位置时，通过电控箱2控制液压站3停止工作表示桩体扶正完成。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器，其特征在于，包括抱桩支架、连接梁、转动电机和抱桩结构；
所述抱桩支架包括4根辅助桩、支架主体和承台，所述辅助桩上设置与各辅助桩相连接的支架主体，所述支架主体一侧设置承台；
所述连接梁设置于相邻辅助桩之间，所述转动电机设置于连接梁中点处；
所述抱桩结构受其驱动地设置于所述转动电机上，所述抱桩结构包括液压管支架、伸缩油缸、伸缩臂、扶桩触手、第一角度传感器和第二角度传感器，所述液压管支架内设置伸缩油缸，伸缩油缸的输出端连接伸缩臂，伸缩臂的末端形成扶桩触手，扶桩触手末端设置第一角度传感器，所述液压管支架上设置第二角度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器，其特征在于：所述辅助桩上设置有用于支撑支架主体结构的牛腿。
3.根据权利要求1所述的一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器，其特征在于：所述伸缩臂呈U字型，扶桩触手的数量为2。
4.根据权利要求1所述的一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器，其特征在于：桩体上与所述扶桩触手相对应的位置处设置有扶桩桩垫。
5.根据权利要求1所述的一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器，其特征在于：所述承台上设置有电控柜和液压控制站。
6.根据权利要求5所述的一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器，其特征在于：所述液压控制站与所述伸缩油缸相连，所述电控柜与第一角度传感器、第二角度传感器和转动电机相连，所述液压控制站的工作受控于所述电控柜。
7.一种通过伸缩臂的角度变化监测桩体垂直度的抱桩器的作业方法，其特征在于：
当沉桩过程中桩体发生倾斜时，所述扶桩触手上的角度传感器会将角度变化信息传递给所述电控柜，所述电控柜控制所述转动电机工作使得所述伸缩臂与所述桩体成垂直角度后停止，并通过液压管支架上设置的角度传感器确定桩体倾斜角度，倾斜信息会传递给电控柜，电控柜系统通过控制液压动力站使伸缩油缸工作推动伸缩臂，使伸缩臂作用在倾斜桩体上并施加作用力扶正桩体，在伸缩臂扶正桩体的过程中，电控柜控制转动电机保证伸缩臂始终保持与桩体成垂直角度；通过所述液压管支架上的角度传感器确定的角度变化，进而确定桩体扶正的垂直度，当液压管支架转动至水平位置时，通过电控箱控制液压站停止工作表示桩体扶正完成。
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