CN114104983A - 一种钢管桩翻身与调平装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管桩翻身与调平装置，涉及风电施工设备技术领域，解决了现有的钢管桩运输以及翻身装置对设备要求较高的问题。包括船体，所述船体上连接有若干组用于放置钢管桩的移动座，每组移动座沿船体长度方向分布；船体一端两侧分别向外延伸有支撑平台，钢管桩自两支撑平台之间下放，其中一支撑平台上连接有辅助起重机，辅助起重机用于连接钢管桩下吊点；船体上还连接有门式起重机，门式起重机用于连接钢管桩上吊点，门式起重机沿船体长度方向滑移连接于船体和两侧支撑平台上。通过船体可运输多根钢管桩，并通过移动的门式起重机以及辅助起重机，达到了便于钢管桩的翻身工作，且降低了对于起重机的作业高度要求的效果。

Description

一种钢管桩翻身与调平装置

技术领域

本发明涉及风电施工设备技术领域，特别涉及一种钢管桩翻身与调平装置。

背景技术

海上风能源丰富，利用风能实施发电，提供给所在周边城市利用，平台基础需要往海底打入桩体后再进行固定，打桩时需要先将水平输送的钢管桩翻身，在保证桩体垂直的基础上才能锤入海底，而现有的翻身装置一般需要一艘运输船专门输送钢管桩，再配置起重船通过主副吊钩来实现钢管桩的翻身；

故现有技术缺少专业用于大型钢管桩的翻身装置，且钢管桩一般情况由专用运输船运输，运至现场由大型浮吊船进行起吊与翻身，导致装置的作业高度需要高于钢管桩的长度，对设备要求较高等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢管桩翻身与调平装置，通过船体可运输多根钢管桩，单船即可完成运输和翻身工作，并采用门式起重机与小型辅助吊联合作业，设备制造成本大大低于常规式的浮吊船，便于钢管桩的翻身工作，且降低了对于起重机的作业高度的要求。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钢管桩翻身与调平装置，包括船体，所述船体上连接有若干组用于放置钢管桩的移动座，每组移动座沿船体长度方向分布；

所述船体一端两侧分别向外延伸有支撑平台，钢管桩自两支撑平台之间下放，其中一支撑平台上连接有辅助起重机，辅助起重机用于连接钢管桩下吊点；

所述船体上还连接有门式起重机，门式起重机用于连接钢管桩上吊点，门式起重机沿船体长度方向滑移连接于船体和两侧支撑平台上。

更进一步地，所述移动座包括一组横向移动座和其余的竖向移动座，横向移动座仅沿船体长度方向滑移连接于船体上，竖向移动座仅沿船体宽度方向滑移连接于船体上；

所述移动座包括两侧活动连接的抵接块，抵接块的移动位置包括包括抵接位和分离位，抵接块向上移动至抵接位时，供钢管桩放置于两抵接块之间，抵接块向下移动至分离位时，抵接块高度低于所有钢管桩放置的最低点。

更进一步地，所述抵接块为滚轮，移动座两侧铰接有连接杆，滚轮连接于连接杆上，移动座上还连接有驱动连接杆上下转动的驱动件。

更进一步地，所述驱动件包括第一油缸和第二油缸，第二油缸铰接于移动座端部，自由端连接滚轮并通过滚轮抵接于连接杆上，第一油缸位于第二油缸内侧，且外端连接滚轮并通过滚轮抵接于第二油缸缸体上，移动座、第一油缸与第二油缸缸体呈一锐角三角形。

更进一步地，所述移动座上还连接有电磁铁，电磁铁用于吸附钢管桩底部。

更进一步地，所述移动座上连接有顶推器，顶推器顶端连接电磁铁并驱动电磁体上下移动调整。

更进一步地，所述船体上设有供横向移动座移动的第一输送轨道、若干组供竖向移动座移动的第二输送轨道。

更进一步地，所述移动座底部连接有若干由电机驱动的齿轮，第一输送轨道、第二输送轨道内皆设有与齿轮相适配的齿条或多个隔块。

更进一步地，所述第一输送轨道和第二输送轨道交接处设有轨道换向装置。

更进一步地，所述轨道换向装置包括转动连接于船体上的换向轨，换向轨的转动位置包括横向位与竖向位，换向轨转动至横向位时，其与第一输送轨道重合连接，转动至竖向位时，其与第二输送轨道重合连接。

更进一步地，两所述支撑平台之间可拆卸连接有稳桩平台。

更进一步地，所述支撑平台与稳桩平台之间设有支撑座，支撑座内设有纵向补偿。

更进一步地，所述船体通过四个角点的锚泊或采用动力定位的方式进行定位。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

通过移动的门式起重机以及辅助起重机，便于钢管桩的翻身工作，且降低了对于起重机的作业高度的要求；并横向移动座和竖向移动座可运输多根钢管桩，通过连接杆的转动实现移动座之间钢管桩的移送，便于实现自动化工作。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是本发明中输送轨道部分的结构示意图；

图4是本发明中竖向移动座部分的结构示意图；

图5是本发明中换向轨工作时的示意图；

图6是本发明中钢管桩翻身前的结构示意图；

图7是本发明中钢管桩吊装时的结构示意图；

图8是本发明中钢管桩翻身时的结构示意图。

图中，1、船体；11、支撑平台；12、辅助起重机；13、门式起重机；14、第一输送轨道；15、第二输送轨道；16、换向轨；21、横向移动座；22、竖向移动座；23、抵接块；24、连接杆；25、第一油缸；26、第二油缸；27、电磁铁；28、顶推器；3、稳桩平台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。

一种钢管桩翻身与调平装置，如图1和图2所示，包括船体1，本实施例中，船体1通过四个角点的锚泊或采用动力定位的方式进行定位；船体1上连接有若干组用于放置钢管桩的移动座，每组移动座包括沿船体1长度方向分布的三个；自最中间的钢管桩开始，从船尾处进行沉桩。

如图2所示，为了提高移动移动座的移动效率，便于日后的自动化工作，移动座包括一组横向移动座21和其余的竖向移动座22，横向移动座21仅沿船体1长度方向滑移连接于船体1上，竖向移动座22仅沿船体1宽度方向滑移连接于船体1上。

如图3所示，船体1上设有供横向移动座21移动的第一输送轨道14、若干组供竖向移动座22移动的第二输送轨道15，第二输送轨道15对称设置于第一输送轨道14两侧。

如图4所示，为了将竖向移动座22上的钢管桩移动至横向移动座21上，供横向移动座21移动进行输送沉桩，移动座包括两侧活动连接的抵接块23，抵接块23的移动位置包括包括抵接位和分离位，抵接块23向上移动至抵接位时，供钢管桩放置于两抵接块23之间，抵接块23向下移动至分离位时，抵接块23高度低于所有钢管桩放置的最低点。

如图4所示，为了便于钢管桩的放置，提高装置的使用寿命，抵接块23为滚轮，移动座两侧铰接有连接杆24，滚轮连接于连接杆24上；

移动座上还连接有驱动连接杆24上下转动的驱动件，驱动件包括第一油缸25和第二油缸26，第二油缸26铰接于移动座端部，自由端连接滚轮并通过滚轮抵接于连接杆24上，第一油缸25位于第二油缸26缸体内侧，且第一油缸25外端连接滚轮并通过滚轮抵接于第二油缸26缸体上，移动座、第一油缸25与第二油缸26缸体呈一锐角三角形，以驱动连接杆24上下转动，往复运动于抵接位和分离位。

如图4所示，为了便于提高钢管桩的稳定性，避免恶劣天气下导致钢管桩晃动甚至掉落，移动座上还连接有电磁铁27，电磁铁27用于吸附钢管桩底部；移动座上固定连接有顶推器28，顶推器28顶端连接电磁铁27并驱动电磁体上下移动调整，以适配于不同直径的钢管桩，顶推器28也可替换为液压缸等实现电磁铁27的升降。

如图4所示，如何驱动移动小车（即移动座）在轨道内滑动为现有技术，本实施例中，为了提高移动的稳定性和准确性，移动座底部连接有若干由电机驱动的齿轮，第一输送轨道14、第二输送轨道15内皆设有与齿轮相适配的齿条或多个隔块，移动座底部两侧还连接支撑座，支撑座底部设置移动轮，移动座通过支撑座放置于船体1上，便于支撑和移动；

为了便于输送，在第一输送轨道14、第二输送轨道15内间隔设置滚筒（滚动隔块），滚筒提高移动座的输送效率，且间隔与齿轮相适配。

如图5所示，由于本实施例中在输送轨道内设置了滚轮，并将驱动小车通过抵接块23抵接于轨道顶部下侧，使得驱动小车与轨道之间不分离，所以需要第一输送轨道14和第二输送轨道15交接处连接轨道换向装置，类似火车进行换轨；

本实施例中，轨道换向装置包括转动连接于船体1上的换向轨16，换向轨16的转动位置包括横向位与竖向位，换向轨16转动至横向位时，其与第一输送轨道14重合连接，转动至竖向位时，其与第二输送轨道15重合连接，相邻换向轨16之间通过连接轨相连接，一对换向轨通过之间的驱动齿驱动同向转动。

如图2所示，船体1一端两侧分别向外延伸有支撑平台11，钢管桩自两支撑平台11之间下放，其中一支撑平台11上连接有全回转小型辅助起重机12，辅助起重机12用于连接钢管桩下吊点（底端端部）；

船体1上还连接有门式起重机13，门式起重机13用于连接钢管桩上吊点（上部两侧），门式起重机13沿船体1长度方向滑移连接于船体1和两侧支撑平台11上。

如图2所示，为了便于放置和安装稳桩平台3，将稳桩平台3可拆卸连接于两支撑平台11之间，稳桩平台3靠近船体1一侧开设有供钢管桩放入的开口，而如何将稳桩平台3连接于支撑平台11上为现有技术，在此不做过多赘述。

如图2所示，由于具备升降系统的稳桩平台3在桩腿着底后相对于水平面固定，而船体1会受到波浪影响发生垂荡，所以在在稳桩平台3下方连接支撑座，并通过支撑座连接于支撑平台11上，支撑座内设有纵向补偿，本实施例中，纵向补偿为竖直方向的弹性连接件，通过多个弹簧连接支撑座的上下两部分，实现稳桩平台3的纵向补偿。

工作原理：

S1：将稳桩平台3吊装于船体1尾部的支撑平台11后，通过支撑平台11连接装置把稳桩平台3与船体1可拆卸连接，稳桩平台3安放在船上，并随船工作；

S2：到达沉桩位置后，四根支撑桩分依次沉桩，之后进行稳桩平台3的提升与固定，而后拆除稳桩平台3与船体1之间的连接，船体1先向外移动，与稳桩平台3分离；

S3：如图6~图8所示，稳桩平台3搭设完成后，横向移动座21沿第一输送轨道14移动，将中间的钢管桩（横向移动座21上的钢管桩）向外输送，直至钢管桩外端输送至辅助起重机12正下方，此时通过辅助起重机12连接钢管桩的下吊点，通过门式起重机13用于连接钢管桩的上吊点，电磁铁27断电，而后门式起重机13向外移动并向上吊起，并配合辅助起重机12的逐渐下放，实现钢管桩的逐步翻转；

S4：门式起重机13移动到两侧支撑平台11上后，钢管桩在重力作用下竖直，解除辅助起重机12与下吊点的连接，并控制船体1移动，进行钢管桩沉桩工作；

S5：沉桩结束后，回收稳桩平台3，横向移动座21复位，而后换向轨16工作转动至竖向位时，其与第二输送轨道15重合连接，同时，横向移动座21上的抵接块23向下移动至分离位，

第二输送轨道15上的一组竖向移动座22移动，将竖向移动座22上的钢管桩移动至横向移动座21上方，横向移动座21上的抵接块23向上移动至抵接位，同时，竖向移动座22上的抵接块23向下移动至分离位且电磁铁27失电，竖向移动座22复位，换向轨16工作转动复位，横向移动座21上的电磁铁27得电固定钢管桩位置；

S6：重复步骤S1~S5。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (13)

1.一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：包括船体（1），所述船体（1）上连接有若干组用于放置钢管桩的移动座，每组移动座沿船体（1）长度方向分布；

所述船体（1）一端两侧分别向外延伸有支撑平台（11），钢管桩自两支撑平台（11）之间下放，其中一支撑平台（11）上连接有辅助起重机（12），辅助起重机（12）用于连接钢管桩下吊点；

所述船体（1）上还连接有门式起重机（13），门式起重机（13）用于连接钢管桩上吊点，门式起重机（13）沿船体（1）长度方向滑移连接于船体（1）和两侧支撑平台（11）上。

2.根据权利要求1所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述移动座包括一组横向移动座（21）和其余的竖向移动座（22），横向移动座（21）仅沿船体（1）长度方向滑移连接于船体（1）上，竖向移动座（22）仅沿船体（1）宽度方向滑移连接于船体（1）上；

所述移动座包括两侧活动连接的抵接块（23），抵接块（23）的移动位置包括包括抵接位和分离位，抵接块（23）向上移动至抵接位时，供钢管桩放置于两抵接块（23）之间，抵接块（23）向下移动至分离位时，抵接块（23）高度低于所有钢管桩放置的最低点。

3.根据权利要求2所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述抵接块（23）为滚轮，移动座两侧铰接有连接杆（24），滚轮连接于连接杆（24）上，移动座上还连接有驱动连接杆（24）上下转动的驱动件。

4.根据权利要求3所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述驱动件包括第一油缸（25）和第二油缸（26），第二油缸（26）铰接于移动座端部，自由端连接滚轮并通过滚轮抵接于连接杆（24）上，第一油缸（25）位于第二油缸（26）内侧，且外端连接滚轮并通过滚轮抵接于第二油缸（26）缸体上，移动座、第一油缸（25）与第二油缸（26）缸体呈一锐角三角形。

5.根据权利要求1或2所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述移动座上还连接有电磁铁（27），电磁铁（27）用于吸附钢管桩底部。

6.根据权利要求5所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述移动座上连接有顶推器（28），顶推器（28）顶端连接电磁铁（27）并驱动电磁体上下移动调整。

7.根据权利要求2所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述船体（1）上设有供横向移动座（21）移动的第一输送轨道（14）、若干组供竖向移动座（22）移动的第二输送轨道（15）。

8.根据权利要求7所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述移动座底部连接有若干由电机驱动的齿轮，第一输送轨道（14）、第二输送轨道（15）内皆设有与齿轮相适配的齿条或多个隔块。

9.根据权利要求8所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述第一输送轨道（14）和第二输送轨道（15）交接处设有轨道换向装置。

10.根据权利要求9所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述轨道换向装置包括转动连接于船体（1）上的换向轨（16），换向轨（16）的转动位置包括横向位与竖向位，换向轨（16）转动至横向位时，其与第一输送轨道（14）重合连接，转动至竖向位时，其与第二输送轨道（15）重合连接。

11.根据权利要求1所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：两所述支撑平台（11）之间可拆卸连接有稳桩平台（3）。

12.根据权利要求11所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述支撑平台（11）与稳桩平台（3）之间设有支撑座，支撑座内设有纵向补偿。

13.根据权利要求1所述的一种钢管桩翻身与调平装置，其特征在于：所述船体（1）通过四个角点的锚泊或采用动力定位的方式进行定位。

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