CN114604391B - 一种固桩架搭建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海洋工程建造技术领域，公开了一种固桩架搭建方法。固桩架搭建方法包括：对安装好的围井进行测量并建立固桩架的搭建基准，通过三维光靶在围井上标记搭建基准；对围井进行扫描并获得围井三维模型，对固桩架的各个分段进行扫描并获得对应的分段三维模型；以搭建基准为依据，将各个分段三维模型和围井三维模型进行模拟搭建并得到模拟搭建模型，将模拟搭建模型与预设搭建模型比对并计算获得各个分段的待修割数据；根据各个分段的待修割数据对应修割各个分段；分别吊装修割好各个分段，参照三维光靶将各个分段搭建在围井上。本发明的固桩架搭建方法，其搭建固桩架时对吊架占用时间少、搭建效率高，且安全性好。
Description
技术领域
本发明涉及海洋工程建造技术领域，尤其涉及一种固桩架搭建方法。
背景技术
固桩架是海洋平台升降系统的核心部件，是桩腿与主船体进行升降作业的连接纽带及力的传递结构。如图1-图3所示，固桩架200需要安装在平台的围井100上，固桩架200包括三个下基础分段210和一个上基础分段220，三个下基础分段210分别分布在围井的周围，上基础分段220设置在三个下基础分段的上端。
现有技术中，在搭建固桩架时，先通过吊机将三个下基础分段分别吊装放置在围井的指定位置并逐一进行定位；然后通过精度仪器现场对下基础分段的形状、尺寸进行测量，并根据测量结果对下基础分段的上端和下端进行修割(修割的过程需要吊机将下基础分段重新吊起)；最后吊机将修割好的下基础分段重新复位到围井的指定位置。也就是说，在搭建固桩架时每个分段，均需要完成两次吊装、两次定位，占用吊机的时间长，且固桩架搭建效率低、施工慢。此外，在对分段进行修割的过程，分段为吊起状态，操作人员需要高空作业，安全性差。
因此，亟待需要一种固桩架搭建方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种固桩架搭建方法，其搭建固桩架时对吊架占用时间少、搭建效率高，且安全性好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种固桩架搭建方法，包括：
对安装好的围井进行测量并建立固桩架的搭建基准，通过三维光靶在所述围井上标记所述搭建基准；
对所述围井进行扫描并获得围井三维模型，对固桩架的各个分段进行扫描并获得对应的分段三维模型；
以所述搭建基准为依据，将各个所述分段三维模型和所述围井三维模型进行模拟搭建并得到模拟搭建模型，将所述模拟搭建模型与预设搭建模型比对并计算获得各个分段的待修割数据；
根据各个分段的所述待修割数据对应修割各个分段；
分别吊装修割好各个分段，参照所述三维光靶将各个分段搭建在所述围井上。
作为一个可选的方案，所述固桩架包括三个下基础分段和一个上基础分段，在吊装修割好的各个分段前，在三个所述下基础分段上分别搭载加强斜撑。
作为一个可选的方案，每个所述下基础分段上搭载四个加强斜撑，其中两个所述加强斜撑为一组，每组内的两个所述加强斜撑与对应的所述下基础分段围成三角形。
作为一个可选的方案，所述加强斜撑与所述下基础分段之间焊接连接，且焊接方式为满焊，焊缝为12mm。
作为一个可选的方案，所述搭建基准包括三条基准线，三条所述基准线两两之间的夹角为120°，三条基准线相交于所述围井的中心轴线上。
作为一个可选的方案，当通过所述三维光靶在所述围井上标记所述搭建基准后，对所述三维光靶的位置进行测量校验，所述三维光靶的位置偏差不大于1mm。
作为一个可选的方案，所述固桩架搭建方法还包括：
将各个分段搭建在所述围井上后，对搭建结果进行校验修正。
作为一个可选的方案，搭建结果校验修正的步骤包括：
扫描搭建好的围井和各个分段，以获得实际搭建模型，将实际搭建模型与预设搭建模型进行比对并计算修正数据；
判断所述修正数据是否在预设误差范围内，若是，则将各个修割好的分段完全固定，若否，则按照修正数据修正搭建好的围井和各个分段。
作为一个可选的方案，在按照所述修正数据修正搭建好的围井和各个分段后，对修正好的围井和各个分段重新进行扫描和模拟搭建，将重新模拟搭建得到的实际搭建模型与所述预设搭建模型进行比对计算，直至修正数据位于所述误差范围以内。
作为一个可选的方案，在扫描搭建好的所述围井和各个分段前，将各个修割好的分段进行初步固定连接。
本发明有益效果为：
本发明的固桩架搭建方法，在吊装搭建各个分段前，先建立搭建基准，并通过扫描分别获得围井对应的围井三维模型和各个分段对应的分段三维模型，然后根据搭建基准对三维模型进行模拟搭建，从而精准获得各个分段对应的待修割数据，故可以在吊装分段前先完成对分段的修割作业，且配合三维光靶标记出的搭建基准，可以实现将各个分段一次吊装、搭建到位，整个固桩架搭建过程占用吊机的时间少，搭建效率高；此外，在分段的修割不必在高空作业，安全性好。
附图说明
图1是围井的结构示意图；
图2是固桩架的结构示意图；
图3是固桩架搭建在围井上的结构示意图；
图4是本发明具体实施方式提供一种固桩架搭建方法的流程图；
图5是本发明具体实施方式提供的另一个固桩架搭建方法的流程图；
图6是本发明具体实施方式提供的在下基础分段上固定加强斜撑后的示意图。
图中：
100-围井；200-固桩架；210-下基础分段；220-上基础分段；300-加强斜撑。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图1-图3所示，固桩架200包括三个下基础分段210和一个上基础分段220，在将固桩架200搭建在围井100上时，三个下基础分段210分别搭建在围井100上，上基础分段220搭建在三个下基础分段210的上端。
优选地，如图4所示，本实施例提供了一种固桩架搭建方法，包括：
步骤100，对安装好的围井100进行测量并建立固桩架200的搭建基准，通过三维光靶在围井100上标记搭建基准；
步骤200，对围井100进行扫描并获得围井三维模型，对固桩架200的各个分段进行扫描并获得对应的分段三维模型；
步骤300，以搭建基准为依据，将各个分段三维模型和围井三维模型进行模拟搭建并得到模拟搭建模型，将模拟搭建模型与预设搭建模型比对并计算获得各个分段的待修割数据；
步骤400，根据各个分段的待修割数据对应修割各个分段；
步骤500，分别吊装修割好各个分段，参照三维光靶将各个分段搭建在围井100上。
需要说明的是，预设搭建模型完全没有误差的模型，其可以为设计过程产出的模型。
本发明的固桩架搭建方法，在吊装搭建各个分段前，先建立搭建基准，并通过扫描分别获得围井100对应的围井三维模型和各个分段对应的分段三维模型，然后根据搭建基准对三维模型进行模拟搭建，从而精准获得各个分段对应的待修割数据，故可以在吊装分段前先完成对分段的修割作业，且配合三维光靶标记出的搭建基准，可以实现将各个分段一次吊装、搭建到位，整个固桩架200搭建过程占用吊机的时间少，搭建效率高；此外，在分段的修割不必在高空作业，安全性好。
本实施例步骤100中，根据测量结果所建立的搭建基准包括三条基准线，三条基准线两两之间的夹角为120°，三条基准线相交于围井100的中心轴线上，每个基准线作为一个下基础分段210搭建在围井100上的基准，三条基准线相交的中心也位于固桩架200的中心轴线上。具体地，三维光靶可以通过现有技术中任意一种激光发射器进行发射，且该激光发射器需要安装在不干扰各个分段吊装的位置，具体安装位置可以根据施工现场的具体环境选择设置，在此不做限定。
由于固桩架200的安装精度要求较高，优选地，当通过三维光靶在围井100上标记搭建基准后，需要对三维光靶的位置进行测量校验，保证两基准线之间的角度偏差不大于0.03°，三维光靶标记的基准线与对应的搭建基准之间的位置偏差不大于1mm。若当前三维光靶的基准线角度偏差/位置偏差超过上述数值时，则需要调整激光发射器，并进行复测，直至三维光靶的角度偏差和位置偏差符合要求。
可选地，步骤200中，获取围井100和各个分段的三维模型的仪器可以借助于全站仪实现。步骤300中，当全站仪扫描得到的围井三维模型和分段三维模型后，导入到计算机中，并通过计算机进行模拟搭建和计算待修割数据。步骤400中，操作人员根据待修割数据对应对各个分段进行修割，修割过程不需要在高空中完成，操作方便、修割效率高，且安全性好。
当各个分段修割完成后，需要将各个分段吊装至围井100上，但是由于固桩架200的下基础分段210的高度尺寸较大，直接吊装下分段基础可能导致下分段基础发生变形。
优选地，如图5和图6所示，固桩架搭建方法还包括：步骤450，在吊装修割好的各个分段前，在三个下基础分段210上分别搭载加强斜撑300，通过加强斜撑300的支撑，可以避免下分段基础发生变形，进而保证最终搭建的固桩架200形状尺寸更为精准，且加强斜撑300是在吊装下分段基础之前完成，不需要高空作业，操作方便、修割效率高，且安全性好。
具体地，如图6所示，每个下基础分段210上搭载四个加强斜撑300，其中两个加强斜撑300为一组，每组内的两个加强斜撑300与对应的下基础分段210围成三角形，三角形的结构稳定性好，从而能有效防止下基础分段210发生变形。本实施例中，加强斜撑300采用圆管，且圆管的外径为203mm，壁厚12mm。进一步地，加强斜撑300用于与下基础分段210连接的一端设置有切口，切口使加强斜撑300与下分段基础的表面完全贴合，加强斜撑300与下基础分段210之间焊接连接，且焊接方式为满焊，焊脚为12mm。其他实施例中，加强斜撑300的横截面形状、尺寸、与下基础分段210的焊接方式等均可以根据需要灵活调整，在此不做限定。
优选地，固桩架搭建方法还包括：步骤600，将各个分段搭建在围井100上后，对搭建结果进行校验修正，以确保固桩架200的搭建精度。
具体地，搭建结果校验修正的步骤包括：
步骤610，将各个修割好的分段进行初步固定连接。使各个分段之间能够相互支持，避免分段发生倾倒。
步骤620，扫描搭建好的围井100和各个分段，以获得实际搭建模型，将实际搭建模型与预设搭建模型进行比对并计算修正数据；
步骤630，判断修正数据是否在预设误差范围内，若是，则将各个修割好的分段完全固定，需要说明的是，完全固定各个分段的方式可以为焊接。
若修正数据超出预设误差范围，则按照修正数据修正搭建好的围井100和各个分段。在修正好围井100和各个分段后，进行：
步骤640，对修正好的围井100和各个分段重新进行扫描和模拟搭建，将重新模拟搭建得到的实际搭建模型与预设搭建模型进行比对计算，直至修正数据位于误差范围以内。
通过进行步骤600对搭建结果的校验修正，以保证固桩架200的搭建精度。
综上，本实施例固桩架搭建方法包括：
步骤100，对安装好的围井100进行测量并建立固桩架200的搭建基准，通过三维光靶在围井100上标记搭建基准；
步骤200，对围井100进行扫描并获得围井三维模型，对固桩架200的各个分段进行扫描并获得对应的分段三维模型；
步骤300，以搭建基准为依据，将各个分段三维模型和围井三维模型进行模拟搭建并得到模拟搭建模型，将模拟搭建模型与预设搭建模型比对并计算获得各个分段的待修割数据；
步骤400，根据各个分段的待修割数据对应修割各个分段；
步骤450，在三个下基础分段210上分别搭载加强斜撑300；
步骤500，分别吊装修割好各个分段，参照三维光靶将各个分段搭建在围井100上；
步骤610，将各个修割好的分段进行初步固定连接；
步骤620，扫描搭建好的围井100和各个分段，以获得实际搭建模型，将实际搭建模型与预设搭建模型进行比对并计算修正数据；
步骤630，判断修正数据是否在预设误差范围内，若是，则将各个修割好的分段完全固定，若否，则按照修正数据修正搭建好的围井100和各个分段。
步骤640，对修正好的围井100和各个分段重新进行扫描和模拟搭建，将重新模拟搭建得到的实际搭建模型与预设搭建模型进行比对计算，直至修正数据位于误差范围以内。
通过本实施例的固桩架搭建方法，能够保证固桩架200的中心轴线和围井100的中线轴线位于同一条直线上。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种固桩架搭建方法，其特征在于，包括：
对安装好的围井(100)进行测量并建立固桩架(200)的搭建基准，通过三维光靶在所述围井(100)上标记所述搭建基准；
对所述围井(100)进行扫描并获得围井三维模型，对所述固桩架(200)的各个分段进行扫描并获得对应的分段三维模型；
以所述搭建基准为依据，将各个所述分段三维模型和所述围井三维模型进行模拟搭建并得到模拟搭建模型，将所述模拟搭建模型与预设搭建模型比对并计算获得各个所述分段的待修割数据；
根据各个所述分段的所述待修割数据对应修割各个所述分段；
分别吊装修割好各个所述分段，参照所述三维光靶将各个所述分段搭建在所述围井(100)上；
将各个所述分段搭建在所述围井(100)上后，对搭建结果进行校验修正；
所述搭建结果校验修正的步骤包括：
扫描搭建好的所述围井(100)和各个所述分段，以获得实际搭建模型，将所述实际搭建模型与所述预设搭建模型进行比对并计算修正数据；
判断所述修正数据是否在预设误差范围内，若是，则将各个修割好的所述分段完全固定，若否，则按照所述修正数据修正搭建好的所述围井(100)和各个所述分段。
2.如权利要求1所述的固桩架搭建方法，其特征在于，所述固桩架(200)包括三个下基础分段(210)和一个上基础分段(220)，在吊装修割好的各个所述分段前，在三个所述下基础分段(210)上分别搭载加强斜撑(300)。
3.如权利要求2所述的固桩架搭建方法，其特征在于，每个所述下基础分段(210)上搭载四个加强斜撑(300)，其中两个所述加强斜撑(300)为一组，每组内的两个所述加强斜撑(300)与对应的所述下基础分段(210)围成三角形。
4.如权利要求2所述的固桩架搭建方法，其特征在于，所述加强斜撑(300)与所述下基础分段(210)之间焊接连接，且焊接方式为满焊，焊缝为12mm。
5.如权利要求1所述的固桩架搭建方法，其特征在于，所述搭建基准包括三条基准线，三条所述基准线两两之间的夹角为120°，三条所述基准线相交于所述围井(100)的中心轴线上。
6.如权利要求1所述的固桩架搭建方法，其特征在于，当通过所述三维光靶在所述围井(100)上标记所述搭建基准后，对所述三维光靶的位置进行测量校验，所述三维光靶的位置偏差不大于1mm。
7.如权利要求1所述的固桩架搭建方法，其特征在于，在按照所述修正数据修正搭建好的所述围井(100)和各个分段后，对修正好的所述围井(100)和各个所述分段重新进行扫描和模拟搭建，将重新模拟搭建得到的实际搭建模型与所述预设搭建模型进行比对计算，直至所述修正数据位于所述误差范围以内。
8.如权利要求1所述的固桩架搭建方法，其特征在于，在扫描搭建好的所述围井(100)和各个所述分段前，将各个修割好的所述分段进行初步固定连接。
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- 2022-03-24 CN CN202210303515.3A patent/CN114604391B/zh active Active
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Application publication date: 20220610 Assignee: Zhanjiang Nanhai Shipbuilding High tech Service Co.,Ltd. Assignor: CSSC HUANGPU WENCHONG SHIPBUILDING Co.,Ltd. Contract record no.: X2023980048822 Denomination of invention: A method of constructing a fixed pile frame Granted publication date: 20230505 License type: Common License Record date: 20231130 |
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