CN114875909B - 海上风电导管架定位桩建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于海上风电导管架施工技术领域。一种海上风电导管架定位桩建造方法，用于建造海上风电导管架定位桩，所述海上风电导管架定位桩包括定位架下段、定位架上段、辅助桩下段、辅助桩上段和沉桩定位筒。将定位架分为定位架上段和定位架下段，将辅助桩分为辅助桩上段和辅助桩下段，先进行定位架下段和辅助桩下段的组装、定位架上段和辅助桩上段的组装，再将组装后的定位架上段和辅助桩上段吊装至组装好的定位架下段和辅助桩上段上，最终完成组配。本申请在对起吊设备的吊装总高方面进行了创新性的改变，在建造工艺上进行了有效的优化，使得各对位结构的尺寸和位置的控制，能够得到有效的把控和调整，保障定位桩施工的质量。

Description

海上风电导管架定位桩建造方法

技术领域

本发明属于海上风电导管架施工技术领域，具体涉及一种海上风电导管架定位桩建造方法。

背景技术

海上风电导管架定位桩是海上风电建设中的一个重要工程，其整体体积和重量较大，定位桩建造工艺的合理性决定了定位桩的安装效率、安装质量和安装成本。

对于目前的一种海上风电导管架定位桩，其辅助桩高度81米，定位架高度60米，传统的施工作业方法是定位架现场安装，先吊装定位架，然后依次吊装插入辅助桩，总吊装高度141米，对浮吊的起升高度要求较高，导致施工成本、施工风险均较高。传统的施工方法制约了定位桩的结构和工艺的进一步发展，因此，需要针对目前定位桩的结构和建造方法进行新的改进。

发明内容

本发明目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种海上风电导管架定位桩建造方法，能够有效的降低对现场吊装设备的限制，降低海上施工难度和吊装费用。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种海上风电导管架定位桩建造方法，用于海上风电导管架定位桩的建造，所述海上风电导管架定位桩包括定位架下段、定位架上段、辅助桩下段和辅助桩上段，在所述定位架下段设置有多个上下贯通的第一定位管口；在所述定位架上段设置有多个上下贯通的第二定位管口，所述第一定位管口和第二定位管口一一对位设置；多根所述辅助桩下段匹配插设在所述定位架下段的第一定位管口内；多根所述辅助桩上段匹配插设在所述定位架上段的第二定位管口内，所述辅助桩上段与定位架上段之间设置有对应的辅助桩定位孔；所述定位架下段包括相对设置的两定位架下段片体和连接两定位架下段片体的下段连接撑；所述定位架上段包括相对设置的两定位架上段片体和连接两定位架上段片体的上段连接撑；所述海上风电导管架定位桩建造方法包括以下步骤：

步骤1：按照图纸尺寸放出定位架下段的组对地样线，吊装摆放定位架下段的组对支撑工装；吊装定位架下段片体至对应的组对支撑工装上，吊装下段连接撑，并完成定位架下段片体与下段连接撑的点焊固定，待检测合格后，完成焊接固定；

步骤2：依次吊装多根辅助桩下段，并将各辅助桩下段插入定位架下段的第一定位管口内；

步骤3：在另一场地按照图纸尺寸放出定位架上段的组对地样线，吊装摆放定位架上段的组对支撑工装；吊装定位架上段片体至对应的组对支撑工装上，吊装上段连接撑，并完成定位架上段片体与上段连接撑的点焊固定，待检测合格后，完成焊接固定；

步骤4：依次吊装多根辅助桩上段，并将各辅助桩上段插入定位架上段的第二定位管口内，在定位架上段与辅助桩上段之间设置对应的辅助桩定位孔，并在辅助桩定位孔内插入定位梁；

步骤5：在定位架下段和定位架上段上均焊接多组对应的支撑座，并在定位架下段的各支撑座上布置千斤顶，吊装定位架上段至定位架下段上方，并使得定位架上段与定位架下段贴合，并完成定位架上段和定位架下段的位置找正，抽出定位架上段和辅助桩上段之间的定位梁；

步骤6：吊起定位架上段，各千斤顶顶升至对应的定位架上段的支撑座下方，定位架上段上方的起吊设备落钩至不受力状态，重新检测并调整定位架下段和定位架上段的位置尺寸；再检测并调整辅助桩上段和辅助桩下段的位置尺寸，通过定位板定位；检测辅助桩上段与定位架上段的第二定位管口的尺寸并通过定位板定位；检测各对应的辅助桩上段和辅助桩下段的直线度合格后，完成辅助桩的焊接固定；

步骤7：去除辅助桩与定位架上段之间的定位板，吊起定位架上段至千斤顶不受力后，去除千斤顶，起吊设备落钩至定位架上段与定位架下段贴合接触，调整定位架上段和定位架下段的管口对位尺寸并焊接固定，完成定位架的连接；

步骤8：切割去除支撑座，拆除定位架上方的起吊设备，并在定位架的侧部焊接沉桩定位筒。

根据本发明海上风电导管架定位桩建造方法，优选地，通过履带吊进行定位架上段、定位架下段、辅助桩上段、辅助桩下段的起吊组装；通过汽车吊进行定位梁的拆装；通过全站仪进行对位尺寸的检测。

根据本发明海上风电导管架定位桩建造方法，优选地，定位架上段和定位架下段上均布置有4个支撑座，在定位架上段和定位架下段之间布置有4组千斤顶。

根据本发明海上风电导管架定位桩建造方法，优选地，所述组对支撑工装包括底板、设置在所述底板中部的内凸台和设置在底板的周向的外凸台，所述内凸台与外凸台之间形成定位环槽，所述定位环槽的上端为喇叭口状。

根据本发明海上风电导管架定位桩建造方法，优选地，所述外凸台包括呈圆周均布设置的多个立板，在相邻两立板之间设置有连接板。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本申请能够有效的降低对现场吊装设备的限制，降低海上施工难度和吊装费用。本申请通过对定位架和辅助桩进行分段、分片的结构设计，使得其能够更便于进行吊装和组装，大大降低了运输难度和现场施工的难度，更便于进行海上施工作业，降低了海上施工作业的风险和成本。尤其是在对起吊设备的吊装总高方面进行了创新性的改变，在建造工艺上进行了有效的优化，使得各对位结构的尺寸和位置的控制，能够得到有效的把控和调整，保障定位桩施工的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为本发明实施例的海上风电导管架定位桩的结构示意图。

图2为本发明实施例的定位架下段的结构示意图。

图3为本发明实施例的定位架上段的结构示意图。

图4为本发明实施例的辅助桩的结构示意图。

图5为图1中A-A向的结构示意图。

图6为本发明实施例的定位架下段与辅助桩下段的安装状态示意图。

图7为本发明实施例的定位架上段与辅助桩上段的安装状态示意图。

图8为本发明实施例的定位架上段与辅助桩上段的安装后的示意图。

图9为本发明实施例的定位架上段与定位架下段的安装状态示意图。

图10为本发明实施例的组对支撑工装的结构示意图。

图11为图10的仰视结构示意图。

图中序号：

110为定位架下段、111为圆柱立柱、112为下段连接撑、120为定位架上段、121为上段连接撑、130为辅助桩下段、140为辅助桩上段、150为沉桩定位筒、160为辅助桩定位孔、170为定位梁、181为排水平台、182为上部施工平台；

210为支撑座、220为千斤顶；

300为组对支撑工装、301为底板、302为内凸台、303为外凸台、304为定位环槽。

具体实施方式

下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本发明的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本发明的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本发明，而不是所指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；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1-图5，本申请所采用的海上风电导管架定位桩，包括定位架下段110、定位架上段120、辅助桩下段130、辅助桩上段140和沉桩定位筒150。在定位架下段110设置有多个上下贯通的第一定位管口；在定位架上段120设置有多个上下贯通的第二定位管口，第一定位管口和第二定位管口一一对位设置，所述定位架上段120和定位架下段110上下相对设置，并焊接固定；多根所述辅助桩下段130匹配插设在所述定位架下段110的第一定位管口内；多根所述辅助桩上段140匹配插设在所述定位架上段120的第二定位管口内，所述辅助桩上段140与定位架上段120之间设置有对应的辅助桩定位孔160，所述辅助桩下段130和辅助桩上段140焊接固定；多组所述沉桩定位筒150固定设置在所述定位架下段110上。

所述定位架下段110包括相对设置的两定位架下段片体和连接两定位架下段片体的下段连接撑112，方便进行运输和吊装拼装，在拼装时，通过吊装梁定位架下段片体，将下段连接撑112与定位架下段片体对位焊接固定，形成定位架下段110；所述定位架上段120包括相对设置的两定位架上段片体和连接两定位架上段片体的上段连接撑121，定位架上段120的制作方式与定位架下段110的制作方式相同，采用分体组装、再进行整体对位焊接。本申请的沉桩定位筒150通过连接板和连接杆进行与定位架连接，在定位架下段110的底部设置有排水平台181，定位架上段120的顶部设置有上部施工平台182。

如图中所示，定位架下段110和定位架上段120均包括四个呈矩形布置的中空的圆柱立柱111，在相邻两圆柱立柱通过上段连接撑121或下段连接撑112连接，上段连接撑121和下段连接撑112均包括横撑和斜撑。定位架上段120和定位架下段110的圆柱立柱为上下对应设置，辅助桩即插设在圆柱立柱中。定位架上段片体和定位架下段片体均采用的是两个圆柱立柱111和设置在两个圆柱立柱111之间的横撑和斜撑连接而成，当进行组装时，两个定位架上段片体之间、两个定位架下段片体之间采用横撑和斜撑连接。

本实施例中的定位架下段110的高度约为37m，定位架上段120的高度约为23m，辅助桩下段130的长度约为37m，辅助桩上段140的长度约为44m。

本申请公开的一种海上风电导管架定位桩建造方法，用于上述的海上风电导管架定位桩的建造，具体包括以下步骤：

步骤1：按照图纸尺寸放出定位架下段110的组对地样线，吊装摆放定位架下段110的组对支撑工装300；通过履带吊吊装定位架下段片体至对应的组对支撑工装300上，为了保障定位架下段片体的稳定，在两侧系缆风绳，吊装下段连接撑112，并完成定位架下段片体与下段连接撑112的点焊固定，待检测合格后，完成焊接固定；

步骤2：为了实现辅助桩下段130与定位架下段110的组配，将履带吊的主杆接长至98米，依次吊装多根辅助桩下段130，并将各辅助桩下段130插入定位架下段110的第一定位管口内，四周通过加强支撑进行固定；

步骤3：在另一场地按照图纸尺寸放出定位架上段120的组对地样线，吊装摆放定位架上段120的组对支撑工装300；吊装定位架上段片体至对应的组对支撑工装300上，为了保障定位架上段片体的稳定，在两侧系缆风绳，吊装上段连接撑121，并完成定位架上段片体与上段连接撑121的点焊固定，待检测合格后，完成焊接固定；

步骤4：为了实现辅助桩上段140与定位架上段120的组配，将履带吊的主杆接长至98米，依次吊装多根辅助桩上段140，并将各辅助桩上段140插入定位架上段120的第二定位管口内，四周通过加强支撑进行固定，在定位架上段120与辅助桩上段140之间设置对应的辅助桩定位孔160，并在辅助桩定位孔160内插入定位梁170；

步骤5：在定位架下段110和定位架上段120上均焊接多组对应的支撑座210，并在定位架下段110的各支撑座210上布置千斤顶220，本申请布置4台400吨的千斤顶220，吊装定位架上段120至定位架下段110上方，并使得定位架上段120与定位架下段110贴合，并完成定位架上段120和定位架下段110的位置找正，抽出定位架上段120和辅助桩上段140之间的定位梁170；

步骤6：吊起定位架上段120，此时定位架上段120和定位架下段110距离600mm左右，各千斤顶220顶升至对应的定位架上段120的支撑座210下方，定位架上段120上方的起吊设备落钩至不受力状态，重新检测并调整定位架下段110和定位架上段120的位置尺寸；再检测并调整辅助桩上段140和辅助桩下段130的位置尺寸，通过定位板定位；检测辅助桩上段与定位架上段120的第二定位管口的尺寸并通过定位板定位；检测各对应的辅助桩上段140和辅助桩下段130的直线度合格后，完成辅助桩的焊接固定；

步骤7：去除辅助桩与定位架上段120之间的定位板，吊起定位架上段120至千斤顶220不受力后，去除千斤顶220，起吊设备落钩至定位架上段120与定位架下段110贴合接触，调整定位架上段120和定位架下段110的管口对位尺寸并焊接固定，完成定位架的连接；

步骤8：切割去除支撑座210，拆除定位架上方的起吊设备，并在定位架的侧部焊接沉桩定位筒150。

进一步地，本申请中通过履带吊进行定位架上段120、定位架下段110、辅助桩上段140、辅助桩下段130的起吊组装；通过汽车吊进行定位梁170的拆装；通过全站仪进行对位尺寸的检测。

进一步地，定位架上段120和定位架下段110上均布置有4个支撑座210，在定位架上段120和定位架下段110之间布置有4组千斤顶220。

本实施例中的组对支撑工装300包括底板301、设置在所述底板301中部的内凸台302和设置在底板301的周向的外凸台303，所述内凸台302与外凸台303之间形成定位环槽304，所述定位环槽304的上端为喇叭口状，可以方面对定位架下段或定位架上段进行定位，方便二者的对位放置，所述外凸台303包括呈圆周均布设置的多个立板，在相邻两立板之间设置有连接板。

本申请采用2000吨浮吊即可完成吊装及安装。此种制作法可降低现场吊装使用大型浮吊吊装的限制，降低海上施工难度，同时减少吊装费用。普通建造法：定位架现场安装顺序，先吊装定位架，然后依次吊装插入辅助桩，由于辅助桩高度81米，定位架高度60米，总吊装高度141米，对浮吊的起升高度要求较高，施工成本高等缺陷。

上文已详细描述了用于实现本发明的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本发明的范围、适用或构造。本发明的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本发明的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种海上风电导管架定位桩建造方法，用于海上风电导管架定位桩的建造，其特征在于，所述海上风电导管架定位桩包括定位架下段、定位架上段、辅助桩下段和辅助桩上段，在所述定位架下段设置有多个上下贯通的第一定位管口；在所述定位架上段设置有多个上下贯通的第二定位管口，所述第一定位管口和第二定位管口一一对位设置；多根所述辅助桩下段匹配插设在所述定位架下段的第一定位管口内；多根所述辅助桩上段匹配插设在所述定位架上段的第二定位管口内，所述辅助桩上段与定位架上段之间设置有对应的辅助桩定位孔；所述定位架下段包括相对设置的两定位架下段片体和连接两定位架下段片体的下段连接撑；所述定位架上段包括相对设置的两定位架上段片体和连接两定位架上段片体的上段连接撑；

所述海上风电导管架定位桩建造方法包括以下步骤：

步骤1：按照图纸尺寸放出定位架下段的组对地样线，吊装摆放定位架下段的组对支撑工装；吊装定位架下段片体至对应的组对支撑工装上，吊装下段连接撑，并完成定位架下段片体与下段连接撑的点焊固定，待检测合格后，完成焊接固定；

步骤2：依次吊装多根辅助桩下段，并将各辅助桩下段插入定位架下段的第一定位管口内；

步骤3：在另一场地按照图纸尺寸放出定位架上段的组对地样线，吊装摆放定位架上段的组对支撑工装；吊装定位架上段片体至对应的组对支撑工装上，吊装上段连接撑，并完成定位架上段片体与上段连接撑的点焊固定，待检测合格后，完成焊接固定；

步骤4：依次吊装多根辅助桩上段，并将各辅助桩上段插入定位架上段的第二定位管口内，在定位架上段与辅助桩上段之间设置对应的辅助桩定位孔，并在辅助桩定位孔内插入定位梁；

步骤5：在定位架下段和定位架上段上均焊接多组对应的支撑座，并在定位架下段的各支撑座上布置千斤顶，吊装定位架上段至定位架下段上方，并使得定位架上段与定位架下段贴合，完成定位架上段和定位架下段的位置找正，抽出定位架上段和辅助桩上段之间的定位梁；

步骤6：吊起定位架上段，各千斤顶顶升至对应的定位架上段的支撑座下方，定位架上段上方的起吊设备落钩至不受力状态，重新检测并调整定位架下段和定位架上段的位置尺寸；再检测并调整辅助桩上段和辅助桩下段的位置尺寸，通过定位板定位；检测辅助桩上段与定位架上段的第二定位管口的尺寸并通过定位板定位；检测各对应的辅助桩上段和辅助桩下段的直线度合格后，完成辅助桩的焊接固定；

步骤7：去除辅助桩上段与定位架上段之间的定位板，吊起定位架上段至千斤顶不受力后，去除千斤顶，起吊设备落钩至定位架上段与定位架下段贴合接触，调整定位架上段和定位架下段的管口对位尺寸并焊接固定，完成定位架的连接；

步骤8：切割去除支撑座，拆除定位架上方的起吊设备，并在定位架的侧部焊接沉桩定位筒。

2.根据权利要求1所述的海上风电导管架定位桩建造方法，其特征在于，通过履带吊进行定位架上段、定位架下段、辅助桩上段、辅助桩下段的起吊组装；通过汽车吊进行定位梁的拆装；通过全站仪进行对位尺寸的检测。

3.根据权利要求1所述的海上风电导管架定位桩建造方法，其特征在于，定位架上段和定位架下段上均布置有4个支撑座，在定位架上段和定位架下段之间布置有4组千斤顶。

4.根据权利要求1所述的海上风电导管架定位桩建造方法，其特征在于，所述组对支撑工装包括底板、设置在所述底板中部的内凸台和设置在底板的周向的外凸台，所述内凸台与外凸台之间形成定位环槽，所述定位环槽的上端为喇叭口状。

5.根据权利要求4所述的海上风电导管架定位桩建造方法，其特征在于，所述外凸台包括呈圆周均布设置的多个立板，在相邻两立板之间设置有连接板。

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