CN115258056B - 一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，具体步骤包括：S1、定位钢管桩运输翻转设备；S2、将多个钢管桩通过吊装限位在多个打桩船的甲板的旋转式承托结构上；S3、将多个钢管桩运输至海上预定打桩位置，自转式圆盘结构与公转式圆盘结构转动将钢管桩旋转90°；S4、升降顶推组将钢管桩水平顶推，使钢管桩的一端贯穿辅助翻转结构80cm‑100cm，升降顶推组收缩，钢管桩定位在钢管桩支撑组以及辅助翻转结构上，辅助翻转结构将钢管桩的一端夹紧固定；S5、钢管桩由水平翻转至竖直状态，完成钢管桩打桩前的定位准备。本发明具有如下优点：无需人为监控并调整钢管桩运输及翻转作业过程中的水平度及垂直度状态，提高建造效率以及建造精度。

Description

一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺

技术领域：

本发明涉及海上钢管桩领域，具体地说是一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺。

背景技术：

风能是一种清洁的可再生能源，没有燃料风险，发电成本相对稳定，也没有碳排放等环境成本，对改善能源结构和环境具有重要的意义，风电已成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分，发展迅速。

现有的钢管桩在海上沉桩时，通常先将多个钢管桩固定绑扎在运输船上，运输至预定安装位置，然后通过起重船吊装钢管桩来实现对钢管桩的沉桩，而且钢管桩在运输时，为保证运输平稳性，钢管桩放置方向一般性地与船体行驶方向一致，因此，钢管桩在预定位置沉桩时，需要通过两台吊车配合完成，一台吊车与钢管桩的一端连接，另一台吊车与钢管桩的另一端连接，两台吊车配合先转动90°方位使钢管桩的延伸方向与船体的行驶方向垂直，再吊装呈竖直状态，两台吊车需要配合完成水平方向90°角度转动以及竖直方向90°的起吊，对两台吊车的配合度要求极高，需要实时测量并调整钢管桩的水平度以及垂直度状态，海上建造效率低下，建造精度低，其次钢管桩的运输翻转工作需要配备两个船体进行作业，成本消耗及资源消耗大。因此，需要提出一种能够提高建造效率以及建造精度的海上钢管桩的一体式运输翻转工艺。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，通过单个打桩船一体式实现运输以及海上翻转作业，无需人为监控并调整钢管桩运输及翻转作业过程中的水平度及垂直度状态，提高建造效率以及建造精度。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，具体步骤包括：

S1、定位钢管桩运输翻转设备，钢管桩运输翻转设备包括设置在打桩船的甲板上的旋转式承托结构以及置于打桩船侧端边缘的辅助翻转结构，旋转式承托结构包括设置在打桩船的甲板上的自转式圆盘结构以及公转式圆盘结构，自转式圆盘结构与公转式圆盘结构上均具有多个沿着钢管桩径向方向移动的钢管桩支撑组，自转式圆盘结构上的多个钢管桩支撑组与公转式圆盘结构上的多个钢管桩支撑组依次对应设置，钢管桩限位在两个对应的钢管桩支撑组上，并随着自转式圆盘结构与公转式圆盘结构的转动而实现水平方向的90°旋转，自转式圆盘结构与公转式圆盘结构上均具有将钢管桩向前顶推的升降顶推组，两个升降顶推组相向设置；

S2、多个钢管桩海上运输前，将多个钢管桩通过吊装限位在多个打桩船的甲板的旋转式承托结构上，每个钢管桩的两端依次限位在对应的自转式圆盘结构与公转式圆盘结构上，通过钢丝绳绑扎将钢管桩与打桩船的甲板固定，此时钢管桩的延伸方向与打桩船的船体方向一致；

S3、将多个钢管桩运输至海上预定打桩位置，自转式圆盘结构与公转式圆盘结构转动将钢管桩旋转90°，此时钢管桩的延伸方向与打桩船的船体方向垂直，钢管桩支撑组驱动钢管桩沿着打桩船的船体方向移动，直至侧端钢管桩的延伸方向与预定打桩位置齐平；

S4、置于侧端钢管桩下端的两个升降顶推组顶升并与该钢管桩接触，使钢管桩与钢管桩支撑组脱离，升降顶推组将钢管桩水平顶推，使钢管桩的一端贯穿辅助翻转结构80cm-100cm，升降顶推组收缩，钢管桩定位在钢管桩支撑组以及辅助翻转结构上，辅助翻转结构将钢管桩的一端夹紧固定；

S5、将打桩船上的起吊设备与预打桩的钢管桩远离辅助翻转结构的一端固定，并向上提升钢管桩的该端，使钢管桩由水平翻转至竖直状态，完成钢管桩打桩前的定位准备。

本发明的进一步改进在于：自转式圆盘结构包括第一上圆盘体以及第一下圆盘体，第一下圆盘体固定在打桩船的甲板上，第一上圆盘体可转动地设置在第一下圆盘体上，第一上圆盘体上具有多个钢管桩支撑组；

公转式圆盘结构包括第二上圆盘体以及第二下圆盘体，第二上圆盘体可转动地设置在第二下圆盘体上，第二上圆盘体上具有多个钢管桩支撑组，第二下圆盘体通过转动驱动件可转动地设置在打桩船的甲板上，打桩船的甲板上具有容第二下圆盘体嵌设的槽体，槽体底部具有弧形轨道，弧形轨道所在圆的圆心与第一下圆盘体的圆心同心设置，第二下圆盘体通过转动驱动件在弧形轨道上以第一下圆盘体的圆心为中心作圆周运动。

本发明的进一步改进在于：转动驱动件包括设置在弧形轨道内壁的齿圈体以及设置在第二下圆盘体下侧端的啮合齿轮，啮合齿轮与齿圈体相互啮合传动，第二下圆盘体上具有驱动啮合齿轮转动的第一驱动电机，弧形轨道的上侧两端具有凸条，凸条的延伸方向与弧形轨道的延伸方向一致，第二下圆盘体的下端位于弧形轨道两侧的位置均具有多个限位轮，限位轮上具有容凸条嵌设的限位槽，第一驱动电机启动，带动啮合齿轮与弧形轨道内壁的齿圈体相互啮合，从而驱动第二下圆盘体沿着弧形轨道的方向作转动。

本发明的进一步改进在于：第一上圆盘体与第一下圆盘体之间、第二上圆盘体与第二下圆盘体之间均具有转动缓冲件。

本发明的进一步改进在于：转动缓冲件包括设置在第一下圆盘体上端中心或第二下圆盘体上端中心的凸环，以及设置在第一上圆盘体下端中心或第二上圆盘体下端中心的支撑柱，凸环上具有容支撑柱竖向嵌设的凹槽，凹槽的底部具有聚氨酯缓冲块，支撑柱上套设有多个纵向分布的多个轴承，支撑柱与凸环可转动设置；

转动缓冲件还包括设置在第一下圆盘体上端面或第二下圆盘体上端面的凹陷轨道，凹陷轨道的圆心与对应的第一下圆盘体、第二下圆盘体的圆心同轴设置，凹陷轨道内嵌设有多个下导向柱且下导向柱可沿着凹陷轨道的方向滑动，第一上圆盘体下端面或第二上圆盘体下端面朝着对应下导向柱的方向延伸有上导向柱，上导向柱嵌设在对应的下导向柱内，下导向柱的上端具有上凸环，上导向柱的下端具有下凸环，上导向柱伸入下导向柱内的外圆周上套设有第一弹簧以及第二弹簧，第一弹簧与第二弹簧置于上凸环与对应的下凸环之间。

本发明的进一步改进在于：第一弹簧的旋向与第二弹簧的旋向相反设置。

本发明的进一步改进在于：钢管桩支撑组包括设置在第一上圆盘体或第二上圆盘体上的支撑柱以及置于支撑柱上端的弧形状承托架，每个钢管桩限位在对应的第一上圆盘体、第二上圆盘体上的弧形状承托架内，弧形状承托架内壁两侧均具有将钢管桩夹紧的第一液压缸；

自转式圆盘结构上的多个钢管桩支撑组的下端、公转式圆盘结构上的多个钢管桩支撑组的下端均共同连接有滑动座，第一上圆盘体、第二上圆盘体上均具有与滑动座相嵌合的两个滑动导轨，滑动座的下端具有连接体，贯穿连接体具有重载滚珠丝杠，重载滚珠丝杠与连接体螺纹连接，重载滚珠丝杠通过第二驱动电机实现与连接体的螺纹传动，滑动导轨的延伸方向与钢管桩的延伸方向垂直。

本发明的进一步改进在于：升降顶推组包括设置在滑动座上的滑移座体以及置于滑移座体上的滑移块，滑移座体内具有推动滑移块在滑移座体上滑动的第二液压缸，第二液压缸的顶升方向与钢管桩的延伸方向一致，滑移块上具有多个纵向设置的第三液压缸，多个第三液压缸的上端共同连接有弧形支撑架，钢管桩限位在弧形支撑架内。

本发明的进一步改进在于：多个第三液压缸的分布方向与钢管桩的延伸方向一致。

本发明的进一步改进在于：辅助翻转结构包括设置的打桩船侧端边缘的固定块以及与固定块活动铰接的活动块，活动块的两侧分别具有抓手，活动块的侧端与抓手之间具有第四液压缸，第四液压缸的一端与活动块活动连接，第四液压缸的另一端与抓手活动连接，两个抓手之间形成容钢管桩水平伸入的空腔。

本发明的进一步改进在于：活动块的上端具有激光测距仪，激光测距仪与钢管桩至下端齐平设置，钢管桩支撑组带动钢管桩沿着打桩船的船体方向移动，当激光测距仪检测到钢管桩的至下端时，则表示预打桩的钢管桩与辅助翻转结构齐平，钢管桩支撑组停止移动，此时可通过升降顶推组将钢管桩的一端顶推至辅助翻转结构内。

本发明的进一步改进在于：打桩船侧端边缘上具有与抓手固定的多个垂直柱以及置于垂直柱上的电磁铁，电磁铁与钢管桩的侧壁相吸合固定。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明在打桩船上设置旋转式承托结构、辅助翻转结构，取消传统运输船以及起重船的配备形式，通过单个打桩船一体式实现运输以及海上翻转作业，大大降低成本消耗及资源消耗；其次，多个钢管桩固定在旋转式承托结构上，运输时钢管桩的延伸方向与打桩船的行驶方向一致，当钢管桩运输至海上预定安装位置时，旋转式承托结构带动钢管桩水平转动90°，使钢管桩的延伸方向与船体的延伸方向垂直，整个转动过程中始终保证钢管桩的水平度，转动结束后，升降顶推组将钢管桩向着辅助翻转结构的方向顶推，使钢管桩的一端与辅助翻转结构固定，而钢管桩的另一端通过打桩船上的起吊设备固定，此时只需要起吊钢管桩的一端，即可实现钢管桩的竖直翻转，整个竖直翻转过程中，钢管桩运行平稳，避免发生浮动以及偏位，无需人为监控并调整钢管桩运输及翻转作业过程中的水平度及垂直度状态，提高建造效率以及建造精度。

2、旋转式承托结构包括自转式圆盘结构以及公转式圆盘结构，自转式圆盘结构包括上下活动连接的第一上圆盘体与第一下圆盘体，而公转式圆盘结构包括上下活动连接的第二上圆盘体与第二下圆盘体，当公转式圆盘结构在槽体内转动时，置于第一上圆盘体与第二上圆盘体上的钢管桩随着角度变化而与第一下圆盘体、第二下圆盘体自动转动调节，其中转动缓冲件对第一上圆盘体与第一下圆盘体之间、第二上圆盘体与第二下圆盘体之间，对两者相对转动过程起到支撑的作用，同时通过聚氨酯缓冲块、第一弹簧以及第二弹簧的设置，对钢管桩转动时进行有效缓冲保护。

附图说明：

图1为本发明中钢管桩运输翻转设备在打桩船上的位置示意图。

图2为图1中旋转式承托结构的结构示意图。

图3为图2中A-A向结构剖视图。

图4为图3中公转式圆盘结构的结构示意图。

图5为图4中结构B的放大示意图。

图6为本发明中旋转式承托结构旋转90°后的位置示意图。

图7为本发明中升降顶推组将钢管桩顶推至辅助翻转结构内的结构示意图。

图8为本发明中钢管桩起吊翻转过程中的结构示意图。

图中标号：

1-打桩船、2-甲板、3-旋转式承托结构、4-辅助翻转结构、5-钢管桩；

31-自转式圆盘结构、32-公转式圆盘结构、33-钢管桩支撑组、34-升降顶推组；

311-第一上圆盘体、312-第一下圆盘体、313-转动缓冲件；

321-第二上圆盘体、322-第二下圆盘体、323-转动驱动件、324-槽体、325-弧形轨道；3231-齿圈体、3232-啮合齿轮、3233-第一驱动电机、3234-凸条、3235-限位轮、3236-限位槽；3131-凸环、3132-支撑柱、3133-凹槽、3134-聚氨酯缓冲块、3135-轴承、3136-凹陷轨道、3137-下导向柱、3138-上导向柱、3139-上凸环、31310-下凸环、31311-第一弹簧、31312-第二弹簧；

331-支撑柱、332-弧形状承托架、333-第一液压缸、334-滑动座、335-滑动导轨、336-连接体、337-重载滚珠丝杠、338-第二驱动电机；

341-滑移座体、342-滑移块、343-第二液压缸、344-第三液压缸、345-弧形支撑架；

41-固定块、42-活动块、43-抓手、44-第四液压缸、46-激光测距仪、47-垂直柱、48-电磁铁。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本实施例一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，钢管桩5的运输个数为4个，钢管桩5的长度为30米，直径为2米，相邻两钢管桩5之间的间距为1米，打桩船1的长度为124米，宽度为39米，具体步骤包括：

S1、定位钢管桩运输翻转设备，如图1、图2所示，钢管桩运输翻转设备包括设置在打桩船1的甲板2上的旋转式承托结构3以及置于打桩船1侧端边缘的辅助翻转结构4，旋转式承托结构3包括设置在打桩船1的甲板2上的自转式圆盘结构31以及公转式圆盘结构32，自转式圆盘结构31与公转式圆盘结构32上均具有多个沿着钢管桩5径向方向移动的钢管桩支撑组33，自转式圆盘结构31上的多个钢管桩支撑组33与公转式圆盘结构32上的多个钢管桩支撑组33依次对应设置，钢管桩5限位在两个对应的钢管桩支撑组33上，并随着自转式圆盘结构31与公转式圆盘结构32的转动而实现水平方向的90°旋转，自转式圆盘结构31与公转式圆盘结构32上均具有将钢管桩5向前顶推的升降顶推组34，两个升降顶推组34相向设置；

S2、多个钢管桩5海上运输前，将多个钢管桩5通过吊装限位在多个打桩船1的甲板2的旋转式承托结构3上，每个钢管桩5的两端依次限位在对应的自转式圆盘结构31与公转式圆盘结构32上，通过钢丝绳绑扎将钢管桩5与打桩船1的甲板2固定，此时钢管桩5的延伸方向与打桩船1的船体方向一致；

S3、如图6所示，将多个钢管桩5运输至海上预定打桩位置，自转式圆盘结构31与公转式圆盘结构32转动将钢管桩5旋转90°，此时钢管桩5的延伸方向与打桩船1的船体方向垂直，钢管桩支撑组33驱动钢管桩5沿着打桩船1的船体方向移动，直至侧端钢管桩5的延伸方向与预定打桩位置齐平；

S4、如图7、图8所示，置于侧端钢管桩5下端的两个升降顶推组34顶升并与该钢管桩5接触，使钢管桩5与钢管桩支撑组33脱离，升降顶推组34将钢管桩5水平顶推，使钢管桩5的一端贯穿辅助翻转结构80cm-100cm，升降顶推组34收缩，钢管桩5定位在钢管桩支撑组33以及辅助翻转结构4上，辅助翻转结构4将钢管桩5的一端夹紧固定；

S5、将打桩船1上的起吊设备与预打桩的钢管桩5远离辅助翻转结构4的一端固定，并向上提升钢管桩5的该端，使钢管桩5由水平翻转至竖直状态，完成钢管桩5打桩前的定位准备。

本发明在打桩船上设置旋转式承托结构3、辅助翻转结构4，取消传统运输船以及起重船的配备形式，通过单个打桩船1一体式实现运输以及海上翻转作业，大大降低成本消耗及资源消耗；其次，多个钢管桩5固定在旋转式承托结构3上，运输时钢管桩5的延伸方向与打桩船1的行驶方向一致，当钢管桩5运输至海上预定安装位置时，旋转式承托结构3带动钢管桩5水平转动90°，使钢管桩5的延伸方向与船体的延伸方向垂直，整个转动过程中始终保证钢管桩5的水平度，转动结束后，升降顶推组34将钢管桩5向着辅助翻转结构4的方向顶推，使钢管桩5的一端与辅助翻转结构4固定，而钢管桩5的另一端通过打桩船1上的起吊设备固定，此时只需要起吊钢管桩5的一端，即可实现钢管桩5的竖直翻转，整个竖直翻转过程中，钢管桩5运行平稳，避免发生浮动以及偏位，无需人为监控并调整钢管桩5运输及翻转作业过程中的水平度及垂直度状态，提高建造效率以及建造精度。

进一步的，自转式圆盘结构31包括第一上圆盘体311以及第一下圆盘体312，第一下圆盘体312固定在打桩船1的甲板上，第一上圆盘体311可转动地设置在第一下圆盘体312上，第一上圆盘体311上具有多个钢管桩支撑组33；

如图3、图4所示，公转式圆盘结构32包括第二上圆盘体321以及第二下圆盘体322，第二上圆盘体321可转动地设置在第二下圆盘体322上，第二上圆盘体321上具有多个钢管桩支撑组33，第二下圆盘体322通过转动驱动件323可转动地设置在打桩船1的甲板2上，打桩船1的甲板2上具有容第二下圆盘体322嵌设的槽体324，槽体324底部具有弧形轨道325，弧形轨道325所在圆的圆心与第一下圆盘体312的圆心同心设置，第二下圆盘体322通过转动驱动件323在弧形轨道325上以第一下圆盘体312的圆心为中心作圆周运动。

进一步的，转动驱动件323包括设置在弧形轨道325内壁的齿圈体3231以及设置在第二下圆盘体322下侧端的啮合齿轮3232，啮合齿轮3232与齿圈体3231相互啮合传动，第二下圆盘体322上具有驱动啮合齿轮3232转动的第一驱动电机3233，弧形轨道325的上侧两端具有凸条3234，凸条3234的延伸方向与弧形轨道325的延伸方向一致，第二下圆盘体322的下端位于弧形轨道325两侧的位置均具有多个限位轮3235，限位轮3235上具有容凸条3234嵌设的限位槽3236，第一驱动电机3233启动，带动啮合齿轮3232与弧形轨道325内壁的齿圈体3231相互啮合，从而驱动第二下圆盘体322沿着弧形轨道325的方向作转动。

钢管桩90°转动的工作原理：公转式圆盘结构32的第一驱动电机3233驱动，带动啮合齿轮3232与齿圈体3231进行啮合传动，从而带动下圆盘体313在槽体324内转动，转动过程中，由于钢管桩5的两端固定在自转式圆盘结构31的第一上圆盘体311以及公转式圆盘结构32的第二上圆盘体321上，因此第一上圆盘体311与第一下圆盘体312之间发生相对转动、第二上圆盘体321与第二下圆盘体322之间发生相对转动，来对钢管桩5的转动起到一定的角度调节，保证钢管桩转动的平稳性以及灵活性，避免转动过程中发生卡滞现象。

进一步的，第一上圆盘体311与第一下圆盘体312之间、第二上圆盘体321与第二下圆盘体322之间均具有转动缓冲件313。

进一步的，如图5所示，转动缓冲件313包括设置在第一下圆盘体312上端中心或第二下圆盘体322上端中心的凸环3131，以及设置在第一上圆盘体311下端中心或第二上圆盘体321下端中心的支撑柱3132，凸环3131上具有容支撑柱3132竖向嵌设的凹槽3133，凹槽3133的底部具有聚氨酯缓冲块3134，支撑柱3132上套设有多个纵向分布的多个轴承3135，支撑柱3132与凸环3131可转动设置；

转动缓冲件313还包括设置在第一下圆盘体312上端面或第二下圆盘体322上端面的凹陷轨道3136，凹陷轨道3136的圆心与对应的第一下圆盘体312、第二下圆盘体322的圆心同轴设置，凹陷轨道3136内嵌设有多个下导向柱3137且下导向柱3137可沿着凹陷轨道3136的方向滑动，第一上圆盘体311下端面或第二上圆盘体321下端面朝着对应下导向柱3137的方向延伸有上导向柱3138，上导向柱3138嵌设在对应的下导向柱3137内，下导向柱3137的上端具有上凸环3139，上导向柱3138的下端具有下凸环31310，上导向柱3138伸入下导向柱3137内的外圆周上套设有第一弹簧31311以及第二弹簧31312，第一弹簧31311与第二弹簧31312置于上凸环3139与对应的下凸环31310之间。

旋转式承托结构3包括自转式圆盘结构31以及公转式圆盘结构32，自转式圆盘结构31包括上下活动连接的第一上圆盘体311与第一下圆盘体312，而公转式圆盘结构32包括上下活动连接的第二上圆盘体321与第二下圆盘体322，当公转式圆盘结构32在槽体324内转动时，置于第一上圆盘体311与第二上圆盘体321上的钢管桩5随着角度变化而与第一下圆盘体312、第二下圆盘体322自动转动调节，其中转动缓冲件313对第一上圆盘体311与第一下圆盘体312之间、第二上圆盘体321与第二下圆盘体322之间，对两者相对转动过程起到支撑的作用，同时通过聚氨酯缓冲块3134、第一弹簧31311以及第二弹簧31312的设置，对钢管桩5转动时进行有效缓冲保护。

进一步的，第一弹簧31311的旋向与第二弹簧31312的旋向相反设置，由于旋转式承托结构的承载力较大，因此设置组合式的第一弹簧31311以及第二弹簧31312，能够提高整个弹簧的刚度，增加钢管桩运输翻转设备的工作稳定性。

进一步的，钢管桩支撑组33包括设置在第一上圆盘体311或第二上圆盘体321上的支撑柱3132以及置于支撑柱3132上端的弧形状承托架332，每个钢管桩5限位在对应的第一上圆盘体311、第二上圆盘体321上的弧形状承托架332内，弧形状承托架332内壁两侧均具有将钢管桩5夹紧的第一液压缸333；

自转式圆盘结构31上的多个钢管桩支撑组33的下端、公转式圆盘结构32上的多个钢管桩支撑组33的下端均共同连接有滑动座334，第一上圆盘体311、第二上圆盘体321上均具有与滑动座334相嵌合的两个滑动导轨335，滑动座334的下端具有连接体336，贯穿连接体336具有重载滚珠丝杠337，重载滚珠丝杠337与连接体336螺纹连接，重载滚珠丝杠337通过第二驱动电机338实现与连接体336的螺纹传动，滑动导轨335的延伸方向与钢管桩5的延伸方向垂直。

在本申请中，钢管桩支撑组33的第一液压缸333顶推将钢管桩5的外壁夹紧在弧形状承托架332内，防止海上运输时钢管桩在海风或海浪作用下发生浮动、偏位等现象，保证钢管桩5运输时的平稳性，同时钢管桩5在甲板2上转动90°时，第一液压缸333对钢管桩5仍然夹紧固定，保证转动过程中的平稳度，当钢管桩5转动90°后，第一液压缸333收缩取消对钢管桩5的夹紧，此时通过升降顶推组34对钢管桩5向辅助翻转结构4内进行顶推。

进一步的，升降顶推组34包括设置在滑动座334上的滑移座体341以及置于滑移座体341上的滑移块342，滑移座体341内具有推动滑移块342在滑移座体341上滑动的第二液压缸343，第二液压缸343的顶升方向与钢管桩5的延伸方向一致，滑移块342上具有多个纵向设置的第三液压缸344，多个第三液压缸344的上端共同连接有弧形支撑架345，钢管桩5限位在弧形支撑架345内。

顶推时，钢管桩5支撑在弧形状承托架332内，两个升降顶推组34的第三液压缸344将钢管桩顶起并脱离弧形状承托架332，第二液压缸343推动滑移块342在滑移座体321内移动，从而带动钢管桩5向着辅助翻转结构4的方向水平位移，反复循环，从而实现钢管桩5的顶推。

进一步的，多个第三液压缸344的分布方向与钢管桩5的延伸方向一致。

进一步的，辅助翻转结构4包括设置的打桩船1侧端边缘的固定块41以及与固定块41活动铰接的活动块42，活动块42的两侧分别具有抓手43，活动块42的侧端与抓手43之间具有第四液压缸44，第四液压缸44的一端与活动块42活动连接，第四液压缸44的另一端与抓手43活动连接，两个抓手43之间形成容钢管桩5水平伸入的空腔。

进一步的，活动块42的上端具有激光测距仪46，激光测距仪46与钢管桩5至下端齐平设置，钢管桩支撑组33带动钢管桩5沿着打桩船1的船体方向移动，当激光测距仪46检测到钢管桩5的至下端时，则表示预打桩的钢管桩5与辅助翻转结构4齐平，钢管桩支撑组33停止移动，此时可通过升降顶推组34将钢管桩5的一端顶推至辅助翻转结构4内。

进一步的，打桩船1侧端边缘上具有与抓手43固定的多个垂直柱47以及置于垂直柱47上的电磁铁48，电磁铁48与钢管桩5的侧壁相吸合固定。

当钢管桩5的一端顶推至辅助翻转结构4内前，垂直柱47上的电磁铁48通电并与抓手43吸合，由于钢管桩5的一端顶推至辅助翻转结构4内时，钢管桩5在两个钢管桩支撑组33不处于平衡状态，此时辅助翻转结构4的电磁铁48与抓手43吸合，对钢管桩5的一端起到一定的支撑作用，当钢管桩5的另一端起吊时，电磁铁48断电，辅助翻转结构4的抓手43与固定块41活动铰接，从而实现钢管桩5的垂直翻转。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (12)

1.一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，具体步骤包括：

S1、定位钢管桩运输翻转设备，所述钢管桩运输翻转设备包括设置在打桩船（1）的甲板（2）上的旋转式承托结构（3）以及置于打桩船（1）侧端边缘的辅助翻转结构（4），所述旋转式承托结构（3）包括设置在打桩船（1）的甲板（2）上的自转式圆盘结构（31）以及公转式圆盘结构（32），所述自转式圆盘结构（31）与公转式圆盘结构（32）上均具有多个沿着钢管桩（5）径向方向移动的钢管桩支撑组（33），所述自转式圆盘结构（31）上的多个钢管桩支撑组（33）与公转式圆盘结构（32）上的多个钢管桩支撑组（33）依次对应设置，钢管桩（5）限位在两个对应的钢管桩支撑组（33）上，并随着自转式圆盘结构（31）与公转式圆盘结构（32）的转动而实现水平方向的90°旋转，所述自转式圆盘结构（31）与公转式圆盘结构（32）上均具有将钢管桩（5）向前顶推的升降顶推组（34），两个升降顶推组（34）相向设置；

S2、多个钢管桩（5）海上运输前，将多个钢管桩（5）通过吊装限位在多个打桩船（1）的甲板（2）的旋转式承托结构（3）上，每个钢管桩（5）的两端依次限位在对应的自转式圆盘结构（31）与公转式圆盘结构（32）上，通过钢丝绳绑扎将钢管桩（5）与打桩船（1）的甲板（2）固定，此时钢管桩（5）的延伸方向与打桩船（1）的船体方向一致；

S3、将多个钢管桩（5）运输至海上预定打桩位置，自转式圆盘结构（31）与公转式圆盘结构（32）转动将钢管桩（5）旋转90°，此时钢管桩（5）的延伸方向与打桩船（1）的船体方向垂直，钢管桩支撑组（33）驱动钢管桩（5）沿着打桩船（1）的船体方向移动，直至侧端钢管桩（5）的延伸方向与预定打桩位置齐平；

S4、置于侧端钢管桩（5）下端的两个升降顶推组（34）顶升并与该钢管桩（5）接触，使钢管桩（5）与钢管桩支撑组（33）脱离，升降顶推组（34）将钢管桩（5）水平顶推，使钢管桩（5）的一端贯穿辅助翻转结构（4）80cm-100cm，升降顶推组（34）收缩，钢管桩（5）定位在钢管桩支撑组（33）以及辅助翻转结构（4）上，辅助翻转结构（4）将钢管桩（5）的一端夹紧固定；

S5、将打桩船（1）上的起吊设备与预打桩的钢管桩（5）远离辅助翻转结构（4）的一端固定，并向上提升钢管桩（5）的该端，使钢管桩（5）由水平翻转至竖直状态，完成钢管桩（5）打桩前的定位准备。

2.根据权利要求1所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述自转式圆盘结构（31）包括第一上圆盘体（311）以及第一下圆盘体（312），所述第一下圆盘体（312）固定在打桩船（1）的甲板上，所述第一上圆盘体（311）可转动地设置在第一下圆盘体（312）上，所述第一上圆盘体（311）上具有多个钢管桩支撑组（33）；

所述公转式圆盘结构（32）包括第二上圆盘体（321）以及第二下圆盘体（322），所述第二上圆盘体（321）可转动地设置在第二下圆盘体（322）上，所述第二上圆盘体（321）上具有多个钢管桩支撑组（33），所述第二下圆盘体（322）通过转动驱动件（323）可转动地设置在打桩船（1）的甲板（2）上，打桩船（1）的甲板（2）上具有容第二下圆盘体（322）嵌设的槽体（324），所述槽体（324）底部具有弧形轨道（325），所述弧形轨道（325）所在圆的圆心与第一下圆盘体（312）的圆心同心设置，所述第二下圆盘体（322）通过转动驱动件（323）在弧形轨道（325）上以第一下圆盘体（312）的圆心为中心作圆周运动。

3.根据权利要求2所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述转动驱动件（323）包括设置在弧形轨道（325）内壁的齿圈体（3231）以及设置在第二下圆盘体（322）下侧端的啮合齿轮（3232），所述啮合齿轮（3232）与齿圈体（3231）相互啮合传动，所述第二下圆盘体（322）上具有驱动啮合齿轮（3232）转动的第一驱动电机（3233），所述弧形轨道（325）的上侧两端具有凸条（3234），所述凸条（3234）的延伸方向与弧形轨道（325）的延伸方向一致，所述第二下圆盘体（322）的下端位于弧形轨道（325）两侧的位置均具有多个限位轮（3235），所述限位轮（3235）上具有容凸条（3234）嵌设的限位槽（3236），所述第一驱动电机（3233）启动，带动啮合齿轮（3232）与弧形轨道（325）内壁的齿圈体（3231）相互啮合，从而驱动第二下圆盘体（322）沿着弧形轨道（325）的方向作转动。

4.根据权利要求3所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述第一上圆盘体（311）与第一下圆盘体（312）之间、第二上圆盘体（321）与第二下圆盘体（322）之间均具有转动缓冲件（313）。

5.根据权利要求4所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述转动缓冲件（313）包括设置在第一下圆盘体（312）上端中心或第二下圆盘体（322）上端中心的凸环（3131），以及设置在第一上圆盘体（311）下端中心或第二上圆盘体（321）下端中心的支撑柱（3132），所述凸环（3131）上具有容支撑柱（3132）竖向嵌设的凹槽（3133），所述凹槽（3133）的底部具有聚氨酯缓冲块（3134），所述支撑柱（3132）上套设有多个纵向分布的多个轴承（3135），所述支撑柱（3132）与凸环（3131）可转动设置；

所述转动缓冲件（313）还包括设置在第一下圆盘体（312）上端面或第二下圆盘体（322）上端面的凹陷轨道（3136），所述凹陷轨道（3136）的圆心与对应的第一下圆盘体（312）、第二下圆盘体（322）的圆心同轴设置，所述凹陷轨道（3136）内嵌设有多个下导向柱（3137）且下导向柱（3137）可沿着凹陷轨道（3136）的方向滑动，所述第一上圆盘体（311）下端面或第二上圆盘体（321）下端面朝着对应下导向柱（3137）的方向延伸有上导向柱（3138），所述上导向柱（3138）嵌设在对应的下导向柱（3137）内，所述下导向柱（3137）的上端具有上凸环（3139），所述上导向柱（3138）的下端具有下凸环（31310），所述上导向柱（3138）伸入下导向柱（3137）内的外圆周上套设有第一弹簧（31311）以及第二弹簧（31312），所述第一弹簧（31311）与第二弹簧（31312）置于上凸环（3139）与对应的下凸环（31310）之间。

6.根据权利要求5所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述第一弹簧（31311）的旋向与第二弹簧（31312）的旋向相反设置。

7.根据权利要求6所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述钢管桩支撑组（33）包括设置在第一上圆盘体（311）或第二上圆盘体（321）上的支撑柱（3132）以及置于支撑柱（3132）上端的弧形状承托架（332），每个钢管桩（5）限位在对应的第一上圆盘体（311）、第二上圆盘体（321）上的弧形状承托架（332）内，所述弧形状承托架（332）内壁两侧均具有将钢管桩（5）夹紧的第一液压缸（333）；

所述自转式圆盘结构（31）上的多个钢管桩支撑组（33）的下端、公转式圆盘结构（32）上的多个钢管桩支撑组（33）的下端均共同连接有滑动座（334），所述第一上圆盘体（311）、第二上圆盘体（321）上均具有与滑动座（334）相嵌合的两个滑动导轨（335），所述滑动座（334）的下端具有连接体（336），贯穿连接体（336）具有重载滚珠丝杠（337），所述重载滚珠丝杠（337）与连接体（336）螺纹连接，所述重载滚珠丝杠（337）通过第二驱动电机（338）实现与连接体（336）的螺纹传动，所述滑动导轨（335）的延伸方向与钢管桩（5）的延伸方向垂直。

8.根据权利要求7所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述升降顶推组（34）包括设置在滑动座（334）上的滑移座体（341）以及置于滑移座体（341）上的滑移块（342），所述滑移座体（341）内具有推动滑移块（342）在滑移座体（341）上滑动的第二液压缸（343），所述第二液压缸（343）的顶升方向与钢管桩（5）的延伸方向一致，所述滑移块（342）上具有多个纵向设置的第三液压缸（344），多个第三液压缸（344）的上端共同连接有弧形支撑架（345），所述钢管桩（5）限位在弧形支撑架（345）内。

9.根据权利要求8所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述多个第三液压缸（344）的分布方向与钢管桩（5）的延伸方向一致。

10.根据权利要求9所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述辅助翻转结构（4）包括设置的打桩船（1）侧端边缘的固定块（41）以及与固定块（41）活动铰接的活动块（42），所述活动块（42）的两侧分别具有抓手（43），所述活动块（42）的侧端与抓手（43）之间具有第四液压缸（44），所述第四液压缸（44）的一端与活动块（42）活动连接，所述第四液压缸（44）的另一端与抓手（43）活动连接，两个抓手（43）之间形成容钢管桩（5）水平伸入的空腔。

11.根据权利要求10所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述活动块（42）的上端具有激光测距仪（46），激光测距仪（46）与钢管桩（5）至下端齐平设置，所述钢管桩支撑组（33）带动钢管桩（5）沿着打桩船（1）的船体方向移动，当激光测距仪（46）检测到钢管桩（5）的至下端时，则表示预打桩的钢管桩（5）与辅助翻转结构（4）齐平，钢管桩支撑组（33）停止移动，此时可通过升降顶推组（34）将钢管桩（5）的一端顶推至辅助翻转结构（4）内。

12.根据权利要求11所述一种用于海上钢管桩的一体式运输翻转工艺，其特征在于，所述打桩船（1）侧端边缘上具有与抓手（43）固定的多个垂直柱（47）以及置于垂直柱（47）上的电磁铁（48），所述电磁铁（48）与钢管桩（5）的侧壁相吸合固定。

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