CN117166520A - 风电基础夹桩浇筑模架一体化结构及风电基础施工方法 - Google Patents

Abstract

一种风电基础夹桩浇筑模架一体化结构及风电基础施工方法，其中结构包括海星主架机构、底板机构和侧模机构，海星主架机构包括中心圆柱和若干等间距设置在中心圆柱上可伸缩主梁，可伸缩主梁的一端上设有可转动的连接台和驱动连接台转动的调节机构，连接台上设有抱箍；底板机构包括多组不同面积的装配底板组，每组装配底板组包括多个装配底板，每个装配底板上开设有供中心圆柱穿过的第一通孔和分别供若干抱箍穿过的若干第二通孔，每组装配底板组中的多个装配底板上的第二通孔的位置不同，各装配底板可选择地设置在海星主架机构上；侧模机构包括与多组装配底板组一一对应的多个侧模板，设置在海星主架机构上的装配底板与对应的侧模板可拆卸连接。

Description

风电基础夹桩浇筑模架一体化结构及风电基础施工方法

技术领域

本发明属于风电基础施工技术领域，尤其涉及一种风电基础夹桩浇筑模架一体化结构及风电基础施工方法。

背景技术

随着海上风电工程迅速发展，高桩承台基础得到了广泛应用，而如何安全快速的在海上进行高桩承台基础施工，以进一步降低海上风电建造成本，仍有不少技术难题有待解决，主要表现在：

(1)稳桩措施

工程桩沉桩完成后，上端便处于自由状态，由于施工现场的各种原因，上部承台的浇筑施工往往不能及时进行，工程桩沉桩完成至承台开始施工时间间隔较长，在风浪、水流及斜在自重作用下或其他外界因素长时间的影响下，如未采取提高桩基水平稳定性的措施，基桩发生倾斜、偏位或其他损伤的风险较大；

提高桩基水平稳定性的措施有：地基表面抛石、采用大直径桩基、处理浅层地基、采取夹桩措施。其中，夹桩措施是通过连接部件(如槽钢、工字钢)将工程桩连接成整体，从而增大抗风浪能力，是较为常见的方式，目前常采用的传统夹桩连接方式有吊筋方式、牛腿方式、钢板抱箍方式、吊挂方式，近年来也出现了半装配式或整体装配式。

目前海上风险基础施工应用的夹桩措施方案形式及特点主要有：①只考虑外部风浪荷载作用，设计临时连接部件，采用传统夹桩连接方式(施工海况较好，对快速夹桩要求不高)或装配式(施工海况差，对快速夹桩要求高)安装临时连接部件作为沉桩完成后至承台施工前的阶段的夹桩措施，但因未考虑后期承台施工阶段的施工荷载，需增强临时连接部件或再搭建新的连接部件作为承台施工阶段的夹桩部件；②考虑外部风浪荷载作用、承台施工阶段的施工荷载作用，设计强度较高的连接部件，连接部件除抵抗风浪荷载外，还可兼作为后期承台施工底模支撑，具有工序少的优点，但连接部件较大，如采用传统的连接方式则不能进行快速夹桩，难以应对海上风电施工环境，而尚没有能同时适用于临时夹桩和承台施工期夹桩的装配式结构。

因此，目前没有一种能将临时夹桩、承台施工阶段夹桩相统一的夹桩方法，且存在安装和拆除作业效率低、费用较高、可靠性低等诸多弊端。

(2)承台施工

海上基础承台施工中，较为常用的施工工艺包括：钢套箱法、沉井法、钢板桩围堰法等。钢套箱具有安装方便、施工受天气影响小等优点，常作为海上风电基础承台施工的模板，目前应用的钢套箱方案形式及特点主要有：

1)有底不可拆卸式、侧模一体式结构：①该种类型的钢套箱模板底板不可拆卸周转，造成材料严重浪费并需要作防腐处理，不利于节约成本；②侧模一体式安装对安装设备提出了较高要求；

2)装配式可拆底钢套箱：钢套箱结构可由侧壁、钢底板和桁架梁三个部分组成，相比传统钢套箱模板，具有一定改进性：①底板为可拆卸式的结构，既可节省材料，也有利于底板拆除作业的便利性；②侧模采用分层组拼式结构，减低对起重设备的要求，加快模板的周转速度；③可拆卸桁架梁结构既可以周转钢材，又可以减轻钢材重量，降低吊机起重性能的要求；④通过合理设计，底板结构及桁架梁能具备未成形承台荷载作用下群桩稳桩加固功能，确保混凝土浇筑阶段工程桩的偏位符合要求。但桁架梁一般是置于钢套箱内部，造成承台施工过程空间狭小，钢筋笼绑扎安装等作业不便，更无法实现预加工钢筋笼整体吊装安装的装配式安装目标。

因此，目前没有一种型式的钢套箱能做到：①承台施工完成后，钢套箱可完全拆除；②提供宽敞操作空间，便于钢筋笼绑扎或整体吊装安装；③降低施工机械性能需求；

综上所述，现有的临时夹桩、承台施工阶段夹桩、承台施工等方法不够理想，不利于海上风电基础安全、快速、低碳化施工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电基础夹桩浇筑模架一体化结构及风电基础施工方法，解决了夹桩效率低、无法应对复杂海上风电施工环境的问题，降低了基桩发生倾斜、偏位或其他损伤等风险，提高了施工效率，部件结构可拆卸并重复使用，节约了施工成本，显著提高了施工安全性和工程质量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，包括海星主架机构、底板机构和侧模机构，海星主架机构包括中心圆柱和若干可伸缩主梁，若干可伸缩主梁等间距设置在中心圆柱上，可伸缩主梁远离中心圆柱的一端上设有可转动的连接台，连接台上设有用于抱紧或松开工程桩的抱箍，可伸缩主梁上设有用于驱动连接台转动的调节机构；

底板机构包括多组不同面积的装配底板组，每一组装配底板组包括多个装配底板，每一个装配底板上开设有供中心圆柱穿过的第一通孔和分别供若干抱箍穿过的若干第二通孔，每一组装配底板组中的多个装配底板上的第二通孔的位置不同，各装配底板可选择地设置在海星主架机构上；

侧模机构包括与多组装配底板组一一对应的多个侧模板，设置在海星主架机构上的装配底板与对应的侧模板可拆卸连接，以使得装配底板和侧模板之间围成用于浇筑混凝土的浇筑腔。

进一步地，装配底板的底部设有若干安装槽，装配底板通过若干安装槽分别套设在若干可伸缩主梁外侧而设置在海星主架机构上。

进一步地，装配底板包括若干围成环形的内底板和若干围成环形的外底板，内底板底部两侧分别设有水平槽，相邻的两个水平槽形成安装槽；

若干外底板分别插接在若干内底板远离中心圆柱的一侧上，外底板靠近内底板的一侧的两端上开设有缺口，相邻的两个缺口与相应的两个内底板形成第二通孔。

进一步地，内底板远离中心圆柱的一侧上开设有若干第一矩形孔，外底板靠近内底板的一侧上设有分别用于插入若干第一矩形孔的第一矩形梁，外底板通过若干第一矩形梁插入若干第一矩形孔中而插接在内底板上。

进一步地，侧模板包括若干围成环形的拼板，若干拼板分别插接在若干外底板上，拼板的一端上设有嵌接槽，拼板的另一端上设有与嵌接槽嵌接配合的嵌接条，相邻两个拼板通过嵌接槽与嵌接条嵌接配合而连接在一起。

进一步地，拼板的底部设有若干第二矩形梁，外底板顶部设有分别供若干第二矩形梁插入若干第二矩形孔，拼板通过若干第二矩形梁插入若干第二矩形孔中而插接在外底板上。

进一步地，可伸缩主梁的两侧分别转动设有转动架，两个转动架转动设置在连接台的两侧，调节机构为第一伸缩装置，第一伸缩装置的一端可伸缩主梁的底部连接，第二伸缩装置的另一端与连接台连接。

进一步地，连接台上设有两个竖向轴承，抱箍包括两个半圆柱式的抱臂，两个抱臂的一端分别转动设置在两个竖向轴承上，两个抱臂的另一端上设有连接板，两个连接板通过锁紧插销连接。

进一步地，抱臂的外侧壁和可伸缩主梁之间设有第二伸缩装置。

本发明还公开了一种风电基础施工方法，采用上述任一项的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构进行施工，施工方法包括以下步骤：

S1、夹桩施工；

S11、按照设计图纸进行各工程桩沉桩施工；

S12、根据工程桩与工程桩围成区域中心的距离，调整可伸缩主梁的长度；

S13、将海星主架机构吊起至与工程桩连接的高度，利用调节机构调整连接台，使得连接台与工程桩平行，并利用抱箍抱紧相应的工程桩，完成夹桩施工；

S2、承台结构施工；

S21、根据承台结构的面积，在多组装配底板组中选择相应面积的装配底板组，并根据可伸缩主梁的长度，在选取的装配底板组的多个装配底板中选择相应第二通孔位置的装配底板，将选择的装配底板吊装到海星主架机构上；

S22、根据选择的装配底板选择对应的侧模板，将选择的侧模板吊装到装配底板上；

S23、将钢筋笼安装在装配底板与侧模板围成的浇筑腔内，然后向浇筑腔内浇筑混凝土；

S24、对混凝土进行养护；

S25、在混凝土养护达到规定的临期和强度后，拆除侧模板，拆除装配底板，然后使各工程桩上的抱箍松开，将海星主架机构下移并将海星主架机构从工程桩间的空间移出，完成承台结构施工。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)具备较高的机械化和装配式化程度，大幅提高了夹桩效率，可以应对复杂海上风电施工环境，通过可伸缩主梁和可竖向转动的连接台，有效增大了施工容错空间；

(2)利用装配底板和侧模板围成的浇筑腔，增加了承台结构施工作业空间，避免了钢筋笼现场绑扎安装问题，提高了工程质量；

(3)使用海星主架机构、装配底板以及侧模板等各类装配式结构，提高了施工效率，海星主架机构、装配底板以及侧模板可拆卸并重复使用，解决了材料严重浪费的问题，节约了大量施工成本，有效缩短工期；

(4)提出的风电基础施工方法，有助于指导现场施工人员有效地安装和拆卸，避免因施工顺序不当导致的部件损坏和施工停滞，同时能降低施工过程中的安全风险。

附图说明

图1为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构的结构示意图；

图2为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构中海星主架机构的结构示意图；

图3为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构中连接台的结构示意图；

图4为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构中内底板的结构示意图；

图5为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构中外底板的结构示意图；

图6为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构中拼板的结构示意图。

图中，1-海星主架机构，11-中心圆柱，12-可伸缩主梁，13-连接台，14-抱箍，141-抱臂，142-连接板，15-转动架，16-竖向轴承，2-底板机构，21-内底板，211-水平槽，212-第一矩形孔，22-外底板，221-缺口，222-第一矩形梁，223-第二矩形孔，3-侧模机构，31-拼板，311-嵌接槽，312-嵌接条，313-第二矩形梁，4-调节机构，5-第二伸缩装置，6-工程桩。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。

请参阅图1和图2，图1为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构的结构示意图，图2为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构中海星主架机构的结构示意图。一种风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，包括海星主架机构1、底板机构2和侧模机构3，海星主架机构1包括中心圆柱11和若干可伸缩主梁，若干可伸缩主梁等间距设置在中心圆柱11上，可伸缩主梁远离中心圆柱11的一端上设有可转动的连接台13，连接台13上设有用于抱紧或松开工程桩6的抱箍14，可伸缩主梁上设有用于驱动连接台13转动的调节机构4；底板机构2包括多组不同面积的装配底板组，每一组装配底板组包括多个装配底板，每一个装配底板上开设有供中心圆柱11穿过的第一通孔和分别供若干抱箍14穿过的若干第二通孔，每一组装配底板组中的多个装配底板上的第二通孔的位置不同，各装配底板可选择地设置在海星主架机构1上；侧模机构3包括与多组装配底板组一一对应的多个侧模板，设置在海星主架机构1上的装配底板与对应的侧模板可拆卸连接，以使得装配底板和侧模板之间围成用于浇筑混凝土的浇筑腔。

海星主架机构1用于套设在工程桩6上，作为整个一体化结构的底部结构支撑，亦可用于风电基础施工期临时夹桩结构。而海星主架机构1的可伸缩主梁12的数量，则根据风电基础的工程桩6的数量来确定，一般而言，单个风电基础包含的工程桩6数量为五根或六根，在本发明中，以单个风电基础包含五根工程桩6来进行说明，则海星主架机构1的可伸缩主梁12的数量为五根。而为了使得海星主架机构1适用于更多型号的风电基础，采用能够伸长或缩短的可伸缩主梁12，使得海星主架机构1上的若干抱箍14能够抱紧风电基础的若干工程桩6，以适应不同型号的风电基础的不同间距的工程桩6，并使得海星主架机构1能够重复利用，降低造价。同时考虑到不同设计单位可能会采用不同倾斜度的工程桩6，并且实际施工的工程桩6的倾斜度与设计的倾斜度难免有少量偏差，因此通过在可伸缩主梁12的一端上转动设置连接台13，连接台13能够在可伸缩主梁12上沿竖向转动，而连接台13上设有抱箍14，通过调节机构4驱动连接台13转动，进而带动抱箍14转动，从而实现对抱箍14倾斜度进行调整，适应不同倾斜度的工程桩6，确保抱箍14能够抱紧相应的工程桩6，避免出现无法将抱箍14套设在工程桩6上的情况出现。在一实施例中，可伸缩主梁的两侧分别转动设有转动架15，两个转动架15转动设置在连接台13的两侧，调节机构4为第一伸缩装置，第一伸缩装置的一端可伸缩主梁的底部连接，第二伸缩装置5的另一端与连接台13连接。可伸缩主梁通过两个转动架15与连接台13转动连接，实现连接台13可竖向转动地安装在可伸缩主梁上，并且安装方便。转动架15与可伸缩主梁和连接台13的连接为轴连接。

请结合参阅图3，图3为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构中连接台的结构示意图。在一实施例中，连接台13上设有两个竖向轴承16，抱箍14包括两个半圆柱式的抱臂141，两个抱臂141的一端分别转动设置在两个竖向轴承16上，两个抱臂141的另一端上设有连接板142，两个连接板142通过锁紧插销连接。两个半圆柱式的抱臂141组合成一个圆柱式的抱箍14，通过将连接台13上的两个抱臂141转动，使得两个抱臂141向相互远离的方向转动或向相互靠近的方向转动，从而使得抱箍14处于张开状态或处于闭合状态。为便于在连接台13上安装竖向轴承16，在一实施例中，连接台13的顶部和底部分别设有安装板，竖向轴承16的两端分别固定在两个安装板上。在一实施例中，抱臂141的外侧壁和可伸缩主梁之间设有第二伸缩装置5。通过第二伸缩装置5伸缩，带动抱臂141在竖向轴承16上转动，从而采用机械化的手段实现抱箍14的张开与闭合，便于驱动抱箍14抱紧或松开工程桩6，使得海星主架机构1安装与拆卸方便。在一实施例中，第一伸缩装置和第二伸缩装置5均为液压千斤顶。

底板机构2用于填充海星主架机构1中可伸缩主梁12之间的间隙，以形成作业和承重平台，并且能够作为浇注风电基础上部承台结构的底模板。不同的工程中，承台结构设计的直径不同，因此底板机构2中的装配底板需要根据设计承台机构的直径来确定面积，以选择合适面积的装配底板组。同时考虑可伸缩主梁12的长度，在合适面积的装配底板组中选择第二通孔与第一通孔的距离为与可伸缩主梁12长度适配的装配底板，从而在将选择的装配底板安装在海星主架机构1上时，海星主架机构1中心圆柱11能够从第一通孔穿过，且海星主架机构1的若干抱箍14能够分别从若干第二通孔穿过，并且抱箍14能够在第二通孔的范围内倾斜转动，以适应不同倾斜度的工程桩6，并能适应安装误差。装配底板安装在海星主架机构1上时，装配底板的顶部与中心圆柱11的顶部平齐，以形成作业和承重平台，并作为浇注承台结构的底模板。在浇筑混凝土时，抱箍14与第二通孔的孔壁之间的间隙可以通过木模板进行封闭。在一实施例中，装配底板的底部设有若干安装槽，装配底板通过若干安装槽分别套设在若干可伸缩主梁外侧而设置在海星主架机构1上。在海星主架机构1上安装装配底板时，通过可伸缩主梁12与安装槽的配合，能够起到限制装配底板在海星主架机构1的位置，避免装配底板在海星主架机构1上移动，使得装配底板的安装更加平稳。

请结合参阅图4和图5，图4为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构中内底板的结构示意图，图5为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构中外底板的结构示意图。在一实施例中，装配底板包括若干围成环形的内底板21和若干围成环形的外底板22，内底板21底部两侧分别设有水平槽211，相邻的两个水平槽211形成安装槽；若干外底板22分别插接在若干内底板21远离中心圆柱11的一侧上，外底板22靠近内底板21的一侧的两端上开设有缺口221，相邻的两个缺口221与相应的两个内底板21形成第二通孔。装配底板包括若干内底板21和若干外底板22，内底板21和外底板22的数量与可伸缩主梁12的数量相同，使得装配底板整体采用可装配化的形式，便于在海星主架机构1上安装装配底板，并能够提高装配底板的施工效率。在安装内底板21时，通过内底板21两侧的水平槽211，将内底板21架设在相邻的两个可伸缩主梁上，并且内底板21整体呈缺角扇形，使得若干内底板21能够围成环形。然后将外底板22插接在相应的外底板22上，相邻两个外底板22上的缺口221和与该两个外底板22连接的两个内底板21之间形成第二通孔。同样外底板22整体呈缺角扇形，使得若干外底板22能够围成环形。在一实施例中，内底板21远离中心圆柱11的一侧上开设有若干第一矩形孔212，外底板22靠近内底板21的一侧上设有分别用于插入若干第一矩形孔212的第一矩形梁222，外底板22通过若干第一矩形梁222插入若干第一矩形孔212中而插接在内底板21上。通过设置若干第一矩形梁222和若干第一矩形孔212，实现外底板22和内底板21之间的插接连接。

请接合参阅图6，图6为本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构中拼板的结构示意图。侧模机构3用于与底板机构2连接，侧模机构3和海星主架机构1、底板机构2共同形成可供后续风电基础上部承台机构施工的作业空间和临时支撑体系。侧模机构3包括多个侧模板，多个侧模板与多组装配底板组一一对应，使得侧模板安装在对应装配底板组中的任一装配底板上时，侧模板的外侧壁与装配底板的外侧壁平齐。在一实施例中，侧模板包括若干围成环形的拼板31，若干拼板31分别插接在若干外底板22上，拼板31的一端上设有嵌接槽311，拼板31的另一端上设有与嵌接槽311嵌接配合的嵌接条312，相邻两个拼板31通过嵌接槽311与嵌接条312嵌接配合而连接在一起。通过拼板31插接在外底板22上，实现侧模板与装配底板的可拆卸连接。并且拼板31的两侧分别设有相互嵌接配合的嵌接槽311和嵌接条312，相邻的两个拼板31可通过嵌接槽311与嵌接条312嵌接配合而连接在一起，使得侧模板的连接更加稳固。在一实施例中，拼板31的底部设有若干第二矩形梁313，外底板22顶部设有分别供若干第二矩形梁313插入若干第二矩形孔223，拼板31通过若干第二矩形梁313插入若干第二矩形孔223中而插接在外底板22上。通过设置若干第二矩形梁313和若干第二矩形孔223，实现拼板31和外底板22之间的插接连接。

本发明还公开了一种风电基础施工方法，采用上述任一项的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构进行施工，施工方法包括以下步骤：

S1、夹桩施工；

S11、按照设计图纸进行各工程桩6沉桩施工；

S12、根据工程桩6与工程桩6围成区域中心的距离，调整可伸缩主梁12的长度；

S13、将海星主架机构1吊起至与工程桩6连接的高度，利用调节机构4调整连接台13，使得连接台13与工程桩6平行，并利用抱箍14抱紧相应的工程桩6，完成夹桩施工；

S2、承台结构施工；

S21、根据承台结构的面积，在多组装配底板组中选择相应面积的装配底板组，并根据可伸缩主梁的长度，在选取的装配底板组的多个装配底板中选择相应第二通孔位置的装配底板，将选择的装配底板吊装到海星主架机构1上；

S22、根据选择的装配底板选择对应的侧模板，将选择的侧模板吊装到装配底板上；

S23、将钢筋笼安装在装配底板与侧模板围成的浇筑腔内，然后向浇筑腔内浇筑混凝土；

S24、对混凝土进行养护；

S25、在混凝土养护达到规定的临期和强度后，拆除侧模板，拆除装配底板，然后使各工程桩6上的抱箍14松开，将海星主架机构1下移并将海星主架机构1从工程桩6间的空间移出，完成承台结构施工。

在上述步骤S11中，按照风电基础的设计图纸对工程桩6进行沉桩施工，风电基础的若干工程桩6沉桩施工完成后，检查工程桩6倾角、扭角、入土深度、工程桩6间距以及工程桩6与工程桩6围成区域中心的距离等参数是否满足设计要求，满足设计要求后进行下一步施工，否则及时改进。

在上述步骤S12中，按照风电基础的工程桩6的数量，组装海星主架结构，然后检查海星主架机构1的完整性、各部件之间的连接情况和腐蚀情况，并根据工程桩6与工程桩6围成区域中心的距离，调整可伸缩主梁12的长度，使得可伸缩量的长度和工程桩6与工程桩6围成区域中心的距离基本相同。

在上述步骤S13中，将海星主架机构1整体起吊，达到与工程桩6连接的高度，再次过程中，可以使抱箍14处于张开状态。具体地，通过主梁与半圆柱式的抱臂141连接的第二伸缩装置5收缩，使得连接台13上的两个抱臂141朝向相互远离的方向转动，从而使得两个抱臂141处于张开状态。再将海星主架机构1起吊至相应高度后，通过主梁上的第一伸缩装置伸缩，带动连接台13在主梁上沿竖向方向转动，从而使得连接台13与相应的工程桩6平行，之后通过第二伸缩装置5伸长，带动连接台13上的两个抱臂141向相互靠近的方向转动，使得两个抱臂141处于闭合装置，然后将两个抱臂141上的连接板142通过锁紧插销连接，使得抱箍14抱紧相应的工程桩6，按照上述步骤依次在工程桩6上固定各个抱箍14，完成夹桩施工。通过海星主架机构1作为风电基础施工期的临时夹桩结构，将风电基础的工程桩6连接为一体，可保障恶劣风浪环境条件下已沉桩施工完成的工程桩6的稳定和安全，避免工程桩6发生倾斜、偏位或其他损伤等破坏。后续可根据施工计划，再按照风电基础的上部承台结构施工。

在上述步骤S21中，风电基础的设计图纸可确定承台结构的面积，由承台结构的面积在多组装配底板组中选择相应面积的装配底板组，然后再根据可伸缩主梁的长度，选择相应第二通孔位置的装配底板，使得装配底板安装在海星主架机构1上时，海星主架机构1的若干抱箍14能够分别从装配底板上的若干第二通孔中穿过。然后将选择的装配底板吊装到海星主架机构1上，使得海星主架机构1的若干抱箍14位于若干第二通孔内，然后抱箍14与第二通孔的孔壁之间的间隙通过木模板进行封闭。进一步地，在安装装配底板时，通过内底板21两侧的水平槽211，可以先将每个内底板21架设在相邻的两个可伸缩主梁之间，完成内底板21的安装，然后将外底板22的若干第一矩形梁222插入相应内底板21的若干第一矩形框内，将若干外底板22插接在若干内底板21上，完成装配底板的安装。

在上述步骤S22中，每个侧模板对应一组装配底板组，也即每个侧模板对应一组装配底板组中的多个装配底板，从而可根据选择安装在海星主架机构1上的装配底板，选择对应的侧模板，然后将侧模板吊装在装配底板上，使得侧模板与装配底板之间围成浇筑腔，以浇筑承台结构。进一步地，在安装侧模板时，依次吊起每个拼板31，并将拼板31的若干第二矩形梁313插入相应外底板22的第二矩形孔223，使得拼板31插接在相应外底板22上，同时相邻的两个拼板31在安装时，通过嵌接槽311与嵌接条312嵌接配合而连接在一起，进而使得相邻两个拼板31相互连接固定。

在上述步骤S23中，钢筋笼的绑扎作业可以在浇筑腔内进行绑扎，也可以在先在陆上预制好钢筋笼，然后将钢筋笼吊装到浇筑腔内，在钢筋笼安装在浇筑腔之后，向浇筑腔浇筑混凝土，以形成钢筋混凝土结构的承台结构。

在上述步骤S24中，按照规范或设计要求对混凝土进行养护。

在上述步骤S25中，在混凝土养护达到规定的临期和强度后即可拆除本发明风电基础夹桩浇筑模架一体化结构。首先通过吊机向上吊起各个拼板31，从而拆除侧模板，然后拆除装配底板和海星主架机构1，在拆除时同时关注承台结构的状态。进一步地，拆除装配底板和海星主架机构1的过程为：首先拆除全部的外底板22，之后用吊机悬挂海星主架机构1和年内底板21，将海星主架机构1上的抱箍14的锁紧插销拔出，通过第二伸缩装置5将连接台13上的两个抱臂141打开，使得抱箍14处于张开状态，然后将海星主架机构1和内底板21整体下移。最后，拆除全部内底板21，调节可伸缩主梁12，使得可伸缩主梁12缩短到最短距离，将海星主架机构1从工程桩6间的空间移出，完成海星主架机构1和装配底板的拆除工作，并完成对承台结构的施工。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)具备较高的机械化和装配式化程度，大幅提高了夹桩效率，可以应对复杂海上风电施工环境，通过可伸缩主梁和可竖向转动的连接台13，有效增大了施工容错空间；

(2)利用装配底板和侧模板围成的浇筑腔，增加了承台结构施工作业空间，避免了钢筋笼现场绑扎安装问题，提高了工程质量；

(3)使用海星主架机构1、装配底板以及侧模板等各类装配式结构，提高了施工效率，海星主架机构1、装配底板以及侧模板可拆卸并重复使用，解决了材料严重浪费的问题，节约了大量施工成本，有效缩短工期；

(4)提出的风电基础施工方法，有助于指导现场施工人员有效地安装和拆卸，避免因施工顺序不当导致的部件损坏和施工停滞，同时能降低施工过程中的安全风险。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，故凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，其特征在于，包括海星主架机构、底板机构和侧模机构，所述海星主架机构包括中心圆柱和若干可伸缩主梁，若干所述可伸缩主梁等间距设置在中心圆柱上，所述可伸缩主梁远离中心圆柱的一端上设有可转动的连接台，所述连接台上设有用于抱紧或松开工程桩的抱箍，所述可伸缩主梁上设有用于驱动连接台转动的调节机构；

所述底板机构包括多组不同面积的装配底板组，每一组所述装配底板组包括多个装配底板，每一个所述装配底板上开设有供中心圆柱穿过的第一通孔和分别供若干抱箍穿过的若干第二通孔，每一组所述装配底板组中的多个装配底板上的第二通孔的位置不同，各所述装配底板可选择地设置在海星主架机构上；

所述侧模机构包括与多组装配底板组一一对应的多个侧模板，设置在所述海星主架机构上的装配底板与对应的侧模板可拆卸连接，以使得所述装配底板和侧模板之间围成用于浇筑混凝土的浇筑腔。

2.根据权利要求1所述的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，其特征在于，所述装配底板的底部设有若干安装槽，所述装配底板通过若干安装槽分别套设在若干可伸缩主梁外侧而设置在海星主架机构上。

3.根据权利要求2所述的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，其特征在于，所述装配底板包括若干围成环形的内底板和若干围成环形的外底板，所述内底板底部两侧分别设有水平槽，相邻的两个所述水平槽形成安装槽；

若干所述外底板分别插接在若干内底板远离中心圆柱的一侧上，所述外底板靠近内底板的一侧的两端上开设有缺口，相邻的两个所述缺口与相应的两个内底板形成第二通孔。

4.根据权利要求3所述的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，其特征在于，所述内底板远离中心圆柱的一侧上开设有若干第一矩形孔，所述外底板靠近内底板的一侧上设有分别用于插入若干第一矩形孔的第一矩形梁，所述外底板通过若干第一矩形梁插入若干第一矩形孔中而插接在内底板上。

5.根据权利要求3所述的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，其特征在于，所述侧模板包括若干围成环形的拼板，若干所述拼板分别插接在若干外底板上，所述拼板的一端上设有嵌接槽，所述拼板的另一端上设有与嵌接槽嵌接配合的嵌接条，相邻两个所述拼板通过嵌接槽与嵌接条嵌接配合而连接在一起。

6.根据权利要求5所述的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，其特征在于，所述拼板的底部设有若干第二矩形梁，所述外底板顶部设有分别供若干第二矩形梁插入若干第二矩形孔，所述拼板通过若干第二矩形梁插入若干第二矩形孔中而插接在外底板上。

7.根据权利要求1所述的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，其特征在于，所述可伸缩主梁的两侧分别转动设有转动架，两个所述转动架转动设置在连接台的两侧，所述调节机构为第一伸缩装置，所述第一伸缩装置的一端可伸缩主梁的底部连接，所述第二伸缩装置的另一端与连接台连接。

8.根据权利要求1所述的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，其特征在于，所述连接台上设有两个竖向轴承，所述抱箍包括两个半圆柱式的抱臂，两个所述抱臂的一端分别转动设置在两个竖向轴承上，两个所述抱臂的另一端上设有连接板，两个所述连接板通过锁紧插销连接。

9.根据权利要求8所述的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构，其特征在于，所述抱臂的外侧壁和可伸缩主梁之间设有第二伸缩装置。

10.一种风电基础施工方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的风电基础夹桩浇筑模架一体化结构进行施工，所述施工方法包括以下步骤：

S1、夹桩施工；

S11、按照设计图纸进行各工程桩沉桩施工；

S12、根据工程桩与工程桩围成区域中心的距离，调整可伸缩主梁的长度；

S13、将海星主架机构吊起至与工程桩连接的高度，利用调节机构调整连接台，使得连接台与工程桩平行，并利用抱箍抱紧相应的工程桩，完成夹桩施工；

S2、承台结构施工；

S21、根据承台结构的面积，在多组装配底板组中选择相应面积的装配底板组，并根据可伸缩主梁的长度，在选取的装配底板组的多个装配底板中选择相应第二通孔位置的装配底板，将选择的装配底板吊装到海星主架机构上；

S22、根据选择的装配底板选择对应的侧模板，将选择的侧模板吊装到装配底板上；

S23、将钢筋笼安装在装配底板与侧模板围成的浇筑腔内，然后向浇筑腔内浇筑混凝土；

S24、对混凝土进行养护；

S25、在混凝土养护达到规定的临期和强度后，拆除侧模板，拆除装配底板，然后使各工程桩上的抱箍松开，将海星主架机构下移并将海星主架机构从工程桩间的空间移出，完成承台结构施工。