CN214219660U - 导向架基础及包含其的海上风电直桩导向架 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种导向架基础及包含其的海上风电直桩导向架，属于海上风电机组安装技术领域，通过该导向架基础的下沉与上浮，可实现定位桩的固定与拔除，施工方便快捷。该导向架基础，包括基座，基座包括位于上部的上基座和位于下部的下基座，上基座呈圆柱形，下基座呈环形柱状，上基座和下基座共轴线设置，下基座的底部设有用于插入水下持力层的固定件，上基座内和/或下基座内设有空腔；导向架基础还包括充排气管和充排水管，空腔分别与充排气管和充排水管连通，充排气管和充排水管均安装有阀门。

Description

导向架基础及包含其的海上风电直桩导向架

技术领域

本实用新型属于海上风电机组安装技术领域，尤其涉及一种导向架基础及包含其的海上风电直桩导向架。

背景技术

由于海上风电桩基的垂直度要求较高(一般要求垂直度偏差小于3‰)，而海上作业受风浪流等条件影响，在没有辅助的情况下，海上风电桩基的垂直度很难达到要求，因而，在海上风电桩基施工时，通常是预先在风电桩基位置上搭设直桩导向架，然后借助直桩导向架的导向作用来保证风电桩基的垂直度。

现有直桩导向架一般由定位桩及钢结构的导向架平台组成，在进行海上风电桩基直桩施工时，先将导向架平台固定在方驳或工作船上，满足定位要求后，将定位桩沿导向架平台的定位桩孔进行沉桩，由吊机吊振动锤，采用振动锤打设的方式进行定位桩施工，待风机安装完成后进行逆操作，先拔除定位桩，再利用方驳或工作船移走导向架平台以进行下一组施工。在此施工过程中，需要吊机、振动锤进行配合施工，且存在着定位桩打设偏斜过大，影响导向架平台上下移动以及拔桩困难等风险。

实用新型内容

本实用新型针对上述的现有直桩导向架在直桩施工时存在的不足，提出一种导向架基础及包含其的海上风电直桩导向架，通过该导向架基础的下沉与上浮，可实现定位桩的固定与拔除，施工方便快捷。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供了一种导向架基础，包括基座，所述基座包括位于上部的上基座和位于下部的下基座，所述上基座呈圆柱形，所述下基座呈环形柱状，所述上基座和下基座共轴线设置，所述下基座的底部设有用于插入水下持力层的固定件，所述上基座内和/或所述下基座内设有空腔；所述导向架基础还包括充排气管和充排水管，所述空腔分别与所述充排气管和充排水管连通，所述充排气管和充排水管均安装有阀门。

作为优选，所述固定件为环绕于所述下基座底部外周的裙带板，所述裙带板的上边沿固定于所述下基座，且所述裙带板自所述下基座的底部沿竖直方向向下延伸。

作为优选，所述空腔内设有多道分隔壁，所述分隔壁沿竖直方向延伸。

作为优选，多道所述分隔壁将所述空腔分隔为多个分腔体，多个所述分腔体沿所述基座的周向均布，且每个所述分腔体均连接有所述充排气管和充排水管。

作为优选，所述下基座的环形内径为其环形外径的1/3～1/2。

作为优选，所述下基座的环形外径与所述上基座的外径相同。

作为优选，所述上基座与下基座采用混凝土一体浇筑成型。

本实用新型还提供了一种海上风电直桩导向架，包括导向架平台、多根定位桩、用于驱动所述定位桩相对于所述导向架平台升降的升降装置，以及上述任一技术方案所述的导向架基础；每根所述定位桩通过一个所述升降装置连接于所述导向架平台，每根所述定位桩的底端连接一个所述导向架基础，所述定位桩的底端连接于所述导向架基础的上基座的顶部。

作为优选，所述升降装置为液压插销式升降装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果在于：

1、本实用新型提供的导向架基础，其基座中设有空腔，通过向空腔内注入压载水，可形成重力式基础，使导向架基础下沉至水底，且其下基座呈环形柱状，有利于减小下基座与泥面接触面积，降低了入泥难度，便于陷入水下泥层中，从而保证固定件能够插入至水下持力层起到固定作用，便于固定；

2、本实用新型提供的导向架基础，通过排出空腔内的压载水，即可使导向架基础在浮力作用下上升，从而使固定件从水下持力层中拔出，便于拆除和运输；

3、本实用新型提供的海上风电直桩导向架，在固定施工时，通过向导向架基础的空腔内注入水以及定位桩的下降，可使导向架基础下沉至水底，且导向架基础的下基座呈环形柱状，便于陷入水下泥层中，能够保证固定件插入至水下持力层以起到固定作用，从而实现定位桩的固定，无需振动锤配合、施工方便快捷，且定位桩保证竖直、便于后期拆除；

4、本实用新型提供的海上风电直桩导向架，在拆除施工时，通过排出导向架基础的空腔内的压载水，即可使导向架基础在浮力作用下上升，从而使固定件从水下持力层中拔出，实现定位桩拔除，拆除施工方便快捷。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的导向架基础的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的导向架基础的俯视图；

图3为沿图2中A-A线剖开的导向架基础的剖面图；

图4为沿图3中B-B线剖开的上基座的剖面图；

图5为沿图3中C-C线剖开的下基座的剖面图；

图6为本实用新型实施例提供的海上风电直桩导向架的结构示意图(图中省略充排气管和充排水管和阀门)；

图7为本实用新型实施例提供的海上风电直桩导向架固定施工的流程图图中省略充排气管和充排水管和阀门)；

图8为本实用新型实施例提供的海上风电直桩导向架拆除施工的流程图图中省略充排气管和充排水管和阀门)；

以上各图中：1、导向架基础；11、基座；111、上基座；112、第一空腔；1121、第一分腔体；1122、第一分隔壁；113、下基座；114、第二空腔；1141、第二分腔体；1142、第二分隔壁；12、裙带板；13、充排气管；14、充排水管；15、阀门；2、导向架平台；3、定位桩；4、升降装置。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1-3所示，本实用新型实施例涉及一种导向架基础1，包括基座11，基座11包括位于上部的上基座111和位于下部的下基座113，上基座111呈圆柱形，下基座113呈环形柱状，上基座111和下基座113共轴线设置，下基座113的底部设有用于插入水下持力层的固定件；上基座111内和下基座113内均设有空腔，其中，设置于上基座111内的空腔为第一空腔112，设置于下基座113内的空腔为第二空腔114；导向架基础1还包括充排气管13和充排水管14，第一空腔112和第二空腔114均分别与充排气管13和充排水管14连通，充排气管13和充排水管14均安装有阀门15。

上述导向架基础1，其基座11中设有空腔，通过向空腔内注入压载水，可形成重力式基础，使导向架基础1下沉至水底。水下持力层之上通常有泥层，而上述导向架基础1的下基座113呈环形柱状，该形状的下基座113与泥面接触面积小，降低了入泥难度，便于陷入水下泥层中，从而保证固定件能够插入至水下持力层起到固定作用，便于固定。而在拆除施工中，通过排出空腔内的压载水，即可使导向架基础1在浮力作用下上升，从而使固定件从水下持力层中拔出，便于拆除和运输。

针对导向架基础1的基座11，需要说明的是，上述导向架基础1中，也可以仅在上基座111内设置空腔，或者仅在下基座113内设置空腔，只要基座11内的空腔体积在排空压载水状态下能够保证使导向架基础1处于漂浮状态、同时能够满足装载压载水的水量要求即可。

参见图4，本实施例中，第一空腔112为圆柱形，其几何中心与上基座111的几何中心重合，第一空腔112内设有多道第一分隔壁1122，第一分隔壁1122沿竖直方向延伸，多道第一分隔壁1122将第一空腔112分隔为呈扇形柱状的多个第一分腔体1121，多个第一分腔体1121沿上基座111的周向均布，且每个第一分腔体1121均连接有充排气管13和充排水管14。

参见图5，本实施例中，第二空腔114为环形柱状，其中心线与下基座113的中心线重合，第二空腔114内设有多道第二分隔壁1142，第二分隔壁1142沿竖直方向延伸，多道第二分隔壁1142将第二空腔114分隔为呈扇环形柱状的多个第二分腔体1141，多个第二分腔体1141沿下基座113的周向均布，且每个第二分腔体1141均连接有充排气管13和充排水管14。

本实施例中，通过设置的呈竖向的第一分隔壁1122和第二分隔壁1142，能够加固上基座111和下基座113的结构，提高基座11的承重能力。同时，本实施例中，第一分腔体1121和第二分腔体1141均分别沿周向均布，且第一分腔体1121和第二分腔体1141均分别连接有充排气管13和充排水管14，因而，可通过控制不同的第一分腔体1121或第二分腔体1141内的压载水量，调整基座11的平衡，以适应复杂的水下环境。

进一步的，为了提高上述导向架基础1用于抵抗侧向作用的水平抗力，固定件优选为环绕于下基座113底部外周的裙带板12，裙带板12的上边沿固定于下基座113，且裙带板12自下基座113的底部沿竖直方向向下延伸。需要说明的是，裙带板12优选为采用钢材制作，以确保其具有足够硬度。

为了便于使下基座113陷入水下泥层，优选的，下基座113的环形内径为其环形外径的1/3～1/2。

为了便于加工，如图3所示，下基座113的环形外径与上基座111的外径相同。优选的，上基座111与下基座113采用混凝土一体浇筑成型。

如图6所示，本实用新型实施例还提供了一种海上风电直桩导向架，包括导向架平台2、多根定位桩3、用于驱动定位桩3相对于导向架平台2升降的升降装置4，以及上述导向架基础1；每根定位桩3通过一个升降装置4连接于导向架平台2，每根定位桩3的底端连接一个导向架基础1，定位桩3的底端连接于导向架基础1的上基座111的顶部。

如图7所示，上述海上风电直桩导向架的固定施工方法包括如下步骤：

(1)初始时，导向架基础1的空腔处于排空压载水的状态，海上风电直桩导向架处于漂浮状态，且定位桩3处于升起状态；

(2)将海上风电直桩导向架浮运至施工现场；

(3)打开导向架基础1的充排气管13和充排水管14上的阀门15，利用水泵通过充排水管14向空腔内注入压载水，空腔内的气体通过充排气管13排出，在注入压载水的同时，通过升降装置4驱动定位桩3下降，直至导向架基础1的下基座113陷入水下泥层、且导向架基础1的固定件插入水下持力层为止，关闭充排气管13和充排水管14上的阀门15。

如图8所示，上述海上风电直桩导向架的拆除施工方法包括如下步骤：

(1)初始时，海上风电直桩导向架的定位桩3处于降下状态，导向架基础1的空腔处于装载有压载水的状态，导向架基础1的下基座113处于陷入水下泥层状态，且导向架基础1的固定件处于插入水下持力层状态；

(2)打开导向架基础1的充排气管13和充排水管14上的阀门15，利用气泵通过充排气管13向空腔内充入压缩空气，空腔内的压载水通过充排水管14排出，关闭充排气管13和充排水管14上的阀门15，固定件在导向架基础1的浮力作用下从水下持力层中拔出，通过升降装置4驱动定位桩3升起。

上述海上风电直桩导向架，在固定施工时，通过向导向架基础1的空腔内注入水以及定位桩3的下降，可使导向架基础1下沉至水底，且导向架基础1的下基座113呈环形柱状，便于陷入水下泥层中，能够保证固定件插入至水下持力层以起到固定作用，从而实现定位桩3的固定，无需振动锤配合、施工方便快捷，且定位桩3保证竖直、便于后期拆除。在拆除施工时，通过排出导向架基础1的空腔内的压载水，即可使导向架基础1在浮力作用下上升，从而使固定件从水下持力层中拔出，实现定位桩3拔除，拆除施工方便快捷。

上述海上风电直桩导向架中，升降装置4采用本领域常规结构的液压插销式升降装置即可，无需特殊定制。需要说明的是，液压插销式升降装置为实现平台桩腿自动升降常用的升降装置，在自升式海上平台中均有应用，其结构为本领域技术人员所熟知，在此不针对其结构进行详细论述。可以理解的是，本领域技术人员也可以采取其他类型的升降装置，只要能够实现升降定位桩3功能即可。

Claims (9)

1.导向架基础，其特征在于：包括基座，所述基座包括位于上部的上基座和位于下部的下基座，所述上基座呈圆柱形，所述下基座呈环形柱状，所述上基座和下基座共轴线设置，所述下基座的底部设有用于插入水下持力层的固定件，所述上基座内和/或所述下基座内设有空腔；所述导向架基础还包括充排气管和充排水管，所述空腔分别与所述充排气管和充排水管连通，所述充排气管和充排水管均安装有阀门。

2.根据权利要求1所述的导向架基础，其特征在于：所述固定件为环绕于所述下基座底部外周的裙带板，所述裙带板的上边沿固定于所述下基座，且所述裙带板自所述下基座的底部沿竖直方向向下延伸。

3.根据权利要求1所述的导向架基础，其特征在于：所述空腔内设有多道分隔壁，所述分隔壁沿竖直方向延伸。

4.根据权利要求3所述的导向架基础，其特征在于：多道所述分隔壁将所述空腔分隔为多个分腔体，多个所述分腔体沿所述基座的周向均布，且每个所述分腔体均连接有所述充排气管和充排水管。

5.根据权利要求1所述的导向架基础，其特征在于：所述下基座的环形内径为其环形外径的1/3～1/2。

6.根据权利要求1所述的导向架基础，其特征在于：所述下基座的环形外径与所述上基座的外径相同。

7.根据权利要求1所述的导向架基础，其特征在于：所述上基座与下基座采用混凝土一体浇筑成型。

8.海上风电直桩导向架，其特征在于：包括导向架平台、多根定位桩、用于驱动所述定位桩相对于所述导向架平台升降的升降装置，以及如权利要求1-7所述的导向架基础；每根所述定位桩通过一个所述升降装置连接于所述导向架平台，每根所述定位桩的底端连接一个所述导向架基础，所述定位桩的底端连接于所述导向架基础的上基座的顶部。

9.根据权利要求8所述的海上风电直桩导向架，其特征在于：所述升降装置为液压插销式升降装置。

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