CN216615834U - 一种海上风电单桩基础施工专用船 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海上施工领域，特别涉及到一种海上风电单桩基础施工专用船。本实用新型一种海上风电单桩基础施工专用船，通过科学设计和配置打桩定位系统、锚链组、导向平台、起重架、桩锤系统、吊机及液压系统和电气系统等相关设备，组成成套单桩基础施工作业系统，解决了再一条工程船的有限甲板和作业空间内，实现单桩基础施工全流程作业。显著提高了海上风电基础施工工程的施工效率，工程质量好，控制精度高，运行平稳，不仅节约了大量的人力物力资源、缩短工程周期，大幅度降低了工程费用，而且操作简捷、易于实施、改变了长期以来需要多船多设备完成的海上工程作业的现状。

Description

一种海上风电单桩基础施工专用船

【技术领域】

本实用新型涉及海上施工领域，特别涉及到一种海上风电单桩基础施工专用船。

【背景技术】

海上风力发电是当前最具规模开发和商业发展前景的低碳新能源之一，已成为我国能源体系的重要组成部分，在世界各国都得到大力推动发展。在“3060”的双碳目标指引下，全国海上风电规划总量超过8000万千瓦，重点布局分布在江苏、浙江、福建、广东、广西等沿海省市，行业开发前景广阔。随着国内海上风电行业的发展，已经由小规模的示范发展转变为规模化连片发展和大型海上风电基地和能源岛发展，风电机组不断向大型化发展，风场离岸距离越来越远，施工海域也越来越深，都不断促使海上风电施工工艺和施工专用船舶功能优化提升。

单桩基础作为国内海上风电最常用的海上风电基础型式具有适用性高、施工快捷等特点，普遍应用于各大主要海上风电基地，提升单桩基础施工效率和质量对促进国内海上风电发展具有十分重要的意义。因而，针对上述要求需要我们设计一种施工快捷方便，经济性好以及能够保证钢桩位置、垂直度、高程及高差准确及科学性的施工方法，以及设计一种该方法中使用的专用船。

【实用新型内容】

本实用的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种海上风电单桩基础施工专用船。

针对上述的问题，本实用新型采用以下技术方案:

一种海上风电单桩基础施工专用船，包括船体本体，所述船体本体上设有打桩定位系统、锚链组、导向平台、起重架、桩锤系统、吊机、液压系统和电气系统，所述导向平台、桩锤系统、吊机和液压系统均与电气系统电连接，所述起重架主体结构为箱梁式桁架结构，起重架下部通过底柱、斜撑和下拉杆与船体本体连接，吊机设置于起重架顶部，所述导向平台架设在船体本体上，所述桩锤系统置于船体本体甲板面上，所述锚链组设置在船体本体的两端，所述打桩定位系统和锚链组均与船体本体上的控制系统电连接，所述吊机旋转半径大于导向平台与吊机的距离。

优选地，所述打桩定位系统包括位于操控室的电脑终端、位于二层舱室的光电测距仪、DV探头和设置在前后甲板上的台GPS测站，所述GPS测站、光电测距仪和DV探头均与电脑终端电连接。

优选地，所述船体本体为双体船，所述船体本体设有第一副船和第二副船，所述起重架和导向平台架设在第一副船和第二副船之间，起重架位于船体几何中心位置，导向平台位于起重架前方。

优选地，所述吊机包括吊臂、转台、立柱、斜撑、变幅滑轮组和回转支承，所述立柱固定设置在起重架上并竖直设置，斜撑一端与立柱顶部固定连接，斜撑另一端与起重架顶部后两个拐角固定，转台通过与回转支承螺栓连接套设在立柱上，所述回转支承与焊接在立柱下部的法兰螺栓连接，吊臂一端通过销轴与转台枢接，吊臂的另一端与立柱顶部之间设置有变幅滑轮组，吊臂通过变幅滑轮组实现吊臂绕转动上下转动。

优选地，所述锚链组包括个工作锚，第一副船和第二副船均设有船头和船尾，所述第一副船和第二副船的船头均设有个工作锚，所述第一副船和第二副船的船尾均设有个工作锚。

优选地，所述导向平台包括导向架和条定位桩，所述定位桩平均布设在导向架的周向方向上，位于定位桩的相对位上的导向架上设有用于架设在第一副船和第二副船的支腿。

优选地，所述导向架包括上抱箍和下抱箍，所述上抱箍和下抱箍上均设有个液压顶，所述液压顶的端部设有滚轮，所述滚轮通过滚轴与液压顶的端部滚动连。

本实用新型一种海上风电单桩基础施工专用船的有益效果如下：

本实用新型一种海上风电单桩基础施工专用船，通过科学设计和配置打桩定位系统、锚链组、导向平台、起重架、桩锤系统、吊机及液压系统和电气系统等相关设备，组成成套单桩基础施工作业系统，解决了再一条工程船的有限甲板和作业空间内，实现单桩基础施工全流程作业。通过在船体上设置打桩定位系统和锚链组，通过电脑终端计算专用船的位置，并通过调节锚链组，使得专用船能精确定位在打桩位置，将导向平台定位桩插入海床并将导向平台悬挂固定在定位桩上，吊机将海上风电大型钢管桩起吊喂进导向平台，导向平台调整钢桩垂直度，吊机起吊桩锤系统进行沉桩作业，沉桩完成后将导向平台与定位桩断开连接并架设在船体上，拔出定位桩并与导向平台连接固定，移船前往下一个机位。

本工程船创造性设计，显著提高了海上风电基础施工工程的施工效率，工程质量好，控制精度高，运行平稳，不仅节约了大量的人力物力资源、缩短工程周期，大幅度降低了工程费用，而且操作简捷、易于实施、改变了长期以来需要多船多设备完成的海上工程作业的现状，为开发海上风电事业提供了新型的施工装备。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。

【附图说明】

图1为本实用新型示意图；

图2为导向平台示意图；

图3为图2-A放大图；

图4为立柱的主视图；

图5为起重架的主视图；

图6-8为吊机示意图；

图9为图6-A的局部放大图；

船体本体100；吊机110；第一副船210；第二副船220；工作锚310；导向架410；定位桩420；支腿430；411上抱箍；下抱箍412；液压顶510；滚轮520；滚轴530；立柱610；起重架600；吊臂111；转台112；立柱113；斜撑114；变幅滑轮组115；回转支承116；搁置架117。

【具体实施方式】

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

请参见图1-9，图1-9揭示的是一种海上风电单桩基础施工专用船的最佳实施方式：

一种海上风电单桩基础施工专用船，包括船体本体100。所述船体本体100上设有打桩定位系统、锚链组、导向平台、起重架600、桩锤系统、吊机110、液压系统和电气系统，所述导向平台、桩锤系统、吊机和液压系统均与电气系统电连接，所述起重架600主体结构为箱梁式桁架结构，起重架600下部通过底柱、斜撑和下拉杆与船体本体100连接；本实施例中，所述船体本体100为开口船，所述开口船设有第一副船210和第二副船220，所述第一副船210和第二副船220之间形成通道。

具体地，所述船体本体100上设有打桩定位系统、锚链组、导向平台和吊机110；本实施例中，为了更好的施工，导向平台和吊机110架设在第一副船210和第二副船220上，导向平台部分浸泡在河水中，并实现拖航。

本实施例中，所述吊机100包括吊臂111、转台112、立柱113、斜撑114、变幅滑轮组115和回转支承116，所述立柱113固定设置在起重架600上并竖直设置，斜撑114一端与立柱113顶部固定连接，斜撑114另一端与起重架顶部后两个拐角固定，转台112通过与回转支承116螺栓连接套设在立柱113上，所述回转支承116与焊接在立柱113下部的法兰螺栓连接，吊臂111一端通过销轴与转台112枢接，吊臂111的另一端与立柱113顶部之间设置有变幅滑轮组115，吊臂111通过变幅滑轮组115实现吊臂111绕转动上下转动。本实施中，所述甲板上还设有搁置架117，不使用时，吊臂111的存放是通过变幅滑轮组115将吊臂111放置于甲板面的搁置架117上。所述回转支撑116由电动机、制动器、行星齿轮减速机及大小齿轮组成，小齿轮与大齿轮之间采用偏法兰定位，回转支承为带外齿轮并且可以防水的三排滚柱式类型，减速机安装在立柱上，成四角布置。

更加具体地，所述导向平台包括导向架410和4条定位桩420，所述定位桩420平均布设在导向架410的周向方向上，位于定位桩420的相对位上的导向架410上设有用于架设在第一副船210和第二副船220的支腿430。本实施例中，支腿430用于与第一副船210和第二副船220固定连接，从而将导向架410架设在专用船上，随专用船移动而移动；本实施例中，定位桩420可根据现场实际需要插入海床脱离船体形成固定式平台，也可以架设在导向架410上随船体移动。本实施例中，定位桩420通过支撑机构悬挂在导向架410上，工作时，吊机110吊起定位柱，然后拆卸对应的支撑机构，再通过振动锤将定位柱下沉。打桩完毕后，吊机110吊起定位柱，同时通过振动锤，将定位柱拔起，然后在用支撑机构将定位柱悬挂在导向架410上。解决了需要多次插拔导向架410的问题，提高企业生产率。

更加具体地，所述导向架410包括上抱箍411和下抱箍412，所述上抱箍411和下抱箍412上均设有4个液压顶510，所述液压顶510的端部设有滚轮520，所述滚轮520通过滚轴530与液压顶510的端部滚动连接。工作时，通过上抱箍411和下抱箍412的液压顶510，时刻维持钢桩的垂直度；本实施例中，滚轮520采用橡胶轮，在施工过程中可有效保护钢桩表面油漆不被破坏。

更加具体地，所述锚链组设置在船体本体100的两端；本实施例中，所述锚链组包括8个工作锚310，第一副船210和第二副船220均设有船头和船尾，所述第一副船210和第二副船220的船头均设有2个工作锚310，所述第一副船210和第二副船220的船尾均设有2个工作锚310。

更加具体地，所述打桩定位系统包括位于操控室的电脑终端、位于二层舱室的光电测距仪、DV探头和设置在前后甲板上的3台GPS测站，所述GPS测站、光电测距仪和DV探头均与电脑终端电连接。通过在电脑终端输入待施工机位做标和站位角度，电脑终端即可实时显示出桩位偏差及扭角偏差，根据偏差情况，专用船驶向机位位置并抛8个工作锚310，专用船8个工作锚310组成的锚链组可通过电脑终端集中操作。专用船8个工作锚310抛设到位后，通过GPS测站显示偏差情况，在电脑终端对各锚情况进行调节，通过绞锚移船精确定位至打桩位置。

所述打桩定位系统和锚链组均与船体本体100上的控制系统电连接，所述吊机110旋转半径大于导向平台与吊机110的距离。本实施例中，吊机110的最大起吊能力为1800吨，满足日常工作的需要。本实施例中，以水平面为基准，吊机的垂直旋转角度，向上最大转动为80°，向下最大转动41°。以船体本体100中线向右45°为基准，左右最大转动为105°。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种海上风电单桩基础施工专用船，其特征在于：包括船体本体(100)，所述船体本体(100)上设有打桩定位系统、锚链组、导向平台、起重架(600)、桩锤系统、吊机(110)、液压系统和电气系统，所述导向平台、桩锤系统、吊机和液压系统均与电气系统电连接，所述起重架(600)主体结构为箱梁式桁架结构，起重架(600)下部通过底柱、斜撑和下拉杆与船体本体(100)连接，吊机(110)设置于起重架(600)顶部，所述导向平台架设在船体本体(100)上，所述桩锤系统置于船体本体甲板面上，所述锚链组设置在船体本体(100)的两端，所述打桩定位系统和锚链组均与船体本体(100)上的控制系统电连接，所述吊机(110)旋转半径大于导向平台与吊机(110)的距离。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础施工专用船，其特征在于：所述打桩定位系统包括位于操控室的电脑终端、位于二层舱室的光电测距仪、DV探头和设置在前后甲板上的3台GPS测站，所述GPS测站、光电测距仪和DV探头均与电脑终端电连接。

3.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础施工专用船，其特征在于：所述船体本体(100)为双体船，所述船体本体(100)设有第一副船(210)和第二副船(220)，所述起重架(600)和导向平台架设在第一副船(210)和第二副船(220)之间，起重架(600)位于船体几何中心位置，导向平台位于起重架(600)前方。

4.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础施工专用船，其特征在于：所述吊机(110)包括吊臂(111)、转台(112)、立柱(113)、斜撑(114)、变幅滑轮组(115)和回转支承(116)，所述立柱(113)固定设置在起重架(600)上并竖直设置，斜撑(114)一端与立柱(113)顶部固定连接，斜撑(114)另一端与起重架顶部后两个拐角固定，转台(112)通过与回转支承(116)螺栓连接套设在立柱(113)上，所述回转支承(116)与焊接在立柱(113)下部的法兰螺栓连接，吊臂(111)一端通过销轴与转台(112)枢接，吊臂(111)的另一端与立柱(113)顶部之间设置有变幅滑轮组(115)，吊臂(111)通过变幅滑轮组(115)实现吊臂(111)绕转动上下转动。

5.根据权利要求3所述的一种海上风电单桩基础施工专用船，其特征在于：所述锚链组包括8个工作锚(310)，第一副船(210)和第二副船(220)均设有船头和船尾，所述第一副船(210)和第二副船(220)的船头均设有2个工作锚(310)，所述第一副船(210)和第二副船(220)的船尾均设有2个工作锚(310)。

6.根据权利要求1所述的一种海上风电单桩基础施工专用船，其特征在于：所述导向平台包括导向架(410)和4条定位桩(420)，所述定位桩(420)平均布设在导向架(410)的周向方向上，位于定位桩(420)的相对位上的导向架(410)上设有用于架设在第一副船(210)和第二副船(220)的支腿(430)。

7.根据权利要求6所述的一种海上风电单桩基础施工专用船，其特征在于：所述导向架(410)包括上抱箍(411)和下抱箍(412)，所述上抱箍(411)和下抱箍(412)上均设有4个液压顶(510)，所述液压顶(510)的端部设有滚轮(520)，所述滚轮(520)通过滚轴(530)与液压顶(510)的端部滚动连。

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