CN218880838U - 一种振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置，包括顶部夹具和底部扣板。顶部夹具包括振动锤夹持部和扣板连接部；振动锤夹持部的外径与振动锤的夹持钳口的宽度适配；扣板连接部包括内环、顶板和外套圈；顶板的表面上开设多个通孔；底部扣板包括卡套和托环；卡套的顶面上开设多个穿孔；托环的内径与单桩基础的顶部外径适配；将多个穿心式千斤顶安装在顶板上；顶部夹具放在桩顶法兰的顶面上，底部扣板套在单桩基础的顶部并将卡套插入由外套圈的内壁、内环的外壁以及顶板构成的环槽内；将拉杆依次穿过穿孔、通孔和穿心式千斤顶后，依次将垫板和螺帽安装在拉杆上。本实用新型不仅能适应不同型号的振动锤，还能降低桩顶法兰的变形概率。

Description

一种振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置

技术领域

本实用新型涉及一种振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置。

背景技术

目前在国内各个工程领域中，振动锤沉桩目前已有广泛应用，对于海上风电工程，也有较多应用，但都应用于桩径3m以下钢管桩的沉桩施工。对于海上风电单桩基础，其桩径一般大于5.5m。目前国内的海上风电单桩基础，桩顶的桩径一般为7.5m～8.5m，远大于其他工程领域的单桩基础上午桩径。对于采用振动锤进行海上风电单桩基础的施工难点，除了振动锤自身的能力外，桩顶法兰的存在也是阻碍其应用的一大因素。一般情况下，振动锤沉桩需要夹在桩顶进行振动沉桩，但由于国内现有的单桩基础都带有桩顶法兰，直接夹在桩顶法兰上会存在以下问题：

(1)现有的夹具无法配合桩顶法兰的尺寸，无法直接夹上；

(2)由于桩顶法兰的作用是在施工完毕后连接塔筒，因此要求桩顶法兰在施工中过程中不能出现任何变形。而振动锤在振动沉桩的过程中能量很大，桩顶极易出现变形，甚至桩顶也会出现撕裂的情况，如直接夹在桩顶法兰上，很难保证桩顶法兰不变形。

因此目前国内的大多数振动锤，若需要用于单桩基础的振动沉桩，必须解决不适用于带桩顶法兰单桩的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置，它不仅能适应不同型号的振动锤，还能够最大程度的降低桩顶法兰的变形概率。

本实用新型的目的是这样实现的：一种振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置，包括顶部夹具、底部扣板、多个穿心式千斤顶、多根拉杆、多个垫板和多个螺帽；

所述顶部夹具包括一体成型的振动锤夹持部和扣板连接部；其中，

所述振动锤夹持部呈圆筒形且外径与振动锤的夹持钳口的宽度适配；

所述扣板连接部位于所述振动锤夹持部的下部，该扣板连接部包括同轴连接在振动锤夹持部的下端的内环、连接在内环的顶部外端的顶板和连接在顶板的外端的外套圈；所述内环的内径小于等于单桩基础的桩顶法兰的内径，该内环的外径与所述桩顶法兰的外径适配；所述顶板的表面上沿圆周均布地轴向开设多个通孔；

所述底部扣板的轴向剖面呈L，且竖向部为卡套，横向部为托环；其中，

所述卡套的内径与单桩基础的桩顶法兰的外径适配，该卡套的外径小于所述扣板连接部的外套圈的内径，该卡套的顶面上沿圆周均布地轴向开设多个与所述扣板连接部上的多个通孔一一对应的穿孔；

所述托环的内径与单桩基础的顶部外径适配；

多个穿心式千斤顶与多个通孔一一对应地安装在所述扣板连接部的顶板的顶面上；

所述拉杆采用精轧螺纹钢且下端固定一个拉板；

所述顶部夹具同轴地坐在单桩基础的桩顶法兰的顶面上，所述底部扣板套在单桩基础的顶部并将卡套插入由所述扣板连接部的外套圈的内壁、内环的外壁以及顶板构成的环槽内；多根拉杆一一对应地依次从所述卡套上的多个穿孔、顶板上的多个通孔后再穿过多个穿心式千斤顶；多个垫板一一对应地套在多根拉杆上并位于穿心式千斤顶的顶面上；多个螺帽一一对应地旋接在多根拉杆上并位于垫板的顶面上；

通过多个穿心式千斤顶一一对应地提升多根拉杆，使所述底部扣板提升，直到所述托环的顶面与桩顶法兰的底面接触，再将多个螺帽一一对应地将多个垫板紧固在穿心式千斤顶的顶面上。

上述的振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置，其中，若所述振动锤夹持部的内径大于等于所述桩顶法兰的内径时，所述内环的上部内径与振动锤夹持部的内径相同，所述内环的下部内孔面为倒圆锥面，使内环的下端内径小于等于单桩基础的桩顶法兰的内径。

上述的振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置，其中，所述底部扣板由两瓣半圆形扣板通过螺钉合抱而成。

本实用新型的振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置具有以下特点：

1、通过顶部夹具的振动锤夹持部来适应不同型号的振动锤的夹持钳口的宽度；

2、通过顶部夹具中的内环和底部扣板中的托环一一对应地夹持在桩顶法兰的顶面和底面，并通过底部扣板中的卡套套在桩顶法兰的外周面上。由于夹桩装置全部夹持在桩顶法兰的表面，因此能够将振动锤的能量最大程度地分散至整个桩顶法兰的表面上，减少桩顶法兰所受的集中应力，因此能够最大程度的降低桩顶法兰的变形概率。

附图说明

图1是本实用新型的振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置的立体图；

图2是本实用新型的夹桩装置的立体爆炸图；

图3是本实用新型的夹桩装置中的顶部夹具的立体图；

图4是本实用新型的夹桩装置中的底部扣板的立体图

图5是本实用新型的夹桩装置的轴向剖面图；

图6是图5中P部位的放大图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1至图6，本实用新型的振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置，包括顶部夹具1、底部扣板2、多个穿心式千斤顶3、多根拉杆4、多个垫板5和多个螺帽6。

顶部夹具1包括一体成型的振动锤夹持部11和夹具部12；其中，

振动锤夹持部11呈圆筒形且外径与振动锤的夹持钳口的宽度适配；

扣板连接部12设在振动锤夹持部11的下部，该扣板连接部12包括同轴连接在振动锤夹持部11的下端的内环121、连接在内环121的顶部外端的顶板122和连接在顶板122的外端的外套圈123；内环121的内径小于等于单桩基础100的桩顶法兰10的内径，该内环121的外径与桩顶法兰10的外径适配；顶板123的表面上沿圆周均布地轴向开设多个通孔120；通孔120的数量根据单桩基础100的桩径设定，最好为8～40个。

底部扣板2的轴向剖面呈L，且竖向部为卡套21，横向部为托环22；其中，

卡套21的内径与单桩基础100的桩顶法兰10的外径适配，该卡套21的外径小于扣板连接部12的外套圈123的内径，该卡套21的顶面上沿圆周均布地轴向开设多个与扣板连接部12上的多个通孔120一一对应的穿孔210；

托环22的内径与单桩基础100的顶部外径适配。

多个穿心式千斤顶3与多个通孔120一一对应地安装在扣板连接部12的顶板122的顶面上；

拉杆4采用精轧螺纹钢且下端固定一个拉板40；

顶部夹具1同轴地坐在单桩基础100的桩顶法兰10的顶面上，底部扣板2套在单桩基础100的顶部并将卡套21插入由扣板连接部12的外套圈123的内壁、内环121的外壁以及顶板122构成的环槽内；多根拉杆4一一对应地依次从卡套21上的多个穿孔210、顶板122上的多个通孔120后再穿过多个穿心式千斤顶3，并将拉杆4下端的拉板40留在卡套21的底部；多个垫板5一一对应地套在多根拉杆4上并位于穿心式千斤顶3的顶面上；多个螺帽6一一对应地旋接在多根拉杆4上并位于垫板5的顶面上；

通过多个穿心式千斤顶3一一对应地提升多根拉杆4，使底部扣板2提升，直到托环22的顶面与桩顶法兰100的底面接触，再将多个螺帽6一一对应地将多个垫板5紧固在穿心式千斤顶3的顶面上。

为了安装方便，底部扣板2由两瓣半圆环形扣板2’合抱而成。两瓣半圆环形扣板2’的两个端面上均设有端板20，端板20上开设螺栓孔，在两瓣半圆环形扣板2’在单桩基础100上安装到位后通过螺钉和螺母紧固连接。

若顶部夹具1中的振动锤夹持部11的内径大于等于桩顶法兰10的内径(单桩基础100的内径)时，内环121的上部内径与振动锤夹持部11的内径相同，将内环121的下部内孔面为倒圆锥面，使内环121的下端内径小于等于桩顶法兰10的内径，能将内环121的底面全部覆盖在桩顶法兰10的顶面上，分散振动锤的能量。

本实用新型的振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置，在沉桩之前安装在单桩基础100上，并按照以下步骤进行：

1、将顶部夹具1用起重机吊装安放于桩顶法兰10的顶面上，调整桩顶法兰10与顶部夹具1之间的相对位置；

2、将多个穿心式千斤顶3安放于顶部夹具1的顶板122上并一一对应地与多个通孔120对准；

3、从单桩基础100的底部吊入一瓣半圆环形扣板2’，在半圆环形扣板2’的所有穿孔210中和对应的顶部夹具1的通孔120中穿入拉杆4，再在穿心式千斤顶3上部的拉杆4上套装垫板5，并用螺帽6临时固定；

4、安装另一瓣半圆环形扣板2’、拉杆4和垫板5并用螺帽6临时固定；

5、通过多个穿心式千斤顶3逐瓣吊起半圆环形扣板2’的所有拉杆4，直到将两瓣半圆环形扣板2’上的卡套21插入由扣板连接部12的外套圈123的内壁、内环121的外壁以及顶板122构成的环槽内后，直到托环22的顶面与桩顶法兰100的底面接触，再采用螺栓和螺母将两瓣半圆环形扣板2’固定成整体；

6、在所有的穿心式千斤顶3上施加荷载，可通过夹桩装置将整根单桩基础100吊起。

本实用新型的夹桩装置，通过顶部夹具1的振动锤夹持部11来适应不同型号的振动锤的夹持钳口的宽度；通过顶部夹具1中的内环121和底部扣板2中的托环22一一对应地夹持在桩顶法兰10的顶面和底面，并通过底部扣板2中的卡套21套在桩顶法兰10的外周面上。由于夹桩装置全部夹持在桩顶法兰10的表面，因此能够将振动锤的能量最大程度地分散至整个桩顶法兰10的表面上，减少桩顶法兰10所受的集中应力，因此能够最大程度的降低桩顶法兰10的变形概率。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (3)

1.一种振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置，包括顶部夹具、底部扣板、多个穿心式千斤顶、多根拉杆、多个垫板和多个螺帽；其特征在于，

所述顶部夹具包括一体成型的振动锤夹持部和扣板连接部；其中，

所述振动锤夹持部呈圆筒形且外径与振动锤的夹持钳口的宽度适配；

所述扣板连接部位于所述振动锤夹持部的下部，该扣板连接部包括同轴连接在振动锤夹持部的下端的内环、连接在内环的顶部外端的顶板和连接在顶板的外端的外套圈；所述内环的内径小于等于单桩基础的桩顶法兰的内径，该内环的外径与所述桩顶法兰的外径适配；所述顶板的表面上沿圆周均布地轴向开设多个通孔；

所述底部扣板的轴向剖面呈L，且竖向部为卡套，横向部为托环；其中，

所述卡套的内径与单桩基础的桩顶法兰的外径适配，该卡套的外径小于所述扣板连接部的外套圈的内径，该卡套的顶面上沿圆周均布地轴向开设多个与所述扣板连接部上的多个通孔一一对应的穿孔；

所述托环的内径与单桩基础的顶部外径适配；

多个穿心式千斤顶与多个通孔一一对应地安装在所述扣板连接部的顶板的顶面上；

所述拉杆采用精轧螺纹钢且下端固定一个拉板；

所述顶部夹具同轴地坐在单桩基础的桩顶法兰的顶面上，所述底部扣板套在单桩基础的顶部并将卡套插入由所述扣板连接部的外套圈的内壁、内环的外壁以及顶板构成的环槽内；多根拉杆一一对应地依次从所述卡套上的多个穿孔、顶板上的多个通孔后再穿过多个穿心式千斤顶；多个垫板一一对应地套在多根拉杆上并位于穿心式千斤顶的顶面上；多个螺帽一一对应地旋接在多根拉杆上并位于垫板的顶面上；

通过多个穿心式千斤顶一一对应地提升多根拉杆，使所述底部扣板提升，直到所述托环的顶面与桩顶法兰的底面接触，再将多个螺帽一一对应地将多个垫板紧固在穿心式千斤顶的顶面上。

2.根据权利要求1所述的振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置，其特征在于，若所述振动锤夹持部的内径大于等于所述桩顶法兰的内径时，所述内环的上部内径与振动锤夹持部的内径相同，所述内环的下部内孔面为倒圆锥面，使内环的下端内径小于等于单桩基础的桩顶法兰的内径。

3.根据权利要求1所述的振动锤振沉海上风电单桩基础的夹桩装置，其特征在于，所述底部扣板由两瓣半圆形扣板通过螺钉合抱而成。

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