CN219343190U - 一种船载式三层可伸缩移动导向架 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种船载式三层可伸缩移动导向架，包括主体框架、滑动组件、固定基座、液压伸缩系统和液压抱桩臂；主体框架分为底层框架、中层框架、顶层框架、立柱连接架；滑动组件共有两组，两组滑动组件分别设置在中层框架、顶层框架上；固定基座设在底层框架上；液压伸缩系统共有两组，两组液压伸缩系统分别对应两组滑动组件安装；液压抱桩臂共有三组，其中一组液压抱桩臂安装在底层框架的固定基座上，另外两组液压抱桩臂分别安装在中层框架、顶层框架的滑动组件上。本实用新型实现了在外海大潮差、浅覆盖层施工条件下钢管桩沉桩施工的高精度打设要求，同时合理利用了船机资源；节约施工时间；节省导向架加工时间，节省了钢材和船机使用时间。

Description

一种船载式三层可伸缩移动导向架

技术领域

本实用新型涉及海上钢管桩施工的技术领域，尤其涉及一种船载式三层可伸缩移动导向架。

背景技术

海上钢管桩施工作业，国内外主要主要采用专业打桩船、搭设导向架平台以及采用普通的船载式可伸缩移动导向架进行沉桩。而一般的打桩船不能满足大直径钢管桩作业，且不满足施工图纸要求采用定位船和导向架施工。若采用海中搭设导向架平台进行钢管桩施工，因地质影响，整体不稳定，且不满足施工图纸要求采用定位船施工。采用的普通船载式移动导向架，导向架伸出船舶外，安全风险较大，而且锤组需通过导向架才能将钢管桩振沉到位，普通船载式移动导向架不能给锤组让出空间进行施工；如定位船进行移位，则无法保证钢管桩垂直度的限位。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术的不足，而提供一种船载式三层可伸缩移动导向架。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种船载式三层可伸缩移动导向架，包括主体框架、滑动组件、固定基座、液压伸缩系统和液压抱桩臂；

主体框架分为底层框架、中层框架和顶层框架，底层框架、中层框架之间以及中层框架、顶层框架之间均设有立柱连接架；

滑动组件共有两组，两组滑动组件分别设置在中层框架、顶层框架上；

固定基座设置在底层框架上；

液压伸缩系统共有两组，两组液压伸缩系统分别对应两组滑动组件安装；

液压抱桩臂共有三组，其中一组液压抱桩臂安装在底层框架的固定基座上，另外两组液压抱桩臂分别安装在中层框架、顶层框架的滑动组件上。

滑动组件包括两条平行设置的导轨，两条导轨上滑动安装有滑动基座。

液压伸缩系统包括设置在两条导轨之间的液压缸，液压缸的输出杆端部与滑动基座一端固定连接。

液压伸缩系统还包括设置在两条导轨之间的挡块，挡块、滑动基座分别位于液压缸相对的两端，液压缸端部抵触在挡块上。

液压抱桩臂包括固定在滑动基座或固定基座上的侧U形铰接座，侧U形铰接座上板、下板的两端之间均设有弧形的抱桩臂，抱桩臂通过销轴铰接在侧U形铰接座上板、下板之间，抱桩臂外侧壁上铰接有抱桩臂液压缸，抱桩臂液压缸另外一端铰接在滑动基座或固定基座上。

抱桩臂内侧壁上设有若干滑动轮组件，滑动轮组件包括固定在抱桩臂内侧壁上的定位板，定位板上平行设有若干滑动轮安装板，相邻的两个滑动轮安装板之间通过转轴滚动安装有滑动轮，滑动轮的轴心为水平方向。

抱桩臂上表面外侧设有抱桩臂护栏。

销轴与侧U形铰接座之间设有橡胶管。

主体框架还包括设置在底层框架、中层框架、顶层框架一侧的爬梯，中层框架、顶层框架上表面外围设有框架护栏。

中层框架、顶层框架上表面设有面板，导轨、液压伸缩系统安装在面板上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型实现了在外海大潮差、浅覆盖层施工条件下钢管桩沉桩施工的高精度打设要求，同时合理利用了船机资源；节约施工时间；节省导向架加工时间，节省了钢材和船机使用时间。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A的放大图；

图中：1-主体框架；2-滑动组件；3-固定基座；4-液压伸缩系统；5-液压抱桩臂；

101-底层框架；102-中层框架；103-顶层框架；104-立柱连接架；105-爬梯；106-框架护栏；107-面板；

201-导轨；202-滑动基座；

401-液压缸；402-挡块；

501-侧U形铰接座；502-抱桩臂；503-销轴；504-抱桩臂液压缸；505-滑动轮组件；5051-定位板；5052-滑动轮安装板；5053-滑动轮；506-抱桩臂护栏；

以下将结合本实用新型的实施例参照附图进行详细叙述。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

一种船载式三层可伸缩移动导向架，如图1至图2所示，包括主体框架1、滑动组件2、固定基座3、液压伸缩系统4和液压抱桩臂5。

主体框架1分为底层框架101、中层框架102和顶层框架103，底层框架101、中层框架102之间以及中层框架102、顶层框架103之间均设有立柱连接架104；

主体框架1还包括设置在底层框架101、中层框架102、顶层框架103一侧的爬梯105，中层框架102、顶层框架103上表面外围设有框架护栏106。

中层框架102、顶层框架103上表面设有面板107，导轨201、液压伸缩系统4安装在面板107上；

主体框架1高度设置为7.5米，分层高度为3.5米和4米，为消除施工中意外情况，将底层框架101、中层框架102、顶层框架103上均设置两排液压抱桩臂5，一排备用。

滑动组件2共有两组，两组滑动组件2分别设置在中层框架102、顶层框架103上；

固定基座3设置在底层框架101上；

液压伸缩系统4共有两组，两组液压伸缩系统4分别对应两组滑动组件2安装；

液压抱桩臂5共有三组，其中一组液压抱桩臂5安装在底层框架101的固定基座3上，另外两组液压抱桩臂5分别安装在中层框架102、顶层框架103的滑动组件2上。

滑动组件2包括两条平行设置的导轨201，两条导轨201上滑动安装有滑动基座202。

两条导轨201为双轨道内嵌式，采用Q345钢板支座，并滑动基座202底部增加“尼龙耐磨滑块”，减小导轨201和滑动基座202的摩擦力。

液压伸缩系统4包括设置在两条导轨201之间的液压缸401，液压缸401的输出杆端部与滑动基座202一端固定连接。单个液压抱桩臂5与相对应滑动基座202的重量为6.4吨，液压缸401的缸径为245mm，行程为3.5m。

液压伸缩系统4还包括设置在两条导轨201之间的挡块402，挡块402、滑动基座202分别位于液压缸401相对的两端，液压缸401端部抵触在挡块402上。

液压抱桩臂5包括固定在滑动基座202或固定基座3上的侧U形铰接座501，侧U形铰接座501上板、下板的两端之间均设有弧形的抱桩臂502，抱桩臂502通过销轴503铰接在侧U形铰接座501上板、下板之间，抱桩臂502外侧壁上铰接有抱桩臂液压缸504，抱桩臂液压缸504另外一端铰接在滑动基座202或固定基座3上。

抱桩臂液压缸504的缸径为245mm，行程为98cm，是控制抱桩臂502开合的动力装置。

抱桩臂502内侧壁上设有若干滑动轮组件505，滑动轮组件505包括固定在抱桩臂502内侧壁上的定位板5051，定位板5051上平行设有若干滑动轮安装板5052，相邻的两个滑动轮安装板5052之间通过转轴滚动安装有滑动轮5053，滑动轮5053的轴心为水平方向。

为保证钢管桩防腐涂层不被破坏，滑动轮5053采用聚酰胺尼龙轮，作为钢管桩防腐涂层的保护装置，其破坏性较小。

抱桩臂502上表面外侧设有抱桩臂护栏506。

销轴503与侧U形铰接座501之间设有橡胶管，减小销轴503和抱桩臂502间的摩擦力。

上述船载式三层可伸缩移动导向架的研发目的如下：

一是解决在钢管沉桩过程不需要移动船舶和导向架，通过导向架的抱桩臂502进行伸缩实现锤组顺利通过导向架对钢管桩进行振沉，使钢管桩顺利振沉至设计标高。

二是解决在振沉过程中，由于地质和潮汐作用影响，钢管桩在施工中易造成偏位及垂直度超过允许范围，需对其进行偏位和垂直度进行调整。通过对移动导向架的优化改进，实现在钢管桩沉桩过程中可通过导向架的抱桩臂502，对钢管桩的垂直度及偏位进行调整。

三是解决施工区域覆盖层浅、钢管桩长短不一相差较大，采用一般导向架装置，钢管桩垂直度控制困难。在钢管桩沉桩过程，需实现移动导向架全过程对钢管进行限位，保证钢管桩垂直度。

四是解决钢管桩在施工过程中，导向架不对钢管桩的防腐涂层进行破坏，钢管桩表面有一层防腐涂层，在施工过程中保护措施不到位，容易对钢管桩防腐造成破坏，无法保证其耐久性。

五是解决导向架伸出起重船船舷所带来的安全隐患，一般传统导向架安装在起重船船舷上，其2/3的结构处于悬挑状态，施工安全风险大，整体稳定性较差。实现导向架主体结构全部位于船舶甲板上，使用时，抱桩臂502伸出进行沉桩。

施工流程为：

施工准备→船舶驻位→移动导向架定位→船舶独立吊桩、立桩→钢管桩自沉施工→上层导向架的抱桩臂502伸缩→振动锤振沉钢管桩施工→冲击锤复打→中层导向架的抱桩臂502伸缩→测量复测及船舶移位。

施工工序如下：

1)施工准备

按照导向架设计图纸完成三层可伸缩移动导向架的加工，并安装在起重船相应位置，同时完成钢管桩施工测量定位系统、扫描仪等设备的安装。在进行设备仪器等安装期间，完成相关技术准备资料的报备，组织施工人员进行技术安全交底等，并准备钢管桩吊具、钢丝绳等。提前组织钢管桩加工检验，合格后按照预定时间进场。

2)船舶驻位

起重船按照施工时间计划安排，到施工桩位进行抛锚驻位。打开船舶高精度自动锚缆调整系统，输入参数，全程由自动锚缆系统对船舶平面位置进行调整，避免因海浪等原因造成船舶偏位，导向架移位，不能按照设计位置进行钢管沉桩。钢管桩加工、防腐涂装完成经检验合格后，装船运输至施工现场指定地点驻位。

3)移动导向架定位

系统粗定位：施工前，测量人员对桩位进行放样，船舶根据放样坐标调整船体参数的测定和两个坐标系统的转换关系能得到导向架的抱桩臂502中心的绝对位置，用以引导起重船进入作业位置驻位，移动导向架完成定位。

系统精确定位：粗定位完成后起吊钢管桩，在钢管桩进入抱桩臂502的0.5m范围内切换精确定位。精确定位是通过四台扫描仪的同步数据平均值来确定当前管桩的位置的偏差，进而引导抱桩臂502的液压伸缩系统4调整到设计位置。

4)船舶独立吊桩、立桩

船舶就位后，天威副钩吊持专用扁担梁吊具，连接桩顶两处吊耳，主钩通过钢丝绳和卸扣连接桩底处吊点。将桩缓慢平吊后转向，当桩转离运桩船后，副钩上升，主钩下降，至主钩钢丝绳松弛后，在运桩船上抽拚解脱桩底吊点与主钩钢丝绳的连接，继续上提，完成立桩。

5)钢管桩自沉施工

钢管桩立桩后，缓慢转动吊机，调整桩架角度，将钢管桩从侧面进入导向架，抱紧上层抱桩臂502，使用天威上打桩测量系统进行定位，使用相邻墩台上悬挂的测量平台上的全站仪对钢管桩的状态进行校核，对桩身偏位及垂直度进行精确调整，调整完成后缓慢落钩自沉，自沉过程中对钢管桩的姿态进行实时观测，若偏位或垂直度超出允许偏差，立即停止自沉，使用上层抱桩臂502进行微调或者上拔重新定位。自沉过程中，若钢管桩已自沉至上层抱桩臂502以下，抱紧中层抱桩臂502，同时打开上层抱桩臂502，继续在中层抱桩臂502的限位下自沉。自沉完成后，解脱天威副钩钢丝绳与钢管桩的连接。

6)上层导向架抱桩臂502伸缩

控制上层抱桩臂502收回，使振动锤能够顺利通过。

7)振动锤振沉钢管桩施工

自沉完毕后，天威吊APE-600液压振动锤旋转，夹持住钢管桩上口，开锤前，对钢管桩的偏位及垂直度进行复核，确认无误后，开启振动锤，振沉钢管桩。起振时，使用1100rpm怠速，钢管桩稳定后，逐步增加转速，正常振沉控制在1250-1500rpm，至最高不超过1800rpm，连续振沉15min后，停锤检查冷却。振沉过程中，对桩身的偏位及垂直度进行实时监控，发现桩身偏位及垂直度超限，立即停止振沉，采取留振调位或者上拔等纠偏措施。振沉完毕后，打开振动锤夹头，稍稍打开液压抱桩器502，观测桩身偏位及垂直度，满足设计要求后，吊离振动锤更换液压冲击锤。

8)冲击锤复打

振动锤初打完成后，对于未振沉到位的钢管桩，天威自行起吊蒙克800液压冲击锤复打至设计标高。在抱桩臂502的限位下进行复打，复打时重点控制锤击能量，锤击能量分级提高，使用100KJ能量打入0.5m后，提高能量至150KJ，继续打入0.5m，提高能量至200KJ打入0.5m，依次分级提高，最高锤击能量不高于320KJ复打至设计标高。当连续10阵贯入度≤5mm时，停止锤击，联系监理设计解决。

9)中层导向架伸缩

当使用冲击锤进行钢管桩施工时，若钢管桩未振沉到位，且钢管桩贯入度≥5mm时，若钢管桩桩顶位于中层导向架抱桩臂502的顶部，打开中层抱桩臂502，收回中层抱桩臂502，继续使用冲击锤进行钢管桩施工。

10)测量复测及船舶移位

钢管桩振沉至设计标高后，测量人员利用打桩定位测量系统及全站仪对钢管桩坐标及偏位情况进行复测，复测合格，打开下层抱桩臂502，船舶进行移位。如复测钢管桩垂直度、偏位等不满足要求的钢管桩，对钢管桩进行拔出，移动导向架、船舶重新定位，重复以上工作进行钢管桩施工。

本实用新型实现了在外海大潮差、浅覆盖层施工条件下钢管桩沉桩施工垂直度不大于1/250，平面偏差不大于80mm的高精度打设要求，通过对钢管桩的数据整理钢管桩垂直度均控制在1/300以下，施工精度明显提高，同时合理利用了船机资源。

采用本实用新型的船载式三层可伸缩移动导向架沉桩与传统导向架施工相比，使用传统导向架一天施工2根桩，共72根桩，施工天数72/2＝36天，而三层可伸缩导向架一天施工3根桩，施工天数72/3＝24天，节约施工时间12天。

采用本实用新型的船载式三层可伸缩移动导向架沉桩与传统导向架施工相比，不仅节省导向架加工时间，同时节省了钢材和船机使用时间，结合以往施工经验，对导向架进行成本进行分析，导向架加工工期7天，可节约生产成本。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种船载式三层可伸缩移动导向架，其特征在于，包括主体框架(1)、滑动组件(2)、固定基座(3)、液压伸缩系统(4)和液压抱桩臂(5)；

主体框架(1)分为底层框架(101)、中层框架(102)和顶层框架(103)，底层框架(101)、中层框架(102)之间以及中层框架(102)、顶层框架(103)之间均设有立柱连接架(104)；

滑动组件(2)共有两组，两组滑动组件(2)分别设置在中层框架(102)、顶层框架(103)上；

固定基座(3)设置在底层框架(101)上；

液压伸缩系统(4)共有两组，两组液压伸缩系统(4)分别对应两组滑动组件(2)安装；

液压抱桩臂(5)共有三组，其中一组液压抱桩臂(5)安装在底层框架(101)的固定基座(3)上，另外两组液压抱桩臂(5)分别安装在中层框架(102)、顶层框架(103)的滑动组件(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种船载式三层可伸缩移动导向架，其特征在于，滑动组件(2)包括两条平行设置的导轨(201)，两条导轨(201)上滑动安装有滑动基座(202)。

3.根据权利要求2所述的一种船载式三层可伸缩移动导向架，其特征在于，液压伸缩系统(4)包括设置在两条导轨(201)之间的液压缸(401)，液压缸(401)的输出杆端部与滑动基座(202)一端固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种船载式三层可伸缩移动导向架，其特征在于，液压伸缩系统(4)还包括设置在两条导轨(201)之间的挡块(402)，挡块(402)、滑动基座(202)分别位于液压缸(401)相对的两端，液压缸(401)端部抵触在挡块(402)上。

5.根据权利要求4所述的一种船载式三层可伸缩移动导向架，其特征在于，液压抱桩臂(5)包括固定在滑动基座(202)或固定基座(3)上的侧U形铰接座(501)，侧U形铰接座(501)上板、下板的两端之间均设有弧形的抱桩臂(502)，抱桩臂(502)通过销轴(503)铰接在侧U形铰接座(501)上板、下板之间，抱桩臂(502)外侧壁上铰接有抱桩臂液压缸(504)，抱桩臂液压缸(504)另外一端铰接在滑动基座(202)或固定基座(3)上。

6.根据权利要求5所述的一种船载式三层可伸缩移动导向架，其特征在于，抱桩臂(502)内侧壁上设有若干滑动轮组件(505)，滑动轮组件(505)包括固定在抱桩臂(502)内侧壁上的定位板(5051)，定位板(5051)上平行设有若干滑动轮安装板(5052)，相邻的两个滑动轮安装板(5052)之间通过转轴滚动安装有滑动轮(5053)，滑动轮(5053)的轴心为水平方向。

7.根据权利要求6所述的一种船载式三层可伸缩移动导向架，其特征在于，抱桩臂(502)上表面外侧设有抱桩臂护栏(506)。

8.根据权利要求7所述的一种船载式三层可伸缩移动导向架，其特征在于，销轴(503)与侧U形铰接座(501)之间设有橡胶管。

9.根据权利要求8所述的一种船载式三层可伸缩移动导向架，其特征在于，主体框架(1)还包括设置在底层框架(101)、中层框架(102)、顶层框架(103)一侧的爬梯(105)，中层框架(102)、顶层框架(103)上表面外围设有框架护栏(106)。

10.根据权利要求9所述的一种船载式三层可伸缩移动导向架，其特征在于，中层框架(102)、顶层框架(103)上表面设有面板(107)，导轨(201)、液压伸缩系统(4)安装在面板(107)上。

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