CN219384725U - 海上风电无吊耳钢管桩翻桩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上风电无吊耳钢管桩翻桩装置，包括环形抱臂、吊耳组、伸缩油缸组和变径调节板组；抱臂为对开为两个半抱合臂的圆形环状体；各半抱合臂的一端端面设有凸榫、另一端端面开设有与凸榫相配合的通槽，且二者通过液压螺栓连接为一体；吊耳组由两个对称固定在环形抱臂外壁上的吊耳构成，各吊耳对开为两部分；伸缩油缸组由多个伸缩油缸构成，其呈辐射状设置在环形抱臂上；变径调节板组由多块变径调节板构成，其圆周方向竖直设置在环形抱臂内侧，各伸缩油缸的伸缩杆居中固定在各变径调节板的一侧板面；该装置可适用于不同直径钢管桩的翻桩作业施工，且施工方便，单起重船即可实现钢管桩翻桩操作，不仅节约船机资源，且有效提高翻桩效率。

Description

海上风电无吊耳钢管桩翻桩装置

技术领域

本实用新型涉及海上风电工程技术领域，特别涉及一种海上风电无吊耳钢管桩翻桩装置。

背景技术

钢管桩起吊翻桩装置是海上风电施工的核心装置，主要用于在打桩之前保证钢管桩顺利从运输船上起吊并翻转至竖直方向，再进行钢管桩施打。

传统风电管桩身上焊接有吊耳，再通过平衡吊梁及钢丝绳与起重船钩头连接的方式施工。随着海上风电向深水区发展，钢管桩桩径变大、桩长增长的趋势日益明显，这将导致吊耳增大、造价升高，对船机设备要求显著提高。此外，吊耳凸出桩体，当打桩溜桩时，吊耳易与抱桩器发生碰撞，存在安全风险。

基于此，针对无吊耳的钢管桩就需要设计辅助的翻桩设备进行辅助作业。已公开专利CN115321351A公开了一种海上风电钢管桩起吊翻桩装置，已公开专利CN114249228A公开了一种海上风电钢管桩起吊翻桩装置及其施工方法，已公开专利CNCN217867777U公开了一种无吊耳钢管桩起吊翻身装置；上述公开的翻桩装置虽然均适用于无吊耳钢管桩，但是其均属于固定在钢管桩内的内撑式翻桩工装，该类型翻桩装置位于桩头顶部，易顶坏桩顶、碰坏内环板，导致法兰变形、掉热浸锌等，同时由于桩长增加的趋势，单船作业情况下工装位于顶部，与底部吊绳的跨距增大易发生脱钩；而在双船作业情况下，增加了作业协调难度、效率降低，还会增加船机费用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种解决上述现有技术问题的无吊耳钢管桩起吊翻桩装置。

为此，本实用新型技术方案如下：

一种无吊耳钢管桩起吊翻桩装置，包括环形抱臂、吊耳组、伸缩油缸组和变径调节板组；其中，

环形抱臂为内径大于钢管桩的外径的圆形环状体，其对开为第一半抱合臂和第二半抱合臂；各半抱合臂的一端端面向外侧凸起并形成有凸榫、另一端端面开设有与凸榫相配合的通槽，使第一半抱合臂和第二半抱合臂对合为一个圆形环状体时，位于第一半抱合臂两端端面处的凸榫和通槽分别与位于第二半抱合臂两端端面处的通槽和凸榫相嵌合，且每个由通槽与凸榫形成的嵌合处均通过沿轴向间隔设置的多个液压螺栓连接固定为一体；

吊耳组由两个吊耳构成，二者分别对称地固定在第一半抱合臂与第二半抱合臂之间的两个嵌合处环形抱臂外壁上；每个吊耳均沿环形抱臂的对开线对开为分别固定在第一半抱合臂和第二半抱合臂的两部分；

伸缩油缸组由多个伸缩油缸构成，其呈辐射状一一对应地穿设在沿周向均布开设在环形抱臂上的各径向安装孔内；各伸缩油缸以其伸缩杆朝向环形抱臂中心处的方式将其缸筒固定在安装孔的孔壁上；

变径调节板组由多块变径调节板构成，其数量与伸缩油缸的数量形同；多块变径调节板呈竖直设置并沿圆周方向设置在环形抱臂的内侧，各伸缩油缸的伸缩杆杆端分别一一对应地居中固定在各变径调节板的一侧板面。

进一步地，吊耳由环形体和环形挡板构成，环形体的一端端面居中固定在环形挡板的一侧板面上，且环形挡板的外径大于环形本体的外径；环形体的另一端端面固定在环形抱臂的外壁上。

进一步地，变径调节板为正方向钢板，其板面尺寸略大于伸缩杆的杆端端面尺寸。

进一步地，还包括防碰撞垫组，其由多块防碰撞垫构成，且防碰撞垫的数量和尺寸均与变径调节板的数量和尺寸相同；多块防碰撞垫分别一一对应地固定在各变径调节板的另一侧板面上。

进一步地，防碰撞垫为厚度为3～5mm的耐磨橡胶垫。

与现有技术相比，该无吊耳钢管桩起吊翻桩装置结构设计合理，可适用于不同直径钢管桩的翻桩作业施工，且易操作、施工方便，单起重船即可实现钢管桩翻桩操作，不仅节约船机资源，且能实现有效提高翻桩效率；另外，该无吊耳钢管桩起吊翻桩装置的结构设计相对于现有固定在钢管桩内的内撑式翻桩工装还能避免溜桩时吊耳易与抱桩器发生碰撞的风险，且也不会损伤钢管桩内壁及其法兰，具有很好的市场应用和推广前景。

附图说明

图1为本实用新型的无吊耳钢管桩起吊翻桩装置的结构示意图；

图2为本实用新型的无吊耳钢管桩起吊翻桩装置的俯视图；

图3为本实用新型的无吊耳钢管桩起吊翻桩装置的分体状态示意图；

图4为本实用新型的无吊耳钢管桩起吊翻桩装置的翻桩作业示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。

参见图1，该无吊耳钢管桩起吊翻桩装置包括环形抱臂、吊耳组、伸缩油缸组和变径调节板组。其中，

环形抱臂为内径大于钢管桩的外径的圆形环状体，其轴向截面为矩形；环形抱臂对开为第一半抱合臂1和第二半抱合臂2；各半抱合臂的一端端面中部向外侧凸起并形成有凸榫8，凸榫8沿环形抱臂轴向设置，且其长度与环形抱臂的轴向长度相同；各半抱合臂的另一端端面居中开设有与凸榫8相配合的通槽7，使第一半抱合臂1和第二半抱合臂2对合为一个圆形环状体时，位于第一半抱合臂1两端端面处的凸榫8和通槽7分别与位于第二半抱合臂2两端端面处的通槽7和凸榫8相嵌合，且每个由通槽7与凸榫8形成的嵌合处均通过沿轴向间隔设置的六个液压螺栓9，将第一半抱合臂1和第二半抱合臂2可拆卸地连接固定为一体；使用时，液压螺栓通过管路与船上的液压泵站连接，以保证第一半抱合臂1和第二半抱合臂2稳固连接为一体。

吊耳组由两个吊耳6构成，二者分别对称地固定在第一半抱合臂1与第二半抱合臂2之间的两个嵌合处环形抱臂外壁上；具体地，吊耳6由环形体和环形挡板构成，环形体的一端端面居中固定在环形挡板的一侧板面上，且环形挡板的外径大于环形本体的外径；环形体的另一端端面焊接固定在环形抱臂的外壁上，使吊耳6以其轴向垂直于环形抱臂外壁的方式固定在环形抱臂上；其中，每个吊耳6均沿环形抱臂的对开线对开为分别固定在第一半抱合臂1和第二半抱合臂2的两部分，使第一半抱合臂1与第二半抱合臂2分离时，每个吊耳6的两部分随二者分离；而第一半抱合臂1与第二半抱合臂2对合时，每个吊耳6的两部分再同步对合为一个完整吊耳；该吊耳组的吊耳以对开的形式分别设置在两个半抱合臂上，不仅使为无吊耳的钢管桩增加吊装用的吊耳，且在进行吊装的过程中能够通过吊绳使两个半抱合臂增加附加连接力，提高环形抱臂的结构稳定性。

伸缩油缸组由八个伸缩油缸3构成，对应地，每个半抱合臂上沿周向均布开设有八个用于伸缩油缸3的圆形安装孔，使八个伸缩油缸3呈辐射状设置并一一对应地分别插装在各安装孔内；其中，各伸缩油缸3以其伸缩杆朝向环形抱臂中心处的方式设置在安装孔内，伸缩油缸3的缸筒焊接固定在安装孔的孔壁上；初始状态下，伸缩油缸3的伸缩杆为收缩状态，其靠近环形抱臂内壁一侧；使用时，八个伸缩油缸3通过输油管线与船上的液压泵站连接，通过液压泵站，控制八个伸缩油缸3的伸缩杆同步伸出或回缩。

变径调节板组由八块变径调节板4构成，其呈竖直设置并沿圆周方向设置在环形抱臂的内侧，各缩油缸3的伸缩杆杆端分别一一对应地焊接固定在各变径调节板4的一侧板面中心处；八块变径调节板4随八个伸缩油缸3的伸缩杆同步伸出或回缩，使八块变径调节板4合围形成一个内径可调节的类环形结构，以实现环抱并紧固于钢管桩的外壁上的目的；优选，变径调节板4为正方形钢板，其板面尺寸略大于伸缩杆的杆端端面尺寸。

作为本实施例的一个优选技术方案，该装置还包括防碰撞垫组，其由八块防碰撞垫5构成，并分别一一对应地固定在各变径调节板4的另一侧板面上；各防碰撞垫5采用与变径调节板4的板面尺寸相同的耐磨橡胶垫，其厚度为3～5mm，使其不仅有利于抱紧钢管桩，还能避免变径调节板4直接接触钢管桩而损坏钢管桩的外壁。

采用该无吊耳钢管桩起吊翻桩装置实现无吊耳钢管桩翻桩作业的具体作业步骤如下：

S1、根据所打桩径，利用液压泵站控制伸缩油缸3的伸缩端同步向外运动，将环形抱臂的各变径调节板4提前粗调到合适位置；

S2、确定钢管桩的起吊位置，按照钢管桩在运输船上的放置方位，将第一半抱合臂1以开口朝上的方式固定在运输船上并恰好位于起吊位置，确保钢管桩可直接落位在第一半抱合臂1内；

S3、吊机将钢管桩水平起吊，并水平放置到第一半抱合臂1内和位于第一半抱合臂1两侧的两个临时搁架上；

S4、由运输创将钢管桩运移至施打场地，同时起重船驻位；

S5、将第二半抱合臂2以开口朝下的方式安装到主吊上；

S6、将副吊上的溜尾钩固定在钢管桩的底端；

S7、主吊将第二半抱合臂2运至第一半抱合臂1上方，使其与第一半抱合臂1对接并固定；具体地，第二半抱合臂2一端端侧的凸榫8恰好嵌合至第一半抱合臂1一端端侧的凹槽7内，第二半抱合臂2另一端端侧的凹槽7恰好嵌合至第一半抱合臂1另一端端侧的凸榫8内，随后通过液压泵站控制全部液压螺栓9自动插进螺栓孔内并锁死；

S8、利用液压泵站控制伸缩油缸3的伸缩端同步向外运动，使各变径调节板4微调至与钢管桩外壁紧密贴合并产生足够的摩擦力；

S9、主吊通过钢丝绳与翻桩装置两侧的吊耳连接后，缓慢上提抱紧有钢管桩的翻桩装置，同时副吊缓慢外放背拉钢丝绳，使其外放速度与钢管桩起吊速度保持协调，直到钢管桩达到竖直状态，解除钢管桩底端的溜尾钩；

S10、打开位于施工位置处的抱桩器抱臂，起重机通过起吊钢丝绳将完成翻转的钢管桩吊至施工区域，钢管桩通过抱桩器抱紧，此时，通过液压泵站控制各伸缩油缸3同步缩回，使各变径调节板4离开钢管桩外壁，与钢管桩相分离，主吊将环形抱臂整体吊至运输船上；

S11、通过液压泵站控制液压螺栓9退出螺栓孔，此时，第二半抱合臂2与第一半抱合臂1相分离，并落在运输船上空闲区域，钢管桩翻桩施工作业完成；

S12、若该区域有若干根钢管桩需要施工，则继续吊入下一根钢管桩，重复上述步骤。直至该区域施工作业完成。

Claims (5)

1.一种海上风电无吊耳钢管桩翻桩装置，其特征在于，包括环形抱臂、吊耳组、伸缩油缸组和变径调节板组；其中，

环形抱臂为内径大于钢管桩的外径的圆形环状体，其对开为第一半抱合臂(1)和第二半抱合臂(2)；各半抱合臂的一端端面向外侧凸起并形成有凸榫(8)、另一端端面开设有与凸榫(8)相配合的通槽(7)，使第一半抱合臂(1)和第二半抱合臂(2)对合为一个圆形环状体时，位于第一半抱合臂(1)两端端面处的凸榫(8)和通槽(7)分别与位于第二半抱合臂(2)两端端面处的通槽(7)和凸榫(8)相嵌合，且每个由通槽(7)与凸榫(8)形成的嵌合处均通过沿轴向间隔设置的多个液压螺栓(9)将第一半抱合臂(1)和第二半抱合臂(2)连接固定为一体；

吊耳组由两个吊耳(6)构成，二者分别对称地固定在第一半抱合臂(1)与第二半抱合臂(2)之间的两个嵌合处环形抱臂外壁上；每个吊耳(6)均沿环形抱臂的对开线对开为分别固定在第一半抱合臂(1)和第二半抱合臂(2)的两部分；

伸缩油缸组由多个伸缩油缸(3)构成，其呈辐射状一一对应地插装在沿周向均布开设在环形抱臂上的各径向安装孔内；各伸缩油缸(3)以其伸缩杆朝向环形抱臂中心处的方式将其缸筒固定在安装孔的孔壁上；

变径调节板组由多块变径调节板(4)构成，其数量与伸缩油缸(3)的数量形同；多块变径调节板(4)呈竖直设置并沿圆周方向设置在环形抱臂的内侧，各伸缩油缸(3)的伸缩杆杆端分别一一对应地居中固定在各变径调节板(4)的一侧板面。

2.根据权利要求1所述的海上风电无吊耳钢管桩翻桩装置，其特征在于，吊耳(6)由环形体和环形挡板构成，环形体的一端端面居中固定在环形挡板的一侧板面上，且环形挡板的外径大于环形本体的外径；环形体的另一端端面固定在环形抱臂的外壁上。

3.根据权利要求1所述的海上风电无吊耳钢管桩翻桩装置，其特征在于，变径调节板(4)为正方形钢板，其板面尺寸略大于伸缩杆的杆端端面尺寸。

4.根据权利要求1所述的海上风电无吊耳钢管桩翻桩装置，其特征在于，还包括防碰撞垫组，其由多块防碰撞垫(5)构成，且防碰撞垫(5)的数量和尺寸均与变径调节板(4)的数量和尺寸相同；多块防碰撞垫(5)分别一一对应地固定在各变径调节板(4)的另一侧板面上。

5.根据权利要求4所述的海上风电无吊耳钢管桩翻桩装置，其特征在于，防碰撞垫(5)为厚度为3～5mm的耐磨橡胶垫。