CN112832221A - 一种带gps的双层稳桩平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带GPS的双层稳桩平台，包括上层稳桩平台、GPS定位设备和下层稳桩平台；上层稳桩平台和下层稳桩均设置有U形的开口；上层稳桩平台两端连接有一对弧形抱臂组件；弧形抱臂组件和上层稳桩平台上均设置有第一横向顶推机构；下层稳桩平台上设置有定位桩、俯仰顶推机构、第二横向顶推机构；两个GPS定位设备固定在上层稳桩平台的两侧的边缘；GPS定位设备能够实时监控基础桩打入海床时的坐标并传递至控制***；所述控制***比对实时数据和设定数据；当实时数据和设定数据发生偏差，所述控制***控制第一横向顶推机构、第二横向顶推机构、俯仰顶推机构的动作，以保持基础桩位置准确，降低了海况对基础桩位置的影响，提高了工作效率。

Description

一种带GPS的双层稳桩平台
技术领域
本发明涉及海上风电的技术领域，尤其涉及一种带GPS的双层稳桩平台。
背景技术
近年来随着国家对清洁能源的重视及大力开发，风力发电作为低碳环保并且是可再生资源更加被国家鼓励支持发展；由于海上具有充足的风能，因此近几年近海的风力发电也被大力的开发，作为风力发电的基础，其打入海床底下40～50米的基础桩是整个风力发电设备的基石，以往将直径至少在5米以上的基础桩打入海床底下是直接采用打桩船进行施工，因打桩船在作业时其本身也受到海浪、风的影响在晃动，这样的话就会导致在打桩的过程中将基础桩偏离原定的坐标，或者直接将其打斜而无法与上部的导管桩对接，造成将基础桩割掉返工，对整个工程进度造成影响，增加施工成本，在修改的过程中也会对施工人员的安全造成隐患。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是：提供一种带GPS的双层稳桩平台，能够降低海况影响，精确定位基础桩位置。
为了解决上述的主要技术问题采取以下技术方案实现：
一种带GPS的双层稳桩平台，包括上层稳桩平台、GPS定位设备和下层稳桩平台；所述上层稳桩平台和下层稳桩平台上下连接且两者同一侧均设置有U形的开口；所述上层稳桩平台和下层稳桩平台的开口深处与基础桩的外径相适配；所述上层稳桩平台的开口两端连接有一对能够相互开合的弧形抱臂组件；当一对所述弧形抱臂组件闭合时，一对弧形抱臂组件和上层稳桩平台的开口形成能够容纳基础桩的通孔；所述弧形抱臂组件和上层稳桩平台上均设置有第一横向顶推机构；多个第一横向顶推机构成环状均布在弧形抱臂组件和上层稳桩平台的上；所述下层稳桩平台上设置有定位桩、俯仰顶推机构、第二横向顶推机构；四个所述定位桩成矩形分布且均穿过下层稳桩平台***海床内；两个所述第二横向顶推机构和两个所述俯仰顶推机构成环状均布在开口的内侧；两个所述GPS定位设备固定在上层稳桩平台的两侧的边缘；所述GPS定位设备能够实时监控基础桩打入海床时的坐标并传递至控制***；所述控制***比对实时数据和设定数据；当实时数据和设定数据发生偏差，所述控制***控制第一横向顶推机构、第二横向顶推机构、俯仰顶推机构的动作，以保持基础桩位置准确。
优选地，所述弧形抱臂组件包括弧形臂、抱臂驱动油缸、连接件；所述弧形臂的一端与另一弧形臂的一端通过连接件可拆卸连接，另一端铰接在上层稳桩平台；所述抱臂驱动油缸铰接在上层稳桩平台上且活塞杆端部铰接在弧形臂上。
优选地，所述上层稳桩平台通过交错的钢架支腿与下层稳桩平台相连。
优选地，所述俯仰顶推机构包括安装座、摆动驱动油缸、第三横向顶推机构；所述摆动驱动油缸的油缸端铰接在安装座表面，活塞杆端铰接在第三横向顶推机构的上部；所述安装座与第三横向顶推机构的油缸端铰接且能够在摆动驱动油缸的作用下上下摆动。
优选地，所述第一横向顶推机构、第二横向顶推机构、第三横向顶推机构均是液压油缸；所述液压油缸的活塞杆端部转动连接有能够抵在基础桩外周面的滚筒。
优选地，所述第二横向顶推机构和第三横向顶推机构的液压油缸推动力相同，且大于第一横向顶推机构的液压油缸推动力。
优选地，所述第一横向顶推机构有四个；位于所述弧形臂的两个第一横向顶推机构与俯仰顶推机构上下一一对应；位于所述上层稳桩平台的两个第一横向顶推机构与第二横向顶推机构上下一一对应。
优选地，所述定位桩通过紧固组件与下层稳桩平台固定连接。
优选地，所述定位桩顶部的周面设置有多个耳座；所述紧固组件包括固定圈座、顶紧螺栓、索扣组件；所述固定圈座固定在下层稳桩平台；所述顶紧螺栓固定在固定圈座且与定位桩的表面相抵；所述耳座通过一一对应的索扣组件连接在固定圈座。
优选地，所述索扣组件包括依次铰接的第一加强杆、螺旋扣、第二加强杆；所述第一加强杆顶部与耳座铰接；第二加强杆下部与固定圈座铰接。
与现有技术相比，本发明具备下列优点：
(1)定位桩与下层稳桩平台通过紧固组件固定连接，在紧固组件的作用下，定位桩能够与下层稳桩平台固定连接，也能根据实际情况，上下平移定位桩；紧固组件包括固定圈座、顶紧螺栓、索扣组件；索扣组件包括依次铰接的第一加强杆、螺旋扣、第二加强杆；第一加强杆顶部与耳座铰接；第二加强杆下部与固定圈座铰接；索扣组件与定位桩形成四连杆机构，四连杆机构保证定位桩与下层稳桩平台的连接强度和稳定性，以实现定位桩只能沿着直线上下运动；通过旋紧顶紧螺栓以实现与定位桩的表面相抵，进一步加强定位桩和下层稳桩平台的连接强度。
(2)在上层稳桩平台设置有两个GPS定位设备，GPS定位设备能够实时监控基础桩打入海床时的坐标并传递至控制***；控制***比对实时数据和设定数据；当实时数据和设定数据发生偏差，控制***控制处于不同位置的第一横向顶推机构、第二横向顶推机构、俯仰顶推机构的动作，以不断调整基础桩的竖直度和位置坐标，降低了海况对基础桩位置的影响，提高了工作效率。
(3)俯仰顶推机构包括摆动驱动油缸、第三横向顶推机构；在摆动驱动油缸的作用下，第三横向顶推机构的仰角和俯角能够被改变，从而更方便调整基础桩的位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图做简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为整体结构示意图；
图2为弧形抱臂组件的开闭示意图；
图3为下层稳桩平台的俯视结构示意图；
图4为紧固组件的结构示意图；
图5为第一横向顶推机构的结构示意图；
图6为俯仰顶推机构的结构示意图。
图中：1为上层稳桩平台，2为下层稳桩平台，3为GPS定位设备，4为开口，5为弧形抱臂组件，51为弧形臂，52为抱臂驱动油缸，53为连接件，6为第一横向顶推机构，7为定位桩，71为耳座，8为俯仰顶推机构，81为安装座，82为摆动驱动油缸，83为第三横向顶推机构，9为第二横向顶推机构，10为液压油缸，11为滚筒，12为紧固组件，121为固定圈座，122为顶紧螺栓，123为第一加强杆，124为螺旋扣，125为第二加强杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
请参阅图1-6所示，一种带GPS的双层稳桩平台，包括上层稳桩平台1、GPS定位设备3和下层稳桩平台2。
上层稳桩平台1和下层稳桩平台2通过交错的钢架支腿上下连接，上层稳桩平台1位于下层稳桩平台2的上方；上层稳桩平台1和下层稳桩平台2均设置有U形的开口4；上层稳桩平台1和下层稳桩平台2的开口4朝向一致；所述上层稳桩平台1和下层稳桩平台2的开口4深处与基础桩的外径相适配。
上层稳桩平台1的开口4两端连接有一对能够相互开合的弧形抱臂组件5；当两个所述弧形抱臂组件5闭合时，一对弧形抱臂组件5和上层稳桩平台1的开口4形成能够容纳基础桩上下穿过的通孔。
弧形抱臂组件5包括弧形臂51、抱臂驱动油缸52、连接件53；所述弧形臂51的一端与另一弧形臂51的一端通过连接件53可拆卸连接，另一端铰接在上层稳桩平台1；所述抱臂驱动油缸52铰接在上层稳桩平台1上且活塞杆端部铰接在弧形臂51上，连接件53通过人为固定或者其他机械设备固定，当两个弧形臂51之间的连接件53拆下后，驱动抱臂驱动油缸52，抱臂驱动油缸52带动活塞杆收缩，其中一个弧形臂51向远离另一个弧形臂51的方向移动。
弧形抱臂组件5和上层稳桩平台1上均设置有第一横向顶推机构6；多个第一横向顶推机构6成环状均布在弧形抱臂组件5和上层稳桩平台1的上；所述第一横向顶推机构6有四个；两个分布在上层稳桩平台1，另外两个一一对应的在两个弧形臂51上；四个第一横向顶推机构6成环状矩形排列且与基础桩的横截面圆心同心。
下层稳桩平台2上设置有定位桩7、俯仰顶推机构8、第二横向顶推机构9；四个所述定位桩7成矩形分布；定位桩7穿过下层稳桩平台2***海床内；定位桩7与下层稳桩平台2通过紧固组件12固定连接，在紧固组件12的作用下，定位桩7能够与下层稳桩平台2固定连接，也能根据实际情况，上下平移定位桩7；所述定位桩7顶部的周面设置有多个耳座71；
所述紧固组件12包括固定圈座121、顶紧螺栓122、索扣组件；所述固定圈座121固定在下层稳桩平台2；所述顶紧螺栓122固定在固定圈座121，通过旋紧顶紧螺栓122以实现与定位桩7的表面相抵；顶紧螺栓122定位桩7与下层稳桩平台2的固定起辅助作用，所述耳座71通过一一对应的索扣组件连接在固定圈座121，以保证定位桩7与下层稳桩平台2的固定连接。
索扣组件包括依次铰接的第一加强杆123、螺旋扣124、第二加强杆125；所述第一加强杆123顶部与耳座71铰接；第二加强杆125下部与固定圈座121铰接，所述索扣组件与定位桩7形成四连杆机构，四连杆机构能够保证连接强度和稳定性，使定位桩7只能沿着直线上下运动。
两个所述第二横向顶推机构9和两个所述俯仰顶推机构8成环状均布在开口4的内侧；俯仰顶推机构8靠近开口4的两端；所述俯仰顶推机构8包括安装座81、摆动驱动油缸82、第三横向顶推机构83；所述摆动驱动油缸82的油缸端铰接在安装座81表面，活塞杆端铰接在第三横向顶推机构83的上部；所述安装座81与第三横向顶推机构83的油缸端铰接且能够在摆动驱动油缸82的作用下上下摆动，从而调整第三横向顶推机构83的仰角或者俯角，以调节对基础桩的顶推作用。
位于弧形臂51的两个第一横向顶推机构6与俯仰顶推机构8上下一一对应；位于所述上层稳桩平台1的两个第一横向顶推机构6与第二横向顶推机构9上下一一对应；所述第一横向顶推机构6、第二横向顶推机构9、第三横向顶推机构83均是液压油缸10；所述液压油缸10的活塞杆端部转动连接有能够抵在基础桩外周面的滚筒11；所述第二横向顶推机构9和第三横向顶推机构83的液压油缸10推动力相同，均为160t液压油缸10；所述第二横向顶推机构9的液压油缸10的推动力大于第一横向顶推机构6的液压油缸10推动力，第一横向顶推机构6为100t液压油缸10。
两个所述GPS定位设备3固定在上层稳桩平台1的两侧的边缘；所述GPS定位设备3能够实时监控基础桩打入海床时的坐标并传递至控制***；所述控制***比对实时数据和设定数据；当实时数据和设定数据发生偏差，所述控制***控制处于不同位置的第一横向顶推机构6、第二横向顶推机构9、俯仰顶推机构8的动作，以不断调整基础桩的竖直度和位置坐标，GPS定位设备3和控制***的操作可以采用GPS-RTK测量技术。
本发明的工作过程为：将下层稳桩平台2和上层稳桩平台1连接起来，并通过打桩船依据现有技术放置海面上，依次将四个定位桩7穿过下层稳桩平台2***海床，并在***过程中，调节四个定位桩7的高度；将基础桩吊装至上层稳桩平台1和下层稳桩平台2的开口4深处；利用抱臂驱动油缸52，将弧形臂51处于闭合状态，并使用连接件53，将两个弧形臂51固定为一个整体；在弧形抱臂组件5的作用下，基础桩被包裹在内，第一横向顶推机构6、第二横向顶推机构9、第三横向顶推机构83的滚筒11抵在基础桩表面；在基础桩的沉桩过程中，两个GPS定位设备3，实时监控基础桩打入海床时的坐标并传递至控制***；所述控制***比对实时数据和设定数据；当实时数据和设定数据发生偏差，所述控制***控制第一横向顶推机构6、第二横向顶推机构9、俯仰顶推机构8的动作，以保持基础桩位置准确。
需要说明的是，本发明中的“上、下、左、右、内、外”是以图中零部件的相对位置为基准定义的，只是为了描述技术方案的清楚及方便，应当理解，此方位词的应用对本申请的保护范围不构成限制。
以上所述的实施方式为优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特性进行等同替换，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带GPS的双层稳桩平台，其特征在于：包括上层稳桩平台、GPS定位设备和下层稳桩平台；所述上层稳桩平台和下层稳桩平台上下连接且两者同一侧均设置有U形的开口；所述上层稳桩平台和下层稳桩平台的开口深处与基础桩的外径相适配；
所述上层稳桩平台的开口两端连接有一对能够相互开合的弧形抱臂组件；当一对所述弧形抱臂组件闭合时，一对弧形抱臂组件和上层稳桩平台的开口形成能够容纳基础桩的通孔；所述弧形抱臂组件和上层稳桩平台上均设置有第一横向顶推机构；多个第一横向顶推机构成环状均布在弧形抱臂组件和上层稳桩平台的上；
所述下层稳桩平台上设置有定位桩、俯仰顶推机构、第二横向顶推机构；四个所述定位桩成矩形分布且均穿过下层稳桩平台***海床内；两个所述第二横向顶推机构和两个所述俯仰顶推机构成环状均布在开口的内侧；
两个所述GPS定位设备固定在上层稳桩平台的两侧的边缘；所述GPS定位设备能够实时监控基础桩打入海床时的坐标并传递至控制***；所述控制***比对实时数据和设定数据；当实时数据和设定数据发生偏差，所述控制***控制第一横向顶推机构、第二横向顶推机构、俯仰顶推机构的动作，以保持基础桩位置准确。
2.根据权利要求1所述的一种带GPS的双层稳桩平台，其特征在于：所述弧形抱臂组件包括弧形臂、抱臂驱动油缸、连接件；所述弧形臂的一端与另一弧形臂的一端通过连接件可拆卸连接，另一端铰接在上层稳桩平台；所述抱臂驱动油缸铰接在上层稳桩平台上且活塞杆端部铰接在弧形臂上。
3.根据权利要求1所述的一种带GPS的双层稳桩平台，其特征在于：所述上层稳桩平台通过交错的钢架支腿与下层稳桩平台相连。
4.根据权利要求1所述的一种带GPS的双层稳桩平台，其特征在于：所述俯仰顶推机构包括安装座、摆动驱动油缸、第三横向顶推机构；所述摆动驱动油缸的油缸端铰接在安装座表面，活塞杆端铰接在第三横向顶推机构的上部；所述安装座与第三横向顶推机构的油缸端铰接且能够在摆动驱动油缸的作用下上下摆动。
5.根据权利要求4所述的一种带GPS的双层稳桩平台，其特征在于：所述第一横向顶推机构、第二横向顶推机构、第三横向顶推机构均是液压油缸；所述液压油缸的活塞杆端部转动连接有能够抵在基础桩外周面的滚筒。
6.根据权利要求5所述的一种带GPS的双层稳桩平台，其特征在于：所述第二横向顶推机构和第三横向顶推机构的液压油缸推动力相同，且大于第一横向顶推机构的液压油缸推动力。
7.根据权利要求1所述的一种带GPS的双层稳桩平台，其特征在于：所述第一横向顶推机构有四个；位于所述弧形臂的两个第一横向顶推机构与俯仰顶推机构上下一一对应；位于所述上层稳桩平台的两个第一横向顶推机构与第二横向顶推机构上下一一对应。
8.根据权利要求1所述的一种带GPS的双层稳桩平台，其特征在于：所述定位桩通过紧固组件与下层稳桩平台固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种带GPS的双层稳桩平台，其特征在于：所述定位桩顶部的周面设置有多个耳座；所述紧固组件包括固定圈座、顶紧螺栓、索扣组件；所述固定圈座固定在下层稳桩平台；所述顶紧螺栓固定在固定圈座且与定位桩的表面相抵；所述耳座通过一一对应的索扣组件连接在固定圈座。
10.根据权利要求9所述的一种带GPS的双层稳桩平台，其特征在于：所述索扣组件包括依次铰接的第一加强杆、螺旋扣、第二加强杆；所述第一加强杆顶部与耳座铰接；第二加强杆下部与固定圈座铰接。
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