CN209816899U - 一种海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台 - Google Patents

Abstract

一种海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，包括平台主体、用于定位平台主体中心位置的中心定位桩和用于连接及固定平台主体的辅助桩，平台主体的中心设有与中心定位桩套接的中心定位桩套筒，平台主体的四个角上均设有辅助桩限位导向孔，在平台主体每条边的中间位置设有用于沉桩过程中对风机基础钢管桩进行定位导向的限位导向龙口。本实用新型通过设1根定位桩及4根辅助桩，将控制平台连接固定于海面之上，通过设限位导向龙口，对风机基础钢管桩沉桩偏位及垂直度进行控制，确保导管架安装时钢管桩与导管架之间的间隙满足设计要求。

Description

一种海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台

技术领域

本实用新型涉及一种海上导管架式风机基础钢管桩施工用稳桩平台，特别涉及一种海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台。

背景技术

目前，海上风电场建设有两个发展趋势：一是其建设水深由潮间带向浅海发展，例如广东省近年在建或拟建项目水深达到20~30m；二是风机的单机容量不断增大以及机组逐步大型化。这势必对海上风电机组的基础提出新的要求，目前已经投入使用的风电机组的基础形式有单桩式、高桩承台式、重力式、负压桶式、导管架式等，其中导管架式基础因结构简单、安全可靠、施工速度快、所需施工设备要求较低，近几年浅海区域的风电场项目大多采用四桩导管架式风机基础。

四桩导管架式风机基础是一种钢制结构架，该结构架主要由两部分组成：一是四角导管架，每个角上焊接有导管；二是风机基础钢管桩，用来将导管架固定在海床上，并承受通过导管架传来的荷载。

导管架与风机基础钢管桩的连接方式有两种：一种是钢管桩穿过导管架上的导管打入海底地层中；另一种是先在海床上打入钢管桩，再将导管架端部***钢管桩中。两种连接方式都需要在钢管桩与导管架导管之间的环形间隙中灌入特制的浆状材料，将导管架与钢管桩连接成一个有机整体，形成风力发电机组的基础。

采用第二种连接方式的风机基础钢管桩桩顶标高一般位于水面以下10~20m，导管架安装对位均在水下进行，对钢管桩沉桩精度要求极高，目前国内控制水下钢管桩沉桩精度的成熟工艺仅有坐底式稳桩平台。

现有水下导管架安装的钢管桩采用液压锤沉桩施工，桩顶位置偏位较大。水深越深、海况越差的条件下，液压锤沉桩的桩位偏差越大。在海上打桩过程中，由于施工区域广、作业面大、施工环境和气候条件差，按照常规定位方式采用GPS-RTK测量技术，桩位误差仅能达到≤300mm。如果不采取特殊的施工工艺和控制措施，桩顶相对位置误差无法满足设计的要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，结构简单，用于风机基础钢管桩的沉桩定位和导向的浮式稳桩平台。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本实用新型是一种海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，其特点是，包括平台主体、用于定位平台主体中心位置的中心定位桩和用于连接及固定平台主体的辅助桩，平台主体的中心设有与中心定位桩套接的中心定位桩套筒，平台主体的四个角上均设有辅助桩限位导向孔，在平台主体每条边的中间位置均设有用于沉桩过程中对风机基础钢管桩进行定位导向的限位导向龙口，平台主体与辅助桩之间通过三角钢板焊接。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，在所述限位导向龙口的周向设有朝限位导向龙口中心设置的千斤顶，千斤顶通过千斤顶限位盒装在限位导向龙口处，所述千斤顶设有若干个，沿限位导向龙口的周向均匀分布。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，所述平台主体设有上、下两层平台。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，在所述平台主体上安装有浮箱。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，在平台主体的四个角上连接有用于调整平台主体角度以控制风机基础钢管桩方位角的缆风绳。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来实现的，在所述平台主体上安装有栏杆、爬梯、救生圈及电箱。

与现有技术相比，本实用新型通过设一根中心定位桩，用于精确定位平台主体的位置，控制风机机位坐标满足设计要求；通过设4根辅助桩，用于连接固定浮式稳桩平台的平台主体，为整个稳桩平台提供基础支撑、承受外部载荷；通过设限位导向龙口，为风机基础钢管桩沉桩施工提供定位和导向；通过设浮箱，为整个平台及其附属设施提供浮力，使整个平台在搭建固定前能自行浮于海面，设计简单、合理，保证了水下钢管桩沉桩精度满足要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是限位导向龙口处的千斤顶布置图；

图4是平台主体与辅助桩的焊接示意图。

具体实施方式

以下参照附图，进一步描述本实用新型的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本实用新型，而不构成对其权利的限制。

实施例1，参照图1-4，一种海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，包括平台主体1、用于定位平台主体中心位置的中心定位桩2和用于连接及固定平台主体的辅助桩3，平台主体1的中心设有与中心定位桩2套接的中心定位桩套筒5，平台主体1的四个角上均设有辅助桩限位导向孔4，在平台主体1每条边的中间位置均设有用于沉桩过程中对风机基础钢管桩7进行定位导向的限位导向龙口6，平台主体1与辅助桩3之间通过三角钢板10焊接，三角钢板设有上、下两块，三角钢板的一条直角边与平台主体或辅助桩焊接，三角钢板的另一直角边与另一块三角钢板焊接；

所述平台主体1设有上、下两层平台，上下两层平台均采用钢管框架结构，由大直径、大壁厚的钢管焊接而成，结构钢管两端均焊有封闭盖板，在平台主体1入水过程中空心封闭的钢管也可为浮式平台提供部分浮力，又因上层平台的钢管不接触海水，无需其提供浮力，所以上层平台钢管框架结构也可用强度满足要求的工字钢、H型钢等钢材来制作；平台主体1的俯视图为四边形，四边形的边长、上下两层平台的层间高程等平台具体尺寸，视风机基础四根钢管桩的间距及水文地质条件综合考虑确定；平台主体1的上、下两层平台的柱脚之间采用水平横撑与斜撑钢管作为拉杆，起到传递负荷及加强平台强度的作用；

平台主体1的中心位置设有上下通长的中心定位桩套筒5，利用中心定位桩套筒5将平台主体套进中心定位桩2，并下放至海面；上、下两层平台的四角均设有辅助桩限位导向孔4，辅助桩3***上、下两层平台的辅助桩限位导向孔4后，沉桩与海床连接；上、下两层平台的四条边的中间位置设有风机基础钢管桩的限位导向龙口6，用于风机基础钢管桩7沉桩的定位导向。

实施例2，实施例1所述的浮式稳桩平台，在平台主体1的四个角上连接有用于调整平台主体角度以控制风机基础钢管桩方位角的缆风绳，缆风绳除了通过起重船和驳船上的系缆桩及锚机连接外，也可通过卷扬机连接调整浮式稳桩平台角度。

实施例3，实施例1所述的浮式稳桩平台，在所述限位导向龙口6的周向设有朝限位导向龙口中心设置的千斤顶8，千斤顶8通过千斤顶限位盒9装在限位导向龙口6处，所述千斤顶8设有若干个，沿限位导向龙口6的周向均匀分布，千斤顶限位盒9的主要作用是吊桩时让钢管桩紧贴防止钢管桩溜出龙口，也可以在龙口处加上门栏，钢管桩入龙口后将门栏关闭，减小钢管桩活动范围，便于后续千斤顶限位盒对钢管桩进行精确定位。

实施例4，实施例1所述的浮式稳桩平台，在所述平台主体上安装有附属设备，如吊耳、栏杆、爬梯、钢格栅、缆风绳、救生圈、电箱等附属设施需根据施工现场实际情况，合理配置。

本实用新型所述浮式稳桩平台安装及使用的主要步骤如下：

（1）中心定位桩沉桩；

（2）平台主体通过中心定位桩套筒套进中心定位桩后，借助平台底部的浮箱漂浮于海面；

（3）平台四角交叉缆风绳连接于起重船和驳船上的系缆桩及锚机，通过调整缆风绳长度来调整浮式稳桩平台角度，以控制风机基础4根钢管桩的方位角满足设计要求；

（4）4根辅助桩***浮式稳桩平台的四角，沉桩；

（5）平台主体提升，通过三角钢板将平台主体与4根辅助桩焊接固定于海面之上；

（6）风机基础四根钢管桩***钢管桩限位导向龙口，沉桩；

（7）使用完毕后，将中心定位桩、辅助桩及平台主体拆除。

在浮式稳桩平台结构设计制作过程中，确定四桩导管架的尺寸（也即风机基础四根钢管桩的尺寸及相对位置）是一项很重要的工作，该尺寸决定了平台主体的具体尺寸，平台主体的尺寸包括：

（1）浮式稳桩平台的四边边长；

（2）浮式稳桩平台上下两层的层间高程；

（3）风机基础钢管桩限位导向龙口尺寸；

（4）立柱、水平撑、斜撑的构件尺寸等。

在进行结构总体设计布置时，应尽量使杆件在各种受力状态下都能发挥较大作用，杆件数量和规格力求少，结构对称。

采用本实用新型所述的浮式稳桩平台，获得的有益效果为：

（1）本实用新型浮式稳桩平台通过中心定位桩可以有效控制风机机位；

（2）本实用新型浮式稳桩平台四边上的风机基础钢管桩龙口上设置千斤顶限位盒，能够有效控制风机基础钢管桩的相对位置偏差，利于后续导管架顺利安放。

（3）本实用新型浮式稳桩平台有上下两层平台，能够有效控制风机基础钢管桩垂直度，保证沉桩质量。

（4）本实用新型浮式稳桩平台与海床连接的支撑结构为4根独立的辅助桩，将支撑结构与沉桩平台实现分离，平台便于拆除，降低了施工难度。

（5）本实用新型浮式稳桩平台比现有的坐底式平台高度低、结构简单，节省制作材料，节约成本，具有较高的经济效益。

（6）本实用新型浮式稳桩平台可重复使用，一个机位的风机基础钢管桩沉桩完成后，可将定位桩、辅助桩及浮式稳桩平台拆除，移至下一个机位施工。

Claims (9)

1.一种海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，其特征在于：包括平台主体、用于定位平台主体中心位置的中心定位桩和用于连接及固定平台主体的辅助桩，平台主体的中心设有与中心定位桩套接的中心定位桩套筒，平台主体的四个角上均设有辅助桩限位导向孔，在平台主体每条边的中间位置均设有用于沉桩过程中对风机基础钢管桩进行定位导向的限位导向龙口。

2.根据权利要求1所述的海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，其特征在于：在所述限位导向龙口的周向设有朝限位导向龙口中心设置的千斤顶，千斤顶通过千斤顶限位盒装在限位导向龙口处。

3.根据权利要求2所述的海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，其特征在于：所述千斤顶设有若干个，沿限位导向龙口的周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，其特征在于：所述平台主体设有上、下两层平台。

5.根据权利要求1所述的海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，其特征在于：在所述平台主体上安装有浮箱。

6.根据权利要求1所述的海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，其特征在于：在平台主体的四个角上连接有用于调整平台主体角度以控制风机基础钢管桩方位角的缆风绳。

7.根据权利要求1所述的海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，其特征在于：在所述平台主体上安装有吊耳。

8.根据权利要求1所述的海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，其特征在于：在所述平台主体上安装有栏杆、爬梯、钢格栅、缆风绳、救生圈及电箱。

9.根据权利要求1所述的海上导管架式风机基础钢管桩施工用浮式稳桩平台，其特征在于：所述平台主体与辅助桩之间通过三角钢板焊接。