一种单桩沉桩的吸力桶导向架的制作方法

1.本实用新型涉及一种吸力桶导向架，尤其是涉及一种用于单桩沉桩的、基于多个吸力筒的水下导向架，属于海上风电施工技术领域。


背景技术：

2.目前，国内海上风场水深40米以下，单桩是风机基础主要形式之一。常规的单桩沉桩施工工艺中，采用沉桩导向结构配合起吊船进行，其中：水上导向架和浮吊是其中最为常用的形式之一。一般水上导向架上为采用沉桩导向机构和临时桩结合形式的框架，导向架需要预先单独放置在海床上，震动锤把临时桩打入海床一定深度，实现导向架的稳固；单桩插入导向架后，通过至少上下两层的导向机构进行限位和导向。导向机构采用液压杆，每层至少从四个水平方向上顶住单桩，通过各个方向上的液压杆伸缩调整来进行水平限位，实现单桩的垂直度要求；接着进用打桩锤单桩沉桩；沉桩完成后，震动锤把临时桩拔出，浮吊吊起导向架，再到下一个机位。随着水深加大，更大尺寸、重量单桩的应用，水上导向架的尺寸和重量也需要相应增加，不仅导向架本身制造费用明显增加，对施工的船机资源要求也越来越高。
3.因此，提供一种结构更为简单、可靠的导向架，来降低其制造费用和对施工机具要求，应对未来更大水深、更大单桩的沉桩要求，是亟需解决的一项技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种单桩沉桩的吸力桶导向架，能够有效的降低制造费用和对施工机具的要求。
5.本实用新型的目的是这样实现的：
6.一种单桩沉桩的吸力桶导向架，包含有主框架，所述主框架的角上设置有吸力桶，所述主框架上竖向设置有多根导向杆，多根导向杆环状排列，且导向杆的顶部安装有导向结构件，导向杆的外壁上部和下部分别设置有上部限位件和下部限位件。
7.优选的，主框架包含有四组框架件，每组框架件由竖向设置的导向杆、安装杆和两根连接杆相互连接构成，且相邻的框架件之间共用一根连接杆，吸力桶设置于安装杆的底部。
8.优选的，导向结构件为一斜面，多个导向结构件的斜面围合构成一上大下口的喇叭形导向口结构。
9.优选的，所述上部限位件和下部限位件的主体结构为固定于导向杆侧壁上的结构件，且结构件的侧壁与导向杆的侧壁之间连接有加强筋板。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
11.本实用新型导向架的导向结构件、上部限位件和下部限位件均固定在主框架上钢结构，替代了常规水上导向架的液压操控部件来实现限位导向功能，不但简化了机构、降低了成本，且水下应用环境下提高了可靠性。
12.本实用新型导向架的基础采用吸力桶形式，通过吸力桶的贯入和顶升，实现水上导向架临时桩的插入和拔起，实现同样稳固、解脱导向架在海床上和导向架调平的功能。而且本实用新型水下导向架的结构更简单，重量更轻，制造周期缩短，费用降低。并且水下导向架尺寸和重量的降低，使得其对施工机具要求相应降低，其体现在施工的各个步骤，从装船、运输，现场吊装到水中，沉桩结束后再从海床上拔起（到下个机位）。
13.同时，随着风场水深的逐渐加深和相应的单桩尺寸逐步加大，导向架的尺寸和重量也要相应增加，如采用水上导向架，连接框架和临时桩的部分会明显增加，通过多桶吸力桶水下导向架结构，节省的效果会越加明显。
附图说明
14.图1为本实用新型一种单桩沉桩的吸力桶导向架的整体示意图。
15.图2为本实用新型一种单桩沉桩的吸力桶导向架的局部示意图（框架件的结构示意图。）。
16.图3和图4为本实用新型一种单桩沉桩的吸力桶导向架的导向限位结构的不同视角的结构示意图。
17.图5为施工步骤图（单桩准备插入水下导向架）。
18.图6为施工步骤图（单桩在导管架导向限位结构中自由入泥）。
19.图7为施工步骤图（单桩沉桩完成）。
20.其中：
21.主框架1、吸力桶2、导向结构件3、上部限位件4、下部限位件5；
22.导向杆1.1、连接杆1.2、安装杆1.3。
具体实施方式
23.参见图1，本实用新型涉及的一种单桩沉桩的吸力桶导向架，最大可适应10米直径的单桩，如图示中考虑100米桩长，导向架总重约960吨，四个吸力桶2的直径均为10米，其可贯入海床6m，四个吸力桶2的轴心连线成正方形布置，该正方形的边长为30米。
24.本实用新型涉及的一种单桩沉桩的吸力桶导向架，包含有主框架1，所述主框架1的四个角上设置有吸力桶2，主框架1由杆件构成的空间绗架结构，一般分为上下两层，空间水平跨度，保证其各桶截面参数在泥面处的总面积和抗弯模量，满足沉桩过程中水平荷载和倾覆力矩的要求，空间垂直跨度满足单桩垂直导向的水平支撑要求。四个吸力桶2布置在主框架1的四个角上，其与主框架1之间通过强支撑连接。每个吸力桶2的内壁设置均有分舱隔板，顶部设置有密封顶盖。
25.参见图2，所述主框架1上竖向设置有多根导向杆1.1，桩管被多根导向杆1.1围合起到限位作用。
26.优选的，主框架1包含有四组框架件，框架件围合构成一方形结构，每组框架件包含有竖向设置的导向杆1.1、安装杆1.3和两根连接杆1.2，导向杆1.1、安装杆1.3和两根连接杆1.2相互之间通过杆件连接构成上下两层的空间绗架结构，且相邻的框架件之间共用一根连接杆1.2，吸力桶2固设置于安装杆1.3的底部。
27.参见图3和图4，导向杆1.1的顶部安装有导向结构件3，导向结构件3的斜面对桩管
起到引导作用，导向杆1.1的外壁上部和下部分别设置有上部限位件4和下部限位件5，桩管从导向结构件3进入后，桩管的侧壁与上部限位件4和下部限位件5接触，被精确限制水平位移，实现垂直贯入海床。
28.具体的讲，导向结构件3为一三角块结构，构成该三角块结构的两条直角边处设置有一矩形豁口，该矩形豁口贴合在导向杆1.1的顶部，使得矩形豁口的上豁口边与导向杆1.1的顶面相固定连接，该矩形豁口的侧豁口边与导向杆1.1的侧壁相固定连接，多个三角块结构的斜边构成对桩管起到引导作用的类喇叭形引导结构。
29.具体的讲，所述上部限位件4和下部限位件5为相同的结构，主体结构为固定于导向杆1.1侧壁上的管状或柱状结构，且管状或柱状结构的侧壁与导向杆1.1的侧壁之间连接有加强筋板，用于加强连接。
30.参见图5~7，本实用新型为一种多吸力桶形式的水下导向架，通过各个吸力桶2贯入海床表层土壤一定深度，实现导向架的稳固；通过控制各个角落位置的吸力桶2的贯入深度，来克服海床表面的不平整，实现导向架的整体调平，随后单桩再通过导向限位结构实现导向、入泥和沉桩。
31.另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。


技术特征：
1.一种单桩沉桩的吸力桶导向架，其特征在于：包含有主框架（1），所述主框架（1）的角上设置有吸力桶（2），所述主框架（1）上竖向设置有多根导向杆（1.1），多根导向杆（1.1）环状排列，且导向杆（1.1）的顶部安装有导向结构件（3），导向杆（1.1）的外壁上部和下部分别设置有上部限位件（4）和下部限位件（5）。2.根据权利要求1所述一种单桩沉桩的吸力桶导向架，其特征在于：主框架（1）包含有四组框架件，每组框架件由竖向设置的导向杆（1.1）、安装杆（1.3）和两根连接杆（1.2）相互连接构成，且相邻的框架件之间共用一根连接杆（1.2），吸力桶（2）设置于安装杆（1.3）的底部。3.根据权利要求1所述一种单桩沉桩的吸力桶导向架，其特征在于：导向结构件（3）为一斜面，多个导向结构件（3）的斜面围合构成一上大下口的喇叭形导向口结构。4.根据权利要求1所述一种单桩沉桩的吸力桶导向架，其特征在于：所述上部限位件（4）和下部限位件（5）的主体结构为固定于导向杆（1.1）侧壁上的结构件，且结构件的侧壁与导向杆（1.1）的侧壁之间连接有加强筋板。

技术总结
本实用新型一种单桩沉桩的吸力桶导向架，包含有主框架（1），所述主框架（1）的角上设置有吸力桶（2），所述主框架（1）上竖向设置有多根导向杆（1.1），多根导向杆（1.1）环状排列，且导向杆（1.1）的顶部安装有导向结构件（3），导向杆（1.1）的外壁上部和下部分别设置有上部限位件（4）和下部限位件（5）。本实用新型一种单桩沉桩的吸力桶导向架，能够有效的降低制造费用和对施工机具的要求。施工机具的要求。施工机具的要求。


技术研发人员：姚建庆 龚建君 于雷 周神青 陈昌峰
受保护的技术使用者：江苏华西村海洋工程服务有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2022/6/30