专利名称：一种多桩抱桩器及浅海风电场多桩导管架基础施工方法
技术领域：
本发明涉及海上风电行业基础工程领域，尤其涉及一种浅海风电场多桩导管架基础施工方法。
背景技术：
风力发电随着科学技术的进步，已经由传统的陆上风电发展到目前的海上潮间带、近海海域；风力发电结构基础结构也出现了高桩承台、单桩和多桩导管架等多种结构。单台风机的装机容量也由目前主流的2.5丽、3丽向将来的5丽或更大的方向发展，导致基础桩体越来越大，重量越来越大，施工难度越来越大，且受到目前设备、施工技术等各方因素的影响，综合考虑各方成本，近海海域(5 30米水深)的风机基础结构比较适合采用多桩导管架结构。传统的风机多桩导管架基础施工方案参考了海洋钻进平台导管架基础施工过程，有两套主流工艺:一套是导管架先沉放海底，然后打桩；另一套先打多桩，然后根据多桩位置定制导管架。该两套方法存在如下缺点:1)第一套施工工艺需要海底整平，且后打桩时需要每打I根桩调平一次，需要大量大型起重设备投入，施工效率低下，受海况条件影响较大，通常效率为I套基础/15天；2)第二套施工方案虽然相对于第一套施工方案工序较少，但由于需要根据多桩桩位尺寸定制导管架，导致施工效率非常低下，约I套基础/20天。有鉴于此，如何设计一种浅海风电场多桩导管架基础施工方法，解决一个船位难以打多根钢管桩的问题，并降低多装之间的位置误差，是业内人士亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中，浅海风电场多桩导管架基础施工方法，存在一个船位难以打多根钢管桩，多装之间的位置误差较大，并且成本较高、施工周期较长等缺陷，本发明提供了一种浅海风电场多桩导管架基础施工方法。根据本发明的一个方面，提供了一种多桩抱桩器，其中，包括:转轴，位于风机机位中心；大臂，套设于所述转轴上；转动臂，套设于所述转轴上；以及小臂，设置于所述转动臂的一端，所述小臂具有小臂中心；其中，所述多桩抱桩器具有若干个桩位中心，若干个所述桩位中心与所述小臂中心位于同一个圆上，且若干个所述桩位中心均布于所述圆上。2.一种如权利要求1所述的多桩抱桩器，其特征在于，所述大臂调节范围是20-30米。优选的，所述转动臂的调节范围是10-15米。优选的，包括以下步骤:(a)将多桩抱桩器坐标定位于所述风机机位中心，并且将运输船定位；
(b)将钢管桩固定于所述多桩抱桩器上进行沉桩；以及(c)将导管架套于钢管桩上进行灌浆。优选的，所述步骤(b)中，包括下列步骤:(bl)旋转所述多桩抱桩器的所述转动臂至所述小臂中心对应于所述桩位中心处；(b2)将两套索具上端分别挂于起重机的两个钩头上，然后将每套索具下端分别挂于钢管桩的上、下吊耳上；(b3)起升所述起重机的吊钩，以抬起所述钢管桩至安全高度，同时起升所述钢管桩上端和下降所述钢管桩下端，直至钢管桩竖立；(b4)拆除所述钢管桩下端吊耳上的所述索具；(b5)旋转所述起重机的臂架，将所述钢管桩置于所述多桩抱桩器的所述桩位中心上，抱紧所述小臂；(b6)下降所述钢管桩的上端，自沉所述钢管桩，拆除所述钢管桩上端吊耳上的所述索具；(b7)利用所述起重机将打桩锤起吊至所述钢管桩上端，并压锤，启动所述打桩锤对所述钢管桩进行连续沉桩。(b8)重复步骤(bl) (b7)对剩余所述钢管桩进行沉桩。优选的，每套所述锁具包括I个200T吊梁、4个100T卸扣、2个100T-32米钢丝绳和2个100T-16米钢丝绳。优选的，所述起重机为800T起重机。优选的，起升所述钢管桩上端和下降所述钢管桩的速度为2-4米/min。优选的，所述步骤(C)中，包括下列步骤:(Cl)利用起重机的双钩将所述导管架吊装至机位上方，然后下降所述起重机双钩，将导管架套筒套于每个所述钢管桩上；(c2)通过千斤顶调平所述导管架，使所述导管架上法兰倾斜度< 2%0 ;以及(c3)将灌浆料注入所述导管架套筒与所述钢管桩之间的空腔内，等待灌浆料强度达到75%。优选的，所述步骤(a)中，通过自身式起重平台的船载GPS将所述多桩抱桩器坐标定位于所述机位中心。本发明的优点是:在自升式起重机平台上安装一种可调式多桩抱桩器，该套浅海海域风电场多桩导管架基础施工方法，结合国内目前现有施工设备并增加一种可调式多桩抱桩器，大大优化了传统多桩导管架基础施工方法，大大降低了施工成本，提高了施工效率，大大推进了浅海海域风电场规模化生产的进程，大大降低了近海风电场多桩导管架基础施工成本。具体为:1、解决了一个船位打多根桩的难题；2、很好控制了钢桩位中心相对位置偏差，解决了导管架需要定做的难题；3、大大提高了海上施工的效率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了根据本发明一个方面的多桩抱桩器的结构示意图。
具体实施例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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。图1示出了根据本发明一个方面的多桩抱桩器的结构示意图。参照图1，多桩抱桩器包括转轴10、大臂11、转动臂12及小臂13。其中，转轴位于风机机位中心。大臂11套设于转轴10上，并可以围绕转轴10转动。大臂11的长度的调节范围是20-30米，例如15米。转动臂12的一端也套设于转轴10上，同样可以围绕转轴10转动。转动臂12的另一端连接有小臂13，转动臂12的长度的调节范围是10-15米，例如12米。小臂13具体包括一连接杆及两个抓手，连接杆的中间连接于转动臂12上，两个抓手则分别垂直相连于连接杆两端，小臂13具有小臂中心，小臂中心为两个抓手的中心连线。另外，多桩抱桩器具有若干个桩位中心141,与小臂中心位于同一个圆14上,且若干个桩位中心141均布于圆14上。浅海风电场多桩导管架基础施工方法具体如下所述:将多桩抱桩器坐标定位于风机机位中心，并且将运输船定位，运输船用来运输风机。首先，通过自身式起重平台利用船载GPS，将多桩抱桩器中心坐标移至机位中心附近(偏差2米左右)，然后，利用3艘锚艇将4个定位锚拖送抛入海底，自升式起重平台通过定位锚将抱桩器中心坐标精确定位在设计机位上(中心误差小于200mm)，接下来，自升式起重平台开始压载运输船，压载完毕后抬升运输船(通过4根支腿将运输船抬离水面)，当运输船的船底脱离水面后将压载舱水适量排去，继续抬升将运输船船体升至离最低潮位水面上6米左右停止，通过锚艇将运输船拖至自升式起重平台侧面，并抛4个定位锚定位。以上自升式起重平台定位、稳船和运输船定位用时约2天。然后，将钢管桩固定于多桩抱桩器上进行沉桩。旋转多桩抱桩器的转动臂12至小臂中心，使小臂中心对应于一个桩位中心141处。将两套索具上端分别挂于起重机的两个钩头上，每套锁具都包括I个200T吊梁、4个100T卸扣、2个100T-32米钢丝绳和2个100T-16米钢丝绳，起重机为800T起重机。然后将每套索具下端分别挂于钢管桩的上吊耳及下吊耳上。接着，起升起重机的吊钩，将钢管桩抬起至安全高度，同时缓慢起升钢管桩上端和下降钢管桩下端，直至钢管桩竖立。以2-4米/min的速度起升钢管桩上端和下降钢管桩下端。然后，拆除钢管桩下端吊耳上的索具。旋转起重机的臂架，将钢管桩放置于多桩抱桩器的一个桩位中心141上，抱紧小臂以抓住钢管桩。下降钢管桩的上端，自沉钢管桩，接着拆除钢管桩上端吊耳上的索具。利用起重机将打桩锤起吊至钢管桩的上端，并压锤，启动打桩锤对钢管桩进行连续沉桩。重复以上步骤对剩余所述钢管桩进行沉桩。最后，将导管架套于钢管桩上进行灌浆。利用起重机的双钩将导管架吊装至机位上方，然后下降起重机的双钩，将导管架的套筒套于每个钢管桩上。通过千斤顶调平导管架，使导管架上法兰倾斜度< 2%0。将灌浆料注入导管架的套筒与钢管桩之间的空腔内，等待灌浆料强度达到75%。本发明的优点是:在自升式起重机平台上安装一种可调式多桩抱桩器，该套浅海海域风电场多桩导管架基础施工方法，结合国内目前现有施工设备并增加一种可调式多桩抱桩器，大大优化了传统多桩导管架基础施工方法，大大降低了施工成本，提高了施工效率，大大推进了浅海海域风电场规模化生产的进程，大大降低了近海风电场多桩导管架基础施工成本。具体为:1、解决了一个船位打多根桩的难题；2、很好控制了钢桩位中心相对位置偏差，解决了导管架需要定做的难题；3、大大提高了海上施工的效率。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1.一种多桩抱桩器,其特征在于,包括: 转轴，位于风机机位中心； 大臂，套设于所述转轴上； 转动臂，套设于所述转轴上；以及 小臂，设置于所述转动臂的一端，所述小臂具有小臂中心； 其中，所述多桩抱桩器具有若干个桩位中心，若干个所述桩位中心与所述小臂中心位于同一个圆上，且若干个所述桩位中心均布于所述圆上。
2.一种如权利要求1所述的多桩抱桩器，其特征在于，所述大臂的长度调节范围是20-30 米。
3.—种如权利要求1所述的多桩抱桩器，其特征在于，所述转动臂的长度的调节范围是10_15米。
4.一种利用如权利要求1至3任一项所述的多桩抱桩器的浅海风电场多桩导管架基础施工方法，其特征在于，包括以下步骤: Ca)将多桩抱桩器坐标定位于所述风机机位中心，并且将运输船定位； (b)将钢管桩固定于所述多桩抱桩器上进行沉桩；以及 (c)将导管架套于钢管桩上进行灌浆。
5.如权利要求4所 述的浅海风电场多桩导管架基础施工方法，其特征在于，所述步骤(b)中，包括下列步骤: (bl)旋转所述多桩抱桩器的所述转动臂至所述小臂中心对应于所述桩位中心处； (b2)将两套索具上端分别挂于起重机的两个钩头上，然后将每套索具下端分别挂于钢管桩的上、下吊耳上； (b3)起升所述起重机的吊钩，以抬起所述钢管桩至安全高度，同时起升所述钢管桩上端和下降所述钢管桩下端，直至钢管桩竖立； (b4)拆除所述钢管桩下端吊耳上的所述索具； (b5)旋转所述起重机的臂架，将所述钢管桩置于所述多桩抱桩器的所述桩位中心上，抱紧所述小臂； (b6)下降所述钢管桩的上端，自沉所述钢管桩，拆除所述钢管桩上端吊耳上的所述索亘.N 9 (b7)利用所述起重机将打桩锤起吊至所述钢管桩上端，并压锤，启动所述打桩锤对所述钢管桩进行连续沉桩。
(b8)重复步骤(bl) (b7)对剩余所述钢管桩进行沉桩。
6.如权利要求5所述的浅海风电场多桩导管架基础施工方法，其特征在于，每套所述锁具包括I个200T吊梁、4个100T卸扣、2个100T-32米钢丝绳和2个100T-16米钢丝绳。
7.如权利要求5所述的浅海风电场多桩导管架基础施工方法，其特征在于，所述起重机为800T起重机。
8.如权利要求5所述的浅海风电场多桩导管架基础施工方法，其特征在于，起升所述钢管桩上端和下降所述钢管桩的速度为2-4米/min。
9.如权利要求4所述的浅海风电场多桩导管架基础施工方法，其特征在于，所述步骤(C)中，包括下列步骤:(Cl)利用起重机的双钩将所述导管架吊装至机位上方，然后下降所述起重机双钩，将导管架套筒套于每个所述钢管桩上； (c2)通过千斤顶调平所述导管架，使所述导管架上法兰倾斜度< 2%0 ;以及 (c3)将灌浆料注入所述导管架套筒与所述钢管桩之间的空腔内，等待灌浆料强度达到75%。
10.如权利要求4所述的浅海风电场多桩导管架基础施工方法，其特征在于，所述步骤Ca)中，通过自身式起 重平台的船载GPS将所述多桩抱桩器坐标定位于所述机位中心。
全文摘要
本发明提出一种多桩抱桩器及浅海风电场多桩导管架基础施工方法，多桩抱桩器包括转轴、大臂、转动臂及小臂。转轴位于风机机位中心。大臂套设于转轴上。转动臂套设于转轴上。小臂设置于转动臂的一端且具有小臂中心。多桩抱桩器具有若干个桩位中心，与小臂中心位于同一个圆上，且若干个桩位中心均布于圆上。多桩抱桩器的浅海风电场多桩导管架基础施工方法包括将多桩抱桩器坐标定位于机位中心，并且将运输船定位。将钢管桩固定于多桩抱桩器上进行沉桩。将导管架套于钢管桩上进行灌浆。采用本发明解决了一个船位打多桩的难题，并提高了效率。
文档编号E02D7/06GK103215956SQ20131011658
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者李泽, 张乐平, 张海生, 王徽华, 冯小星 申请人:江苏龙源振华海洋工程有限公司