專利名稱：樁體扶正與糾偏系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海上風(fēng)電設(shè)備安裝設(shè)備，更具體地說，涉及一種樁體扶正與糾偏系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著海上風(fēng)電機(jī)組向高功率,大型化方向發(fā)展,海上風(fēng)電基礎(chǔ)樁的施工難度是越來越大，技術(shù)要求是越來越高，而且海上施工環(huán)境惡劣，沒有高技術(shù)裝備支持，是難以勝任的。根據(jù)海床地質(zhì)的不同，海上風(fēng)電機(jī)組的基礎(chǔ)樁類型及尺寸變化多樣，從直徑I米多的多管樁到直徑6 7米的單管樁，長度達(dá)40 60米，重量達(dá)700多噸，甚至更大，更長，打樁的精度要求在千分之四，甚至千分之二，對(duì)設(shè)備及施工提出了較高要求。專利號(hào):ZL201120129170.1中，出現(xiàn)了國內(nèi)第一個(gè)的全液壓式打樁糾偏及扶正裝置，但其最大糾偏力只有50噸，且位于甲板面，非雙層結(jié)構(gòu)，大大降低了糾偏能力和施工效率，將油缸等推力裝置設(shè)于夾臂的上表面，占用了寶貴的施工空間，有改進(jìn)的余地。而目本文要介紹的新一代打樁糾偏及扶正裝置目前能適應(yīng)打樁直徑范圍為2米至6米，且具有雙層糾偏裝置，每層可獨(dú)立控制，其最大糾偏能力達(dá)100噸，糾偏方式可分為XY兩向±1米范圍的粗調(diào)及圓周面四點(diǎn)±150mm范圍的精調(diào)。對(duì)于老一代的打樁糾偏輔助系統(tǒng)，單層作業(yè)，如遇船體作業(yè)水深淺或座灘作業(yè)時(shí)，樁體長50米，重心偏高，而位于甲板面的糾偏點(diǎn)偏低，根據(jù)杠桿原理，最大糾偏能力較小，糾偏作業(yè)效率偏低，難以實(shí)現(xiàn)大型鋼樁打樁垂直度的需求，況且單層的糾偏設(shè)計(jì)也難于實(shí)現(xiàn)沉樁時(shí)的扶正導(dǎo)向功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，來解決現(xiàn)有技術(shù)中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度不高、不利于施工的問題。根據(jù)本發(fā)明，提供一種樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，包括夾臂。夾臂包括大夾臂和小夾臂，大夾臂和小夾臂兩段圓弧，一端為活動(dòng)端，可活動(dòng)地連接在夾套上，另一端為連接端，閉合環(huán)繞成一個(gè)扣住樁體的圓環(huán)。大夾臂和小夾臂上分別設(shè)置頂推系統(tǒng)，頂推系統(tǒng)的頂推方向朝向圓環(huán)的圓心。頂推系統(tǒng)的基座設(shè)置在大夾臂或小夾臂的圓弧上，基座上設(shè)置千斤頂，朝向圓心的方向，千斤頂?shù)捻敹嗽O(shè)置撐桿，撐桿的頂部設(shè)置滾輪。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，扶正系統(tǒng)包括垂直上下設(shè)置的兩個(gè)夾臂，兩個(gè)夾臂間用支腿連接。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，大夾臂對(duì)應(yīng)的圓弧為優(yōu)弧，小夾臂對(duì)應(yīng)的圓弧為劣弧。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，大夾臂上設(shè)置3個(gè)頂推系統(tǒng)，小夾臂上設(shè)置I個(gè)頂推系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明 的一實(shí)施例，大夾臂的連接端為公鎖頭，小夾臂的連接端為母鎖頭，公鎖頭和母鎖頭通過銷軸固定，銷軸連接縱鎖油缸。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，大夾臂和夾套、小夾臂和夾套之間通過抱樁油缸連接。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，夾套與伸縮臂相連接，伸縮臂的另一端與旋轉(zhuǎn)臂相連接，旋轉(zhuǎn)臂及伸縮臂的兩側(cè)設(shè)置主推油缸。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，伸縮臂兩側(cè)設(shè)置側(cè)推系統(tǒng)，且伸縮臂穿過側(cè)推系統(tǒng)框架與夾套連接。側(cè)推系統(tǒng)與伸縮臂垂直。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，側(cè)推系統(tǒng)上設(shè)置操作臺(tái)，位于伸縮臂上方。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，前支腿末端設(shè)置前基座，旋轉(zhuǎn)臂的末端設(shè)置后基座，支腿包括前支腿和后支腿，前支腿與前基座相連接，后支腿與后基座相連接。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，頂推系統(tǒng)最大伸展位置與圓心的距離為2 6米。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，大夾臂、小夾臂形成的閉合圓的圓心可以活動(dòng)的范圍即最大的糾偏范圍是XY兩向±1米。采用了本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠改變現(xiàn)有的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，尤其是使推進(jìn)結(jié)構(gòu)安裝在大、小夾臂內(nèi)部，精簡了整體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且上下兩側(cè)夾臂的結(jié)構(gòu)能夠有效增加糾偏作用力矩，同時(shí)可形成扶正導(dǎo)向框架結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格控制鋼樁初始入泥的垂直度，重而實(shí)現(xiàn)不同水深，不同長度鋼樁的沉樁扶正與打樁糾偏功能。


在本發(fā)明中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中:圖1是本發(fā)明樁體扶正與糾偏系統(tǒng)的俯視
圖2是本發(fā)明樁體扶正與糾偏系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖3是頂推系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A和圖4B是公鎖頭和母鎖頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明樁體扶正系統(tǒng)的使用示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明將夾臂設(shè)為上下兩層，每層均可獨(dú)立操作，每層均由旋轉(zhuǎn)臂17，伸縮臂14夾套7及大、小夾臂組成。旋轉(zhuǎn)臂17可繞后支腿18鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。兩層間距一定距離，下層位于主甲板面，從而可有效增加糾偏作用力矩，同時(shí)可形成扶正導(dǎo)向框架結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格控制鋼樁初始入泥的垂直度，鋼樁入泥后打樁過程中出現(xiàn)偏斜，也可通過油缸對(duì)鋼樁的垂直度進(jìn)行糾正。重而實(shí)現(xiàn)不同水深，不同長度鋼樁的沉樁扶正與打樁糾偏功倉泛。夾臂包括大夾臂I和小夾臂5，大夾臂I和小夾臂5兩段圓弧，一端為活動(dòng)端，可活動(dòng)地連接在夾套7上，另一端為連接端，閉合環(huán)繞成一個(gè)扣住樁體的圓環(huán)。大夾臂1、小夾臂5均可繞夾套7上的連接軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)夾臂的展開和閉合。大夾臂I和小夾臂5上分別設(shè)置頂推系統(tǒng)2。為了適應(yīng)大噸位大直徑鋼樁的沉樁作業(yè),化解起重機(jī)對(duì)大噸位大直徑構(gòu)件吊重回轉(zhuǎn)半徑的不足而造成構(gòu)件離舷側(cè)較近容易碰撞的安全隱患，夾臂設(shè)計(jì)成左右非對(duì)稱形式，呈一長一短配置，大夾臂I對(duì)應(yīng)的圓弧為優(yōu)弧，小夾臂5對(duì)應(yīng)的圓弧為劣弧?？捎行Ы鉀Q起重機(jī)回轉(zhuǎn)半徑不足的矛盾，也能有效避免樁體與船舷的碰撞，實(shí)現(xiàn)正常的吊樁及打樁糾偏操作。如圖3所示，本發(fā)明改進(jìn)了原來的通過控制抱樁油缸6行程及增加抱樁油缸6數(shù)量的方式，轉(zhuǎn)而采用外圍固定框結(jié)構(gòu)，將夾臂兩側(cè)做成一個(gè)整體，提高了夾臂的整體剛度及強(qiáng)度，通過更換不同長度的水平撐桿23，可實(shí)現(xiàn)直徑2 6米的鋼樁扶正與糾偏，且操作方便。老一代的打樁糾偏系統(tǒng)的手動(dòng)千斤頂直接位于夾臂上表面，使原本緊張工作面雜亂不堪，更影響操作人員安全。本發(fā)明將千斤頂更換為電動(dòng)高壓千斤頂13，使其嵌入于夾臂內(nèi)部，騰出夾臂表面的寶貴施工空間，兩側(cè)均設(shè)置扶手，確保操作人員安全，而且提高了自動(dòng)化程度，只需遠(yuǎn)程遙控，提高了施工安全系數(shù)和作業(yè)效率。大、小夾臂5內(nèi)嵌有4套均勻分布的頂推系統(tǒng)2，電動(dòng)千斤頂13嵌于其內(nèi)，配合水平撐桿23和端部滾輪21 ，可直接將糾偏力施加于鋼樁外側(cè)。大夾臂I上設(shè)置3個(gè)頂推系統(tǒng)2，小夾臂5上設(shè)置I個(gè)頂推系統(tǒng)2。頂推系統(tǒng)2最大伸展位置與圓心的距離為2 6米。相比于老一代的扶正與糾偏系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)直徑2米 6米大范圍的打樁作業(yè)，不同直徑鋼樁通過4個(gè)頂推系統(tǒng)2配合不同長度的撐桿23得以實(shí)現(xiàn)。頂推系統(tǒng)2內(nèi)部由電動(dòng)千斤頂13，基座20，撐桿23及滾輪21組成。頂推系統(tǒng)2的頂推方向朝向圓環(huán)的圓心。頂推系統(tǒng)2的基座20設(shè)置在大夾臂I或小夾臂5的圓弧上，基座20上設(shè)置千斤頂13，朝向圓心的方向，千斤頂13的頂端設(shè)置撐桿23，撐桿23的頂部設(shè)置滾輪21。當(dāng)樁徑不同時(shí)，配套安裝不同長度的撐桿23，以滿足滾輪21頂住樁體外表面，實(shí)現(xiàn)打樁時(shí)的扶正導(dǎo)向和糾偏功能。這樣設(shè)計(jì)既節(jié)省了油缸數(shù)量，又能更好的實(shí)現(xiàn)施加在樁體表面的糾偏力不打折扣。從而使糾偏可以輕松完成，提高了糾偏效率。如圖4A和圖4B所示，兩側(cè)夾臂增加了一套自動(dòng)控制的縱向鎖緊機(jī)構(gòu)，大夾臂I的連接端為公鎖頭3，小夾臂5的連接端為母鎖頭4，公鎖頭3和母鎖頭4通過銷軸固定，銷軸連接縱鎖油缸22。糾偏作業(yè)時(shí)，兩夾臂抱攏，縱鎖油缸22動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)夾臂的剛性鉸接。一方面可以降低對(duì)抱樁油缸6的載荷要求，提高經(jīng)濟(jì)性，另一方面，增加了夾臂的整體剛度，從而可以實(shí)現(xiàn)更精確調(diào)節(jié)樁體的水平位移，減少因夾臂彈性變形帶來的干擾，提高了整套設(shè)備的糾偏精度和糾偏能力。大夾臂I和夾套7、小夾臂5和夾套7之間通過抱樁油缸6連接。大、小夾臂5通過軸安裝于夾套7之內(nèi)，通過抱樁油缸6控制大、小夾臂開合。夾臂末端設(shè)有縱鎖油缸22，在大、小夾臂閉合后，可推動(dòng)銷軸，實(shí)現(xiàn)大、小夾臂的剛性鉸接。夾套7與伸縮臂14相連接，伸縮臂14的另一端與旋轉(zhuǎn)臂17相連接，旋轉(zhuǎn)臂17及伸縮臂14的兩側(cè)設(shè)置主推油缸16。伸縮臂14上設(shè)置操作臺(tái)8，操作臺(tái)8與伸縮臂14垂直。伸縮臂14兩側(cè)設(shè)置側(cè)推系統(tǒng)12，側(cè)推系統(tǒng)12與伸縮臂14垂直，操作臺(tái)8設(shè)置于側(cè)推系統(tǒng)12頂部。伸縮臂14套于旋轉(zhuǎn)臂17之內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)一定范圍的伸縮。側(cè)推系統(tǒng)12套于伸縮臂14之外，配合側(cè)推油缸9，可控制旋轉(zhuǎn)臂17左右轉(zhuǎn)動(dòng)一定的范圍。支腿包括前支腿10和后支腿18，前支腿10與前基座11相連接，后支腿18與后基座19相連接。操作臺(tái)8位于側(cè)推系統(tǒng)12頂部，側(cè)推系統(tǒng)兩側(cè)與前支腿10連接，旋轉(zhuǎn)臂17末端與后支腿鉸接。由箱形腿作為支撐，與甲板面的支座法蘭連接，方便整體拆裝。上下兩層與支腿由法蘭連接。整個(gè)箱形腿前后均設(shè)置斜撐桿15，以增加其剛度。
上下兩層糾偏系統(tǒng)都可獨(dú)立控制，控制臺(tái)位于側(cè)推系統(tǒng)12頂部，加上一定的層高，利用杠桿效應(yīng)，可精確控制沉樁的垂直度不超過千分之二。施加于鋼樁表面的糾偏力在XY兩向均不低于100噸。每個(gè)電動(dòng)千斤頂13的糾偏力也是100噸，最大糾偏范圍可實(shí)現(xiàn)XY兩向±1米。最大糾偏直徑范圍可達(dá)2 6米。通過主推油缸16及側(cè)推油缸9，可實(shí)現(xiàn)XY兩向± I米范圍的粗步定位及糾偏調(diào)整。通過圓周面內(nèi)4個(gè)均布的電動(dòng)千斤頂13,可實(shí)現(xiàn)±150毫米范圍的精細(xì)調(diào)整糾偏。粗調(diào)與細(xì)調(diào)相結(jié)合，最大程度提高作業(yè)效率。如圖5所示，工作時(shí)，本發(fā)明伸縮臂14及旋轉(zhuǎn)臂17回到指定位置，大、小夾臂張開，待鋼樁進(jìn)入夾臂就位后上下兩層大、小夾臂合攏，并不鎖死，留一定間隙，兩夾臂擇其一作為扶靠點(diǎn)，頂推系統(tǒng)2伸出一定長度，使其端部滾輪21接觸鋼樁，以控制其入泥初始的垂直度，使其順利自沉，夾臂為鋼樁下沉提供扶正導(dǎo)向支撐，自沉結(jié)束后開始?jí)哄N，響錘，在打錘過程中均保持實(shí)時(shí)測量，且鋼樁為自由體，不受約束，以免打壞液壓系統(tǒng)。一旦發(fā)現(xiàn)需要糾偏，則停錘，頂推系統(tǒng)2歸位，大、小夾臂由縱鎖油缸22實(shí)現(xiàn)剛性鉸接。視情況分層啟動(dòng)某些電動(dòng)千斤頂13，實(shí)施精細(xì)調(diào)整糾偏作業(yè)。此時(shí)，鋼樁在水平方向是全約束的，以精確控制其水平位移，豎直方向僅頂側(cè)推滾輪21的滾動(dòng)摩擦。糾偏結(jié)束后，夾臂打開，保持鋼樁為自由體，重復(fù)上述操作開始打樁。本發(fā)明的整套系統(tǒng)包括機(jī)械，液壓及電氣自成一整體，與船體主甲板設(shè)置快速連接?？蓪?shí)施撬塊式安裝，整體式拆卸。便于作業(yè)者根據(jù)不同任務(wù)模式靈活多樣配置不同專用施工裝備，最大程度合理利用甲板空間。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的說明書僅是本發(fā)明眾多實(shí)施例中的一種或幾種實(shí)施方式，而并非用對(duì)本發(fā)明的限定。任何對(duì)于以上所述實(shí)施例的均等變化、變型以及等同替代等技術(shù)方案，只要符合本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍，都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書所保 護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種樁體扶正與糾偏系統(tǒng),包括夾臂,其特征在于: 所述夾臂包括大夾臂和小夾臂，所述大夾臂和小夾臂兩段圓弧，一端為活動(dòng)端，可活動(dòng)地連接在夾套上，另一端為連接端，可繞夾套內(nèi)的連接軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，從而閉合環(huán)繞成一個(gè)扣住樁體的圓環(huán)； 所述大夾臂和小夾臂上分別設(shè)置頂推系統(tǒng)，所述頂推系統(tǒng)的頂推方向朝向圓環(huán)的圓心; 所述頂推系統(tǒng)的基座設(shè)置在大夾臂或小夾臂的圓弧上，基座上設(shè)置千斤頂，朝向圓心的方向，千斤頂?shù)捻敹嗽O(shè)置撐桿，撐桿的頂部設(shè)置滾輪。
2.如權(quán)利要求1所述的樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，所述扶正系統(tǒng)包括垂直上下設(shè)置的兩套夾臂，兩套伸縮臂及旋轉(zhuǎn)臂，上下兩套夾臂系統(tǒng)間用支腿連接，并設(shè)置斜撐桿。
3.如權(quán)利要求1所述的樁體扶正 與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，所述大夾臂對(duì)應(yīng)的圓弧為優(yōu)弧，小夾臂對(duì)應(yīng)的圓弧為劣弧。
4.如權(quán)利要求1所述的樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，所述大夾臂上設(shè)置3個(gè)頂推系統(tǒng)，所述小夾臂上設(shè)置I個(gè)頂推系統(tǒng)。且頂推系統(tǒng)嵌于大夾臂、小夾臂的內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求1所述的樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，所述大夾臂的連接端為公鎖頭，所述小夾臂的連接端為母鎖頭，所述公鎖頭和所述母鎖頭通過銷軸固定，銷軸連接縱鎖油缸。
6.如權(quán)利要求1所述的樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，所述大夾臂和夾套、所述小夾臂和夾套之間通過設(shè)于夾套上的軸連接，通過抱樁油缸控制其展開或是閉合。
7.如權(quán)利要求2所述的樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，所述夾套與伸縮臂相連接，伸縮臂的另一端與旋轉(zhuǎn)臂相連接，伸縮臂與旋轉(zhuǎn)臂之間設(shè)置主推油缸。
8.如權(quán)利要求7所述的樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，所述伸縮臂兩側(cè)設(shè)置側(cè)推系統(tǒng)，且伸縮臂套于側(cè)推系統(tǒng)的框架內(nèi)，所述側(cè)推系統(tǒng)與所述伸縮臂垂直。
9.如權(quán)利要求8所述的樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，所述側(cè)推系統(tǒng)上設(shè)置操作臺(tái)，所述操作臺(tái)與所述伸縮臂垂直。
10.如權(quán)利要求9所述的樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，所述側(cè)推系統(tǒng)兩端設(shè)置前支腿，所述旋轉(zhuǎn)臂的末端設(shè)置后支腿，所述前支腿與所述前基座相連接，所述后支腿與所述后基座相連接。前后支腿通過斜撐桿連接。
11.如權(quán)利要求1所述的樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，所述頂推系統(tǒng)最大伸展位置與圓心的距離為2 6米。
12.如權(quán)利要求1所述的樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，其特征在于，大夾臂、小夾臂形成的閉合圓的圓心可以活動(dòng)的范圍是XY兩向±1米。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種樁體扶正與糾偏系統(tǒng)，包括夾臂。夾臂包括大夾臂和小夾臂，大夾臂和小夾臂兩段圓弧，一端為活動(dòng)端，可活動(dòng)地連接在夾套上，另一端為連接端，閉合環(huán)繞成一個(gè)扣住樁體的圓環(huán)。大夾臂和小夾臂上分別設(shè)置頂推系統(tǒng)，頂推系統(tǒng)的頂推方向朝向圓環(huán)的圓心。頂推系統(tǒng)的基座設(shè)置在大夾臂或小夾臂的圓弧上，基座上設(shè)置千斤頂，朝向圓心的方向，千斤頂?shù)捻敹嗽O(shè)置撐桿，撐桿的頂部設(shè)置滾輪。本發(fā)明能夠改變現(xiàn)有的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，尤其是使推進(jìn)結(jié)構(gòu)安裝在大、小夾臂內(nèi)部，精簡了整體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且上下兩側(cè)夾臂的結(jié)構(gòu)能夠有效增加糾偏作用力矩，可實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格控制鋼樁初始入泥的垂直度，重而實(shí)現(xiàn)不同水深，不同長度鋼樁的沉樁扶正與打樁糾偏功能。
文檔編號(hào)F03D11/04GK103233867SQ201310163710
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月6日
發(fā)明者劉天文 申請(qǐng)人:上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司