[發明專利]一種海上多樁限位架及其施工方法

有效

• 申請號: 201710257638.7
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106930291B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 劉潔群;劉金龍;汪東林
• 申請（專利權）人: 合肥學院;安徽建筑大學
• 主分類號: E02D13/04
• 分類號: E02D13/04;E02D27/42
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域：

本發明涉及水上樁基礎施工領域，尤其涉及一種海上多樁限位架及其施工方法。

背景技術：

我國潮間帶海域廣闊，適合建設海上風電場的資源比近海深水段區域更為豐富，但由于潮水漲落起伏的影響，潮間帶漲潮時平均水深只有1.5米，且一天中高水位持續時間只有兩三個小時，對風電基礎施工和安裝技術提出了新的要求。單樁基礎由于其重量大(一般樁徑大于4.5m、樁長40~70m、樁重250~600t)，需要大型起重及打樁設備，潮間帶水位無法供大型施工船進入，使得單樁基礎難以在潮間帶風電工程使用。

由于多樁導管架基礎鋼管樁尺寸及重量小，對施工設備要求低、技術較為成熟等特點，成為潮間帶風電工程的常用基礎類型。傳統的多樁導管架基礎有兩種主流施工工藝：第一種是導管架先沉放海底，然后打樁，該方法需要每打一根樁調平一次，施工效率較低；第二種是先打多樁，然后根據多樁位置定制相應導管架，施工耗時較長，施工效率也低。

若能夠設計一種多樁限位架，使各樁施工過程中能準確打入相應的設計位置，樁施工后不需調平，導管架也可按原始設計尺寸預制而不需等待樁施工結束后進行定制，則可大大提高多樁的施工效率。

可見，有必要研究簡單、實用的海上多樁施工的精確定位裝置與施工方法，促進現有技術的革新與進步。

發明內容：

為了彌補現有技術問題的不足，本發明的目的是提供一種海上多樁限位架及其施工方法，其結構簡單，兩軸可相互旋轉，使用方便，為潮間帶風電工程的多樁精確定位與施工提供一種新方法。

本發明的技術方案如下：

海上多樁限位架，其特征在于，包括中心旋轉節、限位架標準節、限位架非標準節、限位套筒，根據樁的直徑及位置關系選擇相應限位架非標準節與限位套筒的尺寸；

所述中心旋轉節兩個相同桁架上下倒扣轉動安裝在中空旋轉軸上構成；中心旋轉節每根桁架兩端均連接有樁限位單元架，樁限位單元架由多個限位架標準節、一個限位架非標準節與一個限位套筒依次連接構成；

每個樁限位單元架對應位置的限位架標準節外壁上均安裝有輔助支架，輔助支架上安裝有浮筒。

所述的海上多樁限位架，其特征在于，所述的中心旋轉節由桁架四角方管、縱橫交接的內部方管焊接而成，且中間段是兩端高度的一半，中間段預留孔洞供中空旋轉軸穿越，整體呈對稱狀態；桁架兩端的四角上均勻、對稱的焊接有8個螺栓套孔。

所述的海上多樁限位架，其特征在于，所述的限位架標準節四角方管、內縱橫交接的內部方管焊接而成，兩端的四角上均勻、對稱的焊接有8個螺栓套孔，整體呈對稱狀態；限位架非標準節的外形與構造與限位架標準節相同，其長度小于限位架標準節。

所述的海上多樁限位架，其特征在于，所述的限位套筒主體為鋼套筒，其側壁中部通過鋼筒與方形法蘭盤焊接相連，法蘭盤的四角上均勻、對稱的焊接有8個螺栓套孔。

所述的海上多樁限位架，其特征在于，所述的中心旋轉節、限位架標準節、限位架非標準節的端部斷面尺寸與限位套筒上方形法蘭盤的尺寸完全相同，各構件上的螺栓套孔位置完全匹配與對應，各構件通過螺栓連接與固定相應螺栓套孔實現相互相連。

所述的海上多樁限位架，其特征在于，所述的輔助支架包括向上開口的矩形框，矩形框開口端兩端連接弧口向下的半圓板構成，整體呈對稱分布，矩形框內壁與限位架標準節外輪廓尺寸相同，半圓板內壁與浮桶的外輪廓尺寸相同。

所述的海上多樁限位架，其特征在于，所述的限位套筒的中空內徑大于待沉樁的外徑1~2cm。

一種海上多樁限位架的施工方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）、設計與制作多樁限位架：

根據擬沉樁的直徑及其相互位置關系，選擇相應限位套筒與限位架非標準節的尺寸，通過螺栓連接與固定相應螺栓套孔實現各構件的相連，組裝成中心旋轉節在中央、四個方向由多個限位架標準節、一個限位架非標準節與一個限位套筒相連的多樁限位架，組裝后形成相交的兩軸可繞中空旋轉軸旋轉，且多樁限位架上限位套筒的中心到中心旋轉節的中心距離與擬沉樁的設計位置尺寸完全相同，通過輔助支架均勻、對稱地綁定多個浮筒，使多樁限位架浮于海面；

2）、打入第一根樁：

在設計指定的海域預先打入第一根樁，通過船舶把多樁限位架浮于海面拉至施工現場，把其中一個限位套筒套住已施工的第一根樁，并在多樁限位架的中空旋轉軸內打入中心定位樁；

3）、打入第二根樁：

起吊第二根樁套入與第一根樁相對稱的限位套筒中并打入海床；

4）、打入第三根樁：