一种后桩法裙桩式导管架和钢管桩临时锁定装置的制作方法

本申请涉及一种裙桩式导管架和钢管桩之间临时锁定装置，其中，裙桩式导管架可用于风机基础、海上升压站基础和海上平台基础等。

背景技术：

导管架结构是海上风电风机基础、海上升压站基础和海上采油平台基础的主要基础结构型式之一。导管架安装施工工艺分为先桩法和后桩法两种工艺。先桩法导管架采用辅助平台进行定位沉桩，然后进行导管架基础整体吊装，吊装前先进行导管架调平，再将导管架支撑腿端部插入钢管桩，或先下放导管架再通过液压手段调平，最后进行水下灌浆，连接导管架和钢管桩。后桩法导管架基础结构型式是在导管架支腿末端设置裙桩或直接插桩在导管架主桩腿内，进行海上施工时，先进行导管架吊装下放至海床面，通过裙桩或导管架定位把钢管桩打入海床，然后进行导管架调平与灌浆，连接导管架和钢管桩。

对于导管架和钢管桩环缝灌浆而言，影响灌浆质量的因素很多，主要包括以下两方面：一是完成导管架安装与钢管桩搭设后形成环缝内淤泥的清理和钢管表面的清理；二是灌浆前和灌浆完成后浆体达到一定强度之前导管架与钢管桩之间的临时锁定。环缝内有泥可以通过辅助措施封隔器、刮泥片等辅助措施阻止，也可以通过清泥工艺进行。而对于灌浆之前或者灌浆过程中因导管架自重、泥面冲刷可能产生的导管架和钢管桩出现相对位移，灌浆之后环缝内灌浆料强度没达到一定要求因外部环境因素，如风、浪、流等影响可能出现相对位移，进而严重影响导管架和钢管桩之间环缝的灌浆质量。

技术实现要素：

针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供一种后桩法裙桩式导管架和钢管桩临时锁定装置，其具有结构简单，节省施工成本等特点，为确保导管架和钢管桩之间环缝灌浆质量提供了有力保障。

为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：

一种后桩法裙桩式导管架和钢管桩临时锁定装置，所述临时锁定装置包括：水平锁定组件和竖直锁定组件，通过所述水平锁定组件将导管架裙桩和设置在所述裙桩内部的钢管桩进行水平方向的连接，通过所述竖直锁定组件将所述裙桩和所述钢管桩进行竖直方向的连接。

进一步地，上述的临时锁定装置，其中，所述水平锁定组件包括：多个螺纹杆，所述螺纹杆将所述裙桩和所述钢管桩连接。

进一步地，上述的临时锁定装置，其中，所述螺纹杆在同一标高处沿周向均匀布设。

进一步地，上述的临时锁定装置，其中，所述竖直锁定组件包括：设置在所述钢管桩桩顶的梁板、设置在所述钢管桩桩顶的挑梁、钢拉杆以及花篮螺丝，所述梁板和所述挑梁固定，其中，所述挑梁上设有吊耳，所述裙桩上设有挂耳，所述花篮螺丝则连接在所述挂耳上；所述钢拉杆的一端与所述吊耳连接，所述钢拉杆的另一端与所述花篮螺丝连接。

进一步地，上述的临时锁定装置，其中，所述梁板和所述挑梁通过焊接固定。

进一步地，上述的临时锁定装置，其中，所述挑梁的设置数量为至少一个。

一种后桩法裙桩式导管架和钢管桩临时锁定的方法，包括如下步骤：将导管架下放至海床面，基本调平后进行钢管桩插桩、打桩以及调平工序；采用水平锁定组件将导管架裙桩和设置在所述裙桩内部的钢管桩进行水平方向的锁定；采用竖直锁定组件将所述裙桩和所述钢管桩进行竖直方向的锁定。

进一步地，上述的方法，其中，采用多个螺纹杆将导管架裙桩和设置在所述裙桩内部的钢管桩进行水平方向的锁定。

进一步地，上述的方法，其中，在同一标高，将所述螺纹杆沿周向均匀布设，以将导管架裙桩和设置在所述裙桩内部的钢管桩进行水平方向的锁定。

进一步地，上述的方法，其中，在所述钢管桩桩顶设置梁板和挑梁，并将所述梁板和所述挑梁固定，通过钢拉杆将设置在所述挑梁上的吊耳和设置在所述裙桩上的挂耳连接，其中，将花篮螺丝安装在所述钢拉杆上。

与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：

(1)本申请临时锁定装置在导管架和钢管桩出运前加工好，加工简单方便，减少施工成本；

(2)本申请施工方法简单，效率高，节省现场施工时间；

(3)本申请临时锁定装置及方法有效的将导管架和钢管桩进行临时锁定，确保了导管架和钢管桩之间环缝的灌浆质量。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本申请后桩法裙桩式导管架和钢管桩临时锁定装置示意图；

图2：本申请后桩法裙桩式导管架和钢管桩临时锁定装置水平方向的临时锁定图；

图3：本申请后桩法裙桩式导管架和钢管桩临时锁定装置竖直方向的临时锁定图；

图4：本申请中梁板和挑梁安装时的结构示意图；

图5：本申请后桩法裙桩式导管架和钢管桩临时锁定方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

如图1至图3所示，本实施例一种后桩法裙桩式导管架和钢管桩临时锁定装置，所述临时锁定装置m包括：水平锁定组件和竖直锁定组件，通过所述水平锁定组件将导管架10裙桩30和设置在所述裙桩30内部的钢管桩20进行水平方向的连接，通过所述竖直锁定组件将所述裙桩30和所述钢管桩20进行竖直方向的连接。本实施例通过在对所述导管架10和钢管桩20之间的环缝灌浆之前，通过临时锁定装置m将导管架10裙桩30和钢管桩20进行临时锁定，有效解决了环缝灌浆过程中导管架10和钢管桩20之间可能出现相对位移问题，进而保证了导管架10和钢管桩20之间环缝的灌浆质量。

其中，图1中还示意了设置的灌浆管线40，通过灌浆管线40可对环缝进行灌浆作业。

如图2所示，在本实施例中，所述水平锁定组件包括：多个螺纹杆51，所述螺纹杆51将所述裙桩30和所述钢管桩20连接。其中，所述螺纹杆51是紧固连接在裙桩30上的，所述螺纹杆51在导管架10出运前在加工厂提前加工好，以减少后续的作业时间。

在本实施例中，临时锁定时首先进行水平方向的锁定，然后进行竖直方向的锁定。

其中，水平方向的临时锁定需要通过潜水员水下紧固螺纹杆51，同时，水平方向的临时锁定需要吊机辅助导管架10调平。

进一步地，所述螺纹杆51在同一标高处沿周向均匀布设。其中，所述螺纹杆51的个数需要通过验算得到。

上述水平方向的临时锁定结束后进行竖直方向的临时锁定，用吊机将临时锁定装置m下放至钢管桩20顶口，通过潜水员水下作业进行竖直方向的临时锁定。

如图3和图4所示，所述竖直锁定组件包括：设置在所述钢管桩20桩顶的梁板21、设置在所述钢管桩20桩顶的挑梁22、钢拉杆61以及花篮螺丝62，所述梁板21和所述挑梁22固定，其中，所述挑梁22上设有吊耳201，所述裙桩30上设有挂耳301，所述花篮螺丝62则连接在所述挂耳301上；所述钢拉杆61的一端与所述吊耳301连接，所述钢拉杆61的另一端与所述花篮螺丝62连接。

所述梁板21和所述挑梁22通过焊接连接，且所述梁板21的设置厚度和所述挑梁22的设置个数需要通过验算确定，上述钢拉杆61、花篮螺丝62、挂耳301以及吊耳201均需要根据导管架10的自重通过验算确定。

其中，所述挑梁22的设置数量为至少一个，图4中仅仅示例了设置有两个挑梁22的情况，但是上述设置数量的公开并不对本申请的保护范围造成限定。当然，所述挂耳301和所述吊耳201的设置数量根据所述挑梁22的设置数量做适应性调整。

如图5所示，本申请还提出了一种后桩法裙桩式导管架和钢管桩临时锁定的方法，包括如下步骤：

s101，将导管架10下放至海床面，基本调平后进行钢管桩20插桩、打桩以及调平工序。

其中，本实施例临时锁定方法是在先放导管架10、再插桩打桩至设计标高、调平工序之后，在环缝灌浆工序之前进行的，在灌浆之前和灌浆过程中可对所述导管架和所述钢管桩进行临时锁定，后续本实施例临时锁定装置可在灌浆达到一定强度后拆除。

s102，采用水平锁定组件将导管架10裙桩30和设置在所述裙桩30内部的钢管桩20进行水平方向的锁定。

具体地，采用多个螺纹杆51将导管架10裙桩30和设置在所述裙桩30内部的钢管桩20进行水平方向的锁定。其中，水平方向的临时锁定需要通过潜水员水下紧固螺纹杆51，同时，水平方向的临时锁定需要吊机辅助导管架10调平。

在同一标高，将所述螺纹杆51沿周向均匀布设，以将导管架10裙桩30和设置在所述裙桩30内部的钢管桩20进行水平方向的锁定。其中，所述螺纹杆51的个数需要通过验算得到。

上述水平方向的临时锁定结束后进行竖直方向的临时锁定，用吊机将临时锁定装置m下放至钢管桩20顶口，通过潜水员水下作业进行竖直方向的临时锁定。

s103，采用竖直锁定组件将所述裙桩30和所述钢管桩20进行竖直方向的锁定。

在所述钢管桩20桩顶设置梁板21和挑梁22，并将所述梁板21和所述挑梁22固定，通过钢拉杆61将设置在所述挑梁22上的吊耳201和设置在所述裙桩30上的挂耳301连接，其中，将花篮螺丝62安装在所述钢拉杆61上。

裙桩30式导管架10和钢管桩20临时锁定装置m包括桩顶梁板21、桩顶挑梁22、花篮螺丝62、钢丝绳、钢管桩20上挂耳301、桩顶挑梁22上挂耳301、吊耳201、螺纹杆51；所述的桩顶梁板21和桩顶挑梁22通过焊接连接；所述的桩顶挑梁22挂耳301上带有钢丝绳且钢丝绳另一端连接花篮螺丝62；所述的钢管桩20吊耳201上带有钢丝绳。

所述梁板21和所述挑梁22通过焊接连接，且所述梁板21的设置厚度和所述挑梁22的设置个数需要通过验算确定，上述钢拉杆61、花篮螺丝62、挂耳301以及吊耳201均需要根据导管架10的自重通过验算确定。

本申请临时锁定装置在导管架和钢管桩出运前加工好，加工简单方便，减少施工成本；本申请施工方法简单，效率高，节省现场施工时间；本申请临时锁定装置及方法有效的将导管架和钢管桩进行临时锁定，确保了导管架和钢管桩之间环缝的灌浆质量。因此，本申请具有广阔的市场应用前景。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。