专利名称：海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法
技术领域：
本发明属测风塔施工方法，尤其是涉及一种海上测风塔的施工方法。
背景技术：
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，开发海上风电首先要对风资源进行评估，弄清近海区域风的变化规律及特征，而获取海上风资源数据的最直接方法就是在海上建立测风塔；目前我国已建成的海上测风塔较少，且海上测风塔的安装主要采用整体组装的施工工艺，施工难度大、施工成本高
发明内容
本发明的目的是提出一种海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法，有效解决海上测风塔高空安装的吊车选择的技术难题，提高塔架安装精度，降低安全风险和工程造价。本发明的目的是这样来实现的一种海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法，是测风塔底部的二段塔架在陆地组装，然后海运至测风塔安装点，采用起重驳船上的浮吊分段吊装，而测风塔其余的塔架采用抱杆、起吊滑轮、转向滑轮、牵引钢丝绳及卷扬机组合代替起重机在海上进行塔架散件的组装。该海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法的施工步骤为
一、测风塔塔基的安装；二、测风塔底部塔架的分段安装；三、测风
塔上部各段塔架的高空散件组装。其中
一)、测风塔塔基的安装
在已打入海底的四根两两呈八字形的钢管桩I的伸出海面段的上端之间焊装左右前后四根上横向钢桁架2，在此四根钢管桩I伸出海面段的下端之间焊装左右前后四根下横向钢桁架5，并在每二根两两相邻的钢管桩I之间对应位于上、下横向钢桁架2、5的端部分别焊装呈剪刀形的剪力支撑3，此上横向钢桁架2、下横向钢桁架5及剪力支撑3均可为钢管，然后在左右前后四根上横向钢桁架2上安装矩形钢平台4，该钢平台4可采用厚6mm 8 mm的钢板制作而成，在此钢平台4的四角分别开设圆孔，此圆孔的直径略大于钢管桩I的直径，(注该钢平台4是在陆地上制作完成并用起重驳船海运至测风塔的安装点)，安装时，先将钢平台4吊至各钢管桩I上方50cm 60cm处，然后缓缓下降，使钢平台4四角的圆孔对准各钢管桩I就位，就位后检查钢平台4的平整度，平整度符合设计要求后，施焊加固，焊接结束后，立即对焊缝作防腐处理；复核各钢管桩I桩顶的标高，割除超标高的桩头，对应在各钢管桩I的桩头上分别焊装法兰盘I 18，至此完成测风塔塔基的安装。二)、测风塔底部塔架的分段安装
海上测风塔呈宝塔形，底段的塔架体积大，塔架高度越高，其往上的各段塔架主钢管撑6的直径、长度和副剪力支撑8的直径、长度以及各连接法兰盘直径的尺寸越小，均根据测风塔的大小由设计单位确定。测风塔一般分17段(注编号自上而下，即测风塔塔顶段为I号塔架，塔架高度由设计单位确定)，各段塔架均由四根主钢管撑6、十六根副剪力支撑8和四根顶横撑7组成，主钢管撑6采用无缝钢管制作，四根主钢管撑6分立塔架四角，每根主钢管撑6的两端均焊装法兰盘，且此底端法兰盘的直径略大于顶端法兰盘的直径，塔架高度越高，连接法兰盘的直径越小，该顶横撑7、副剪力支撑8采用槽钢制作，在各顶横撑7、各副剪力支撑8的两端均焊装连接板，在各连接板上开设螺栓孔，同一段塔架的各主钢管撑6与各顶横撑7和各副剪力支撑8之间均采用螺栓连接，在各两两相邻的主钢管撑6的顶端之间共安装四根呈矩形的顶横撑7，在各两两相邻的主钢管撑6之间分上下两段分别安装两组副剪力支撑8，上下相邻的两段塔架之间均以主钢管撑6端部的法兰盘对应相连接。利用起重驳船将在陆地上组装的17#塔架9和16#塔架10运至海上测风塔的安装地点，用起重驳船上的浮吊先将17#塔架9整体吊装至测风塔塔基上的钢平台4上，将17#塔架9的各主钢管撑6底部的法兰盘I 18与四个钢管桩I顶部的法兰盘I 18分别对应用螺栓连接，并用同样的方法将16#塔架10整体吊装，且16#塔架各主钢管撑6底部的法兰 盘II 19与17#塔架9各主钢管撑6顶部的法兰盘II 19分别对应用螺栓相连接。三)、测风塔上部各段塔架的高空散件组装
自16#塔架10以上的各段塔架均采用高空散件组装，即将在陆地制作的各段塔架的构件各主钢管撑6、各顶横撑7和各副剪力支撑8均用起重驳船运至测风塔的安装点，在已安装好的下部两段塔架上分别对应安装抱杆11、起吊滑轮12、转向滑轮13及牵引钢丝绳14，然后由下至上依次分段进行各段塔架散件的组装。首先利用起重驳船上的浮吊将组装好的抱杆11吊起，在抱杆11的下端段上距离抱杆11的下端部0.4 m—0.6 m处与已安装的下段塔架的右前部主钢管撑6的中段(之间)用钢丝绳套I 17-1绑扎固定，然后再在该绑扎点的上部O. 4—O. 6m处与已安装的下段塔架的右前部主钢管撑6的上段(之间)又用钢丝绳套II 17-2再次绑扎固定；
即先在抱杆11的下端段上距离抱杆11的下端部O. 4 m—O. 6 m处与已安装的16#塔架10的右前部的主钢管撑6的中段(之间)用钢丝绳套I 17-1绑扎固定，然后再在该绑扎点的上部O. 4—0. 6m处与已安装的16#塔架10的右前部的主钢管撑6的上段(之间)又用钢丝绳套II 17-2再次绑扎固定，即抱杆11的下端段分二次绑扎在16#塔架10的右前部主钢管撑6上，以准备安装15#塔架；(见图2)
在抱杆11的顶部绑扎钢丝绳套III 17-3，在此钢丝绳套III 17-3上绑扎四根缆风绳16，四根缆风绳16的另一端分别与下段塔架的四根主钢管撑6的顶端部绑扎固定，(图2中四根缆风绳16的另一端分别绑扎在16#塔架10的四根主钢管撑6的顶端部上)；在抱杆11顶部的钢丝绳套III17-3上穿挂起吊滑轮12，在17#塔架9右前部的主钢管撑6的下端段上固定安装转向滑轮13，将牵引钢丝绳14的下端对应穿过起吊滑轮12和转向滑轮13，然后与放置在钢平台4上的卷扬机15相连接，而此钢丝绳14的另一端绑扎塔架的散件。(见图2)
起吊各段塔架的散件各主钢管撑6、各顶横撑7和各副剪力支撑8时，首先起吊15#塔架的四根主钢管撑6，用牵引钢丝绳14的上端段直接绑扎主钢管撑6，启动卷扬机15，提升15#塔架的主钢管撑6至16#塔架10的顶部，使15#塔架的四根主钢管撑6底部的法兰盘Ill 20对应与16#塔架10的各主钢管撑6顶部法兰盘III 20用螺栓相连接，用相同方法分别完成15#塔架的四根主钢管撑6的连接，然后分别吊装15#塔架的各副剪力支撑8和各顶横撑7，并对应在各副剪力支撑8和各顶横撑7两端的连接板上用螺栓紧固，15#塔架组装完毕后，依次使用上述方法提升、安装抱杆11进行上一段塔架散件的组装，直至各段塔架安装完毕。本发明所提出的海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法，有效地解决了海上测风塔高空安装的吊车选择的技术难题，提高了塔架安装精度，降低了安全风险和工程造价。现结合附图和实施例对本发明所提出的海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法作进一步的说明。
图I是本发明所提出的海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法中 的测风塔塔基(伸出海面段)的主视示意图。图2是本发明所提出的海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法中的散件组装主视示意图。图I 图2中
I、钢管桩 2、上横向钢桁架 3、剪力支撑 4、钢平台 5、下横向钢桁架 6、主钢管撑 7、顶横撑 8、副剪力支撑 9、17#塔架 10、16#塔架 11、抱杆 12、起吊滑轮 13、转向滑轮 14、牵引钢丝绳 15、卷扬机 16、缆风绳 17-1、钢丝绳套I 17-2、钢丝绳套II 17-3、钢丝绳套III 18、法兰盘I19、法兰盘II 20、法兰盘III。
具体实施方式
实施例江苏华电大丰海上测风塔项目，采用本发明所提出的海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法安装海上测风塔，该测风塔高100m，塔基以上共17段，其施工步骤为
一、测风塔塔基的安装；二、测风塔底部塔架的分段安装；三、测风塔上部各段塔架的高空散件组装。其中
一)、测风塔塔基的安装
在已打入海底的四根两两呈八字形的钢管桩I的伸出海面段的上端之间焊装左右前后四根上横向钢桁架2，在此四根钢管桩I伸出海面段的下端之间焊装左右前后四根下横向钢桁架5，并在每二根两两相邻的钢管桩I之间对应位于上、下横向钢桁架2、5的端部分别焊装呈剪刀形的剪力支撑3，此上横向钢桁架2、下横向钢桁架5及剪力支撑3均可为钢管，然后在左右前后四根上横向钢桁架2上安装矩形钢平台4，该钢平台4采用厚8 mm的钢板制作而成，在此钢平台4的四角分别开设圆孔，此圆孔的直径略大于钢管桩I直径，(注该钢平台4是在陆地上制作完成并用起重驳船海运至测风塔的安装点)，安装时，先将钢平台4吊至钢管桩I上方50cm处，然后缓缓下降，使钢平台4四角的圆孔对准各钢管桩I就位，就位后用常规方法和仪器检查钢平台4的平整度，平整度符合设计要求，然后，施焊加固，焊接结束后，立即对焊缝作防腐处理；复核各钢管桩I桩顶标高，割除超标高的桩头，对应在各钢管桩I的桩头上分别焊装法兰盘I 18，至此完成测风塔塔基的安装。二)、测风塔底部塔架的分段安装
该测风塔分17段(注编号自上而下，即测风塔塔顶段为I号塔架)，各段塔架均由四根主钢管撑6、十六根副剪力支撑8和四根顶横撑7组成，每根主钢管撑6两端均焊装法兰盘，相邻两段塔架之间以主钢管撑6对应端部的法兰盘相连接。利用起重驳船将在陆地上组装的17#塔架9和16#塔架10运至海上测风塔的安装地点，用起重驳船上的浮吊先将17#塔架9整体吊装至测风塔塔基上的钢平台4上，将 17#塔架9的各主钢管撑6底部的法兰盘I 18与四个钢管桩I顶部的法兰盘I 18对应用螺栓连接，并用同样的方法将16#塔架10整体吊装，且16#塔架各主钢管撑6底部的法兰盘II 19与17#塔架9各主钢管撑6顶部的法兰盘II 19对应用螺栓相连接。三)、测风塔上部各段塔架的高空散件组装
自16#塔架10以上的各段塔架均采用高空散件组装，即将在陆地制作的各段塔架构件各主钢管撑6、各顶横撑7和各副剪力支撑8均用起重驳船运至测风塔的安装点，在已安装好的两段相应塔架上分别安装抱杆11、起吊滑轮12、转向滑轮13及牵引钢丝绳14，然后由下至上依次分段进行各段塔架散件的组装。在抱杆11的下端段上距离抱杆11的下端部O. 6 m处与已安装的16#塔架10的右前部的主钢管撑6的中段(之间)用钢丝绳套I 17-1绑扎固定，然后再在该绑扎点的上部O. 6m处与已安装的16#塔架10的右前部的主钢管撑6的上段(之间)又用钢丝绳套II 17-2再次绑扎固定，即抱杆11的下端段分二次绑扎在16#塔架10的右前部主钢管撑6上，以准备安装15#塔架；(见图2)
在抱杆11的顶部绑扎钢丝绳套III 17-3，在此钢丝绳套III 17-3上绑扎四根缆风绳16，四根缆风绳16的另一端分别与下段塔架的四根主钢管撑6的顶端部绑扎固定(图2中四根缆风绳16的另一端分别绑扎在16#塔架10的四根主钢管撑6的顶端部上)；在抱杆11顶部的钢丝绳套III17-3上穿挂起吊滑轮12，在17#塔架9右前部的主钢管撑6的下端段上固定安装转向滑轮13，将牵引钢丝绳14的下端对应穿过起吊滑轮12和转向滑轮13，然后与放置在钢平台4上的卷扬机15相连接，而此钢丝绳14的另一端绑扎塔架的散件。(见图2)
起吊各段塔架的散件各主钢管撑6、各顶横撑7和各副剪力支撑8时，首先起吊15#塔架的四根主钢管撑6，用牵引钢丝绳14的上端段直接绑扎主钢管撑6，启动卷扬机15，提升主钢管撑6至16#塔架10的顶部，使15#塔架的各主钢管撑6底部的法兰盘III 20分别对应与16#塔架10的各主钢管撑6顶部法兰盘III 20用螺栓相连接，用相同方法分别完成15#塔架的四根主钢管柱6的连接，然后分别吊装15#塔架的各副剪力支撑8和各顶横撑7，并分别用螺栓紧固，15#塔架塔架组装完毕后，依次使用上述方法提升、安装抱杆11进行上一段塔架散件的组装，直至各段塔架安装完毕。江苏华电大丰海上测风塔项目，开工日期2010年3月30日，竣工日期2010年5月30日，采用本施工方法后，工期提前7天，节约工程成本150. 6万元，整个施工过程中无 安全事故，安装质量优良，目前设备运行状况良好。
权利要求
1.一种海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法，是测风塔底部的二段塔架在陆地组装，然后海运至测风塔安装点，采用起重驳船上的浮吊分段吊装，而测风塔其余的塔架采用抱杆、起吊滑轮、转向滑轮、牵引钢丝绳及卷扬机组合代替起重机在海上进行塔架散件的组装； 此海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法的施工步骤为 一、测风塔塔基的安装；二、测风塔底部塔架的分段安装；三、测风塔上部各段塔架的高空散件组装； 其中 一)、测风塔塔基的安装 在已打入海底的四根两两呈八字形的钢管桩(I)的伸出海面段的上端之间焊装左右前后四根上横向钢桁架(2)，在此四根钢管桩(I)伸出海面段的下端之间焊装左右前后四根下横向钢桁架(5)，并在每二根两两相邻的钢管桩(I)之间对应位于上、下横向钢桁架(2、5)的端部分别焊装呈剪刀形的剪力支撑(3)，然后在左右前后四根上横向钢桁架(2)上安装矩形钢平台(4)，在此钢平台(4)的四角分别开设圆孔，且此圆孔的直径略大于钢管桩(I)的直径，安装时，先将钢平台(4)吊至各钢管桩(I)上方50cm 60cm处，然后缓缓下降，使钢平台(4)四角的圆孔对准各钢管桩(I)就位，就位后检查钢平台(4)的平整度，平整度符合设计要求后，施焊加固，焊接结束后，立即对焊缝作防腐处理；复核各钢管桩(I)桩顶的标闻，割除超标闻的粧头，对应在各钢管粧(I)的粧头上分别焊装法兰盘I (18)； 二)、测风塔底部塔架的分段安装 利用起重驳船将在陆地上组装的17#塔架(9)和16#塔架(10)运至海上测风塔的安装地点，用起重驳船上的浮吊先将17#塔架(9)整体吊装至测风塔塔基上的钢平台(4)上，将17#塔架(9)的各主钢管撑(6)底部的法兰盘I (18)分别与四个钢管桩(I)顶部的法兰盘I (18)对应用螺栓连接，并用同样的方法将16#塔架(10)整体吊装，且16#塔架各主钢管撑(6)底部的法兰盘II (19)分别与17#塔架(9)各主钢管撑(6)顶部的法兰盘II (19)对应用螺栓相连接； 三)、测风塔上部各段塔架的高空散件组 自16#塔架(10)以上的各段塔架均采用高空散件组装，即将在陆地制作的各段塔架构件各主钢管撑(6)、各顶横撑(7)和各副剪力支撑(8)均用起重驳船运至测风塔的安装点，在已安装好的下部两段塔架上分别对应安装抱杆(11)、起吊滑轮(12)、转向滑轮(13)及牵引钢丝绳(14)，然后由下至上依次分段进行各段塔架散件的组装； 首先利用起重驳船上的浮吊将组装好的抱杆(11)吊起，在抱杆(11)的下端段上距离抱杆(11)的下端部0.4 m-0.6 m处与已安装的下段塔架的右前部主钢管撑(6)的中段用钢丝绳套I (17-1)绑扎固定，然后再在该绑扎点的上部O. 4-0. 6m处与已安装的下段塔架的右前部主钢管撑6的上段又用钢丝绳套II (17-2)再次绑扎固定； 即先在抱杆(11)的下端段上距离抱杆(11)的下端部O. 4 m—O. 6 m处与已安装的16#塔架(10)的右前部的主钢管撑(6)的中段用钢丝绳套I (17-1)绑扎固定，然后再在该绑扎点的上部O. 4—0. 6m处与已安装的16#塔架(10)的右前部的主钢管撑(6)的上段又用钢丝绳套II (17-2)再次绑扎固定，此抱杆(11)的下端段分二次绑扎在16#塔架(10)的右前部主钢管撑(6)上，准备安装15#塔架；在抱杆(11)的顶部绑扎钢丝绳套IIK17-3)，在此钢丝绳套IIK17-3)上绑扎四根缆风绳(16)，四根缆风绳(16)的另一端分别与下段塔架的四根主钢管撑(6)的顶端部绑扎固定，即四根揽风绳(16)的另一端分别绑扎在16#塔架(10)的四根主钢管撑(6)的顶端部上；在抱杆(11)顶部的钢丝绳套111(17-3)上穿挂起吊滑轮(12)，在17#塔架(9)右前部的主钢管撑(6)的下端段上固定安装转向滑轮(13)，将牵引钢丝绳(14)的下端对应穿过起吊滑轮(12)和转向滑轮(13)，然后与放置在钢平台(4)上的卷扬机(15)相连接，而此钢丝绳(14)的另一端即上端段绑扎塔架的散件； 起吊各段塔架的散件各主钢管撑(6)、各顶横撑(7)和各副剪力支撑(8)时，首先起吊15#塔架的四根主钢管撑(6)，用牵引钢丝绳(14)的上端段直接绑扎主钢管撑(6)，启动卷扬机(15)，提升15#塔架的主钢管撑(6)至16#塔架(10)的顶部，使15#塔架的四根主钢管撑(6)底部的法兰盘111(20)对应与16#塔架(10)的各主钢管撑(6)顶部法兰盘IIK 20)用螺栓相连接，用相同方法分别完成15#塔架的四根主钢管撑(6)的连接，然后分别用相同方法吊装15#塔架的各副剪力支撑(8)和各顶横撑(7)，并对应在各副剪力支撑(8)和各顶横撑(7)两端的连接板上用螺栓紧固，15#塔架塔架组装完毕后，依次使用上述方法提升、安装抱杆(11)进行上一段塔架散件的组装，直至各段塔架安装完毕。
2.根据权利要求I所述的海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法，其特征在于此上横向钢桁架(2)、下横向钢桁架(5)及剪力支撑(3)均为钢管。
3.根据权利要求I所述的海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法，其特征在于该钢平台(4)采用厚6mm 8 mm的钢板制作而成。
全文摘要
本发明是一种海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法，属测风塔施工方法，该施工方法是测风塔底部的二段塔架在陆地组装，然后海运至测风塔安装点，采用起重驳船上的浮吊分段吊装，而测风塔其余的塔架采用抱杆、起吊滑轮、转向滑轮、牵引钢丝绳及卷扬机组合代替起重机在海上进行塔架散件的组装；该海上测风塔分段安装与高空散件组装结合的施工方法的施工步骤为一、测风塔塔基的安装；二、测风塔底部塔架的分段安装；三、测风塔上部各段塔架的高空散件组装；有效地解决了海上测风塔高空安装的吊车选择的技术难题，提高了塔架安装精度，降低了安全风险和工程造价。
文档编号E04H12/34GK102817341SQ20121030219
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者徐惠, 杨兆林 申请人:中国十七冶集团有限公司