导管架多筒负压筒测风塔复合基础自动化负压下沉方法与流程

本发明属于离岸近海水下风电基础自动化施工技术领域，具体涉及导管架多筒负压筒测风塔复合基础自动化负压下沉方法。

背景技术：

导管架多筒负压筒测风塔复合基础作为海上测风塔新型基础，相比于传统桩基础，具有施工方便，不需要采用大型打桩设备，可反复多次使用、造价相对较低等优点。但是，该新型基础的施工技术目前正处于发展完善的阶段，由于在自动化负压下沉过程中涉及施工定位、水位测量、高程测量、负压控制等多项测量及控制技术，现有的采用人工测量控制的方式不仅效率低，而且可靠性也较差。

技术实现要素：

针对上述现有技术的缺点或不足，本发明要解决的技术问题是提供导管架多筒负压筒测风塔复合基础自动化负压下沉方法，其采用自动控制和自动调平技术相结合实现测风塔复合基础的自动化负压下沉，自动化程度高且可靠性强。

为解决上述技术问题，本发明具有如下构成：

导管架多筒负压筒测风塔复合基础自动化负压下沉方法，包括如下步骤，s1，施工定位：施工船舶将测风塔复合基础运至施工区域后，采集负压筒筒顶的位置信息，进行平面定位并计算高程；s2，水深测量：通过浮云船舷处的水深换能器测量施工区域的水深信息；s3，排气下沉：开启真空泵抽掉负压筒内的空气，使得测风塔复合基础慢慢沉至泥面；s4，负压下沉至设计标高：继续抽真空，使测风塔复合基础慢慢沉入泥面以下至设计标高。

步骤s1中，采用gps-rtk定位技术获得所述位置信息，并反馈给控制系统。

步骤s1中，采用高程定位系统获得高程信息，并反馈给控制系统。

步骤s2中，还包括在负压筒的隔舱内部和筒外壁布置水位计以测量不同位置的水压力，并通过信号转换器转换为隔舱内部和桶外水位及吃水深度。

步骤s3中，排气下沉过程中通过双轴倾角仪采集测风塔复合基础的垂直度信息并反馈给控制系统，控制系统通过自动调节设置在负压筒上的比例阀的阀门开度来控制测风塔复合基础的姿态。

所述比例阀的设置数量为至少四个，其与所述负压筒一一对应设置。

步骤s4中，通过控制比例阀的开度来控制负压筒的真空度从而控制测风塔复合基础的贯入深度，同时通过控制比例阀来调整测风塔复合基础的倾斜度以保证贯入的垂直度。

在步骤s3和s4中，通过负压测量传感器实时将负压筒内的负压测量值发送给控制系统，控制系统比对反馈的负压测量值和负压设置值，并控制真空泵的变频系统。

与现有技术相比，本发明就有如下技术效果：

本发明采用自动控制和自动调平技术，解决了现有技术中施工自动化程度低，人工控制效率低下的问题；

本发明采用负压传感器，并将负压测量数据实时反馈给控制系统，控制系统比对反馈的负压测量值和负压设置值，并控制真空泵的变频系统，从而改变负压值，达到自动测量、自动修正、自动控制的目的，相比人工测量和控制，提高了效率和频率；

本发明采用了高程多点高程自动测量系统，相比人工测量，测读速度更快，而且能够实时将测量数据反馈给控制系统，从而实现自动调平的目的；

本发明采用自动控制系统，对施工过程的数据记录、整理、展示更为直接、直观，从而为决策提供更有力、更高效的依据。

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：本发明导管架多筒负压筒测风塔复合基础自动化负压下沉方法流程图。

具体实施方式

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

如图1所示，本实施例导管架多筒负压筒测风塔复合基础自动化负压下沉方法，包括如下步骤，

步骤一，施工定位：施工船舶将测风塔复合基础运至施工区域后，采集负压筒筒顶的位置信息，进行平面定位并计算高程。

在本实施例中，采用gps-rtk定位技术获得所述位置信息，并反馈给控制系统。具体的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台接收机置于载体(称为流动站)上，基准站和流动站同时接收gps卫星信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到gps差分改正值。然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的流动站精化其gps观测值，从而得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。gps-rtk定位技术是一种新的常用的gps测量方法，以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而rtk是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是gps应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了作业效率。

本实施例采用高程定位系统获得高程信息。采用高程多点高程自动测量系统，相比人工测量，测读速度更快，而且能够实时将测量数据反馈给控制系统，从而实现自动调平的目的。

步骤二，水深测量：在负压筒的隔舱内部和筒外壁布置水位计以测量不同位置的水压力，并通过信号转换器转换为隔舱内部和桶外水位及吃水深度；通过浮云船舷处的水深换能器测量施工区域的水深信息。

步骤三，排气下沉：开启真空泵抽掉负压筒内的空气，使得测风塔复合基础慢慢沉至泥面。

在上述排气下沉过程中，通过双轴倾角仪采集测风塔复合基础的垂直度信息并反馈给控制系统，控制系统通过自动调节设置在负压筒上的比例阀的阀门开度来控制测风塔复合基础的姿态。

在本实施例中，通过双轴倾角仪实现对负压筒筒身垂直度和摇摆度进行测试。

其中，在本实施例中，所述比例阀的设置数量为至少四个，其与所述负压筒一一对应设置；优选地，所述比例阀的设置数量为四个，所述负压筒的设置亦为四个，在每个所述负压筒上对应设置一个比例阀。

在上述负压下沉过程中，通过负压测量传感器实时将负压筒内的负压测量值发送给控制系统，控制系统比对反馈的负压测量值和负压设置值，并控制真空泵的变频系统。

步骤四，负压下沉至设计标高：继续抽真空，使测风塔复合基础慢慢沉入泥面以下至设计标高。

通过控制比例阀的开度来控制负压筒的真空度从而控制测风塔复合基础的贯入深度，同时通过控制比例阀来调整测风塔复合基础的倾斜度以保证贯入的垂直度。在上述步骤中，通过负压测量传感器实时将负压筒内的负压测量值发送给控制系统，控制系统比对反馈的负压测量值和负压设置值，并控制真空泵的变频系统。

基于上述负压测量传感器和双轴倾角仪，控制系统自动调节设置在负压筒上的比例阀的阀门开度来控制测风塔复合基础的姿态；优选地，通过控制测风塔复合基础以垂直向下的姿态进行下沉。

本发明采用自动控制和自动调平技术，解决了现有技术中施工自动化程度低，人工控制效率低下的问题；本发明采用负压传感器，并将负压测量数据实时反馈给控制系统，控制系统比对反馈的负压测量值和负压设置值，并控制真空泵的变频系统，从而改变负压值，达到自动测量、自动修正、自动控制的目的，相比人工测量和控制，提高了效率和频率；本发明采用了高程多点高程自动测量系统，相比人工测量，测读速度更快，而且能够实时将测量数据反馈给控制系统，从而实现自动调平的目的；本发明采用自动控制系统，对施工过程的数据记录、整理、展示更为直接、直观，从而为决策提供更有力、更高效的依据。

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