一种翻转式单桩抱桩器施工机构以及施工方法与流程

本发明涉及翻转式单桩抱桩器技术领域，具体为一种翻转式单桩抱桩器施工机构以及施工方法。

背景技术：

目前，随着国内海上风力发电的飞速发展，单台海上风力发电装机容量不断增大，导致基础桩直径越来越大，重量越来越重。

目前国内单桩抱桩器多为嵌入在施工作业平台艏/艉部的结构形式，施工作业平台一般采用的是自升式平台。当单桩是水平运输的时候，需要两台吊机联合吊装翻身作业，待翻身完毕后才可吊入抱桩器进行后续的打桩工作，效率较低，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种翻转式单桩抱桩器施工机构以及施工方法，工艺便捷，效率快速，成本较低，可以适应海上大直径钢管桩，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种翻转式单桩抱桩器施工机构，包括船体、公共底座、搁置工装、抱桩器、翻转油缸座及翻转油缸，所述船体上表面与公共底座相连，所述公共底座上表面一端设置有搁置工装，所述公共底座上表面另一端通过铰接的方式与抱桩器相连，所述船体上表面还通过翻转油缸座设置有翻转油缸，所述翻转油缸远离翻转油缸座一端与抱桩器相连；

所述抱桩器包括上抱环、下抱环、支架及防滑机构，所述支架顶端设置有上抱环，所述支架底端一端设置有下抱环，所述支架底端另一端与公共底座相连，所述下抱环下表面设置有防滑机构，所述上抱环与下抱环结构一致。

优选的，所述公共底座通过高强度螺栓与船体连接。

优选的，所述上抱环包括抱环左臂、抱环右臂、抱环本体、抱环油缸、顶桩轮盒、抱环锁扣及抱环锁柱，所述抱环本体两端分别通过转轴与抱环左臂及抱环右臂活动相连，所述抱环本体外侧两端分别通过抱环油缸与抱环左臂及抱环右臂外侧相连，所述抱环本体的两端、抱环左臂及抱环右臂上均安装有顶桩轮盒，所述抱环左臂远离抱环本体一端设置有抱环锁扣，所述抱环右臂远离抱环本体一端设置有抱环锁柱。

优选的，所述防滑机构包括底部托架及托架收放油缸，所述底部托架通过轴销与下抱环下表面两侧相连，所述托架收放油缸一端与下抱环下表面相连，所述托架收放油缸另一端与底部托架相连。

优选的，所述搁置工装包括支撑主体及加强梁，所述支撑主体一侧设置有加强梁，所述支撑主体上端开有弧形槽。

优选的，包括以下步骤：

步骤一：吊装抱桩器并与船体连接：

a1、将抱桩器公共底座连接船体；

a2、将抱桩器与公共底座通过销轴连接；

a3、安装抱桩器翻转油缸；

步骤二：移船至指定位置：

b1、安装有抱桩器的船航行至打桩区域，通过翻转油缸将抱桩器翻转直立至打桩状态，结合gps初步定位抱桩桩位；

b2、进行抛锚作业，实时观测船体位置，使抱桩器的桩位对准基础桩指定位置；

步骤三：吊装基础桩：

c1、通过翻转油缸将抱桩器翻转至卧式，根据钢桩直径，调整上下轮盒位置，并打开防滑机构，打开上下抱环；

c2、运输有基础桩的船舶就位；

c3、通过平台吊机将钢桩水平调入抱桩器中；

c4、通过抱环油缸先收上下抱环右臂再收抱环左臂，再通过轮盒油缸作业将钢桩加紧，抱臂通过自锁结构自动锁紧；

步骤四：抱桩器翻转：

d1、吊机起吊钢桩顶部，翻转油缸顶推，缓慢起升；

d2、待重心过旋转点后，翻转油缸拉紧，缓慢下放；

d3、将钢桩翻转至垂直位置；

步骤五：单桩下放：

e1、吊机吊钩缓慢提升，通过托架收放油缸将防滑机构收回；

e2、吊机吊钩下放，使钢桩触底；

步骤六：抱桩、打桩：

f1、通过上下抱环的顶桩轮盒抱紧单桩，安装打桩锤；

f2、通过全站仪测量读取数据，通过轮盒油缸调整钢桩垂直度；

步骤七：抱桩器回收并调至水平：

k1、打桩完成后，抱桩器翻转油缸收缩，将抱桩器翻转至水平位置，进行下一钢桩打设。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本机构通过翻转式抱桩使得在单桩打桩的过程中仅需一台吊机就可完成整个的打桩过程，提高了工作效率并节约了成本。

(2)本机构设有自锁式的左右抱环，代替了原先普遍的销轴链接提高了工作效率。

(3)通过公共底座连接船体减少对原船体的构件影响。

(4)本机构通过翻转式抱桩器实现单桩翻转，比传统通过吊机配合的翻转方式更加方便，且免去了吊机翻转后再抱桩的过程。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为抱桩器结构示意图。

图3为上抱环结构示意图。

图4为上抱环锁紧状态示意图。

图5为防滑机构结构示意图。

图6为搁置工装结构示意图。

图7为基础桩初始状态示意图。

图8为步骤d1动作状态示意图。

图9为步骤d2动作状态示意图。

图10为步骤d3动作状态示意图。

图11为步骤e1动作状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种翻转式单桩抱桩器施工机构，包括船体1、公共底座2、搁置工装3、抱桩器4、翻转油缸座5及翻转油缸6，船体1上表面与公共底座2相连，公共底座2上表面一端设置有搁置工装3，公共底座2上表面另一端通过铰接的方式与抱桩器4相连，船体1上表面还通过翻转油缸座5设置有翻转油缸6，翻转油缸6远离翻转油缸座5一端与抱桩器4相连；

如图2所示，抱桩器4包括上抱环41、下抱环42、支架43及防滑机构44，支架43顶端设置有上抱环41，支架43底端一端设置有下抱环42，支架43底端另一端与公共底座2相连，下抱环42下表面设置有防滑机构44，上抱环41与下抱环42结构一致。

如图3所示，上抱环41包括抱环左臂411、抱环右臂412、抱环本体413、抱环油缸414、顶桩轮盒415、抱环锁扣416及抱环锁柱417，抱环本体413两端分别通过转轴与抱环左臂411及抱环右臂412活动相连，抱环本体413外侧两端分别通过抱环油缸414与抱环左臂411及抱环右臂412外侧相连，抱环本体413的两端、抱环左臂411及抱环右臂412上均安装有顶桩轮盒415，抱环左臂411远离抱环本体413一端设置有抱环锁扣416，抱环右臂412远离抱环本体413一端设置有抱环锁柱417。

其中顶桩轮盒415由顶推油缸与滚轮组成，顶推油缸两端铰接，实现钢管桩的直径变化。

如图4所示，其中抱环锁扣416及抱环锁柱417相互配合，当抱环油缸顶紧时可达到自动锁紧状态。

如图5所示，防滑机构44包括底部托架441及托架收放油缸442，底部托架441通过轴销与下抱环42下表面两侧相连，托架收放油缸442一端与下抱环42下表面相连，托架收放油缸442另一端与底部托架441相连。

如图6所示，搁置工装3包括支撑主体31及加强梁32，支撑主体31一侧设置有加强梁32，支撑主体31上端开有弧形槽。

一种翻转式单桩抱桩器的施工方法，包括以下步骤：

步骤一：吊装抱桩器4并与船体1连接：

a1、将抱桩器4公共底座2连接船体1；

a2、将抱桩器4与公共底座2通过销轴连接；

a3、安装抱桩器4翻转油缸6；

步骤二：移船至指定位置：

b1、安装有抱桩器4的船航行至打桩区域，通过翻转油缸6将抱桩器4翻转直立至打桩状态，结合gps初步定位抱桩桩位；

b2、进行抛锚作业，实时观测船体1位置，使抱桩器4的桩位对准基础桩指定位置；

步骤三：吊装基础桩(初始状态如图7所示)：

c1、通过翻转油缸6将抱桩器4翻转至卧式，根据钢桩直径，调整上下轮盒位置，并打开防滑机构44，打开上下抱环42；

c2、运输有基础桩的船舶就位；

c3、通过平台吊机将钢桩水平调入抱桩器4中；

c4、通过抱环油缸414先收上下抱环42右臂再收抱环左臂411，再通过轮盒油缸作业将钢桩加紧，抱臂通过自锁结构自动锁紧；

步骤四：抱桩器4翻转：

d1、吊机起吊钢桩顶部，翻转油缸6顶推，缓慢起升，如图8所示；

d2、待重心过旋转点后，翻转油缸6拉紧，缓慢下放，如图9所示；

d3、将钢桩翻转至垂直位置，如图10所示；

步骤五：单桩下放：

e1、吊机吊钩缓慢提升，通过托架收放油缸442将防滑机构44

收回，如图11所示；

e2、吊机吊钩下放，使钢桩触底；

步骤六：抱桩、打桩：

f1、通过上下抱环42的顶桩轮盒415抱紧单桩，安装打桩锤；

f2、通过全站仪测量读取数据，通过轮盒油缸调整钢桩垂直度；

步骤七：抱桩器4回收并调至水平：

k1、打桩完成后，抱桩器4翻转油缸6收缩，将抱桩器4翻转至水平位置，进行下一钢桩打设。

本发明具有以下优点：1、本机构通过翻转式抱桩使得在单桩打桩的过程中仅需一台吊机就可完成整个的打桩过程，提高了工作效率并节约了成本；2、本机构设有自锁式的左右抱环，代替了原先普遍的销轴链接提高了工作效率3、通过公共底座连接船体减少对原船体的构件影响；4、本机构通过翻转式抱桩器实现单桩翻转，比传统通过吊机配合的翻转方式更加方便，且免去了吊机翻转后再抱桩的过程。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。