一种附着式深水导管架水下稳桩装置的制作方法

本实用新型涉及深水导管架水下稳桩技术领域，尤其涉及一种附着式深水导管架水下稳桩装置。

背景技术：

在节能减排、应对气候变化、能源短缺、能源供应安全形势日趋严峻的大形势下，海上风资源作为一种绿色能源，具有风资源稳定、易于规模化开发等优点，目前正在我国大规模应用。

目前国内已建成的海上风电场采用的均为近海风场，水深条件一般小于10m，其支承结构型式主要为高桩承台基础、单桩基础。随着海上风电场的开发，风场离岸距离和水深不断增加，近海传统基础结构型式已难以满足深海风能开发的要求。在水深30m左右及更深的海域，导管架基础相对拥有较好的经济优势。

传统内插式先桩法导管架基础施工采用导向定位架稳桩装置3进行稳桩，如图1所示，传统导向定位架稳装置3搭建时，先将其放入海底，装置要露出水面以上1-2m，故装置的数量需要根据水深确定，水越深，需要的装置数量越多；导向定位架稳桩装置3的临时定位桩5需要使用振动锤沉桩，临时定位桩5与导向定位架稳桩装置3之间需使用专用结构连接，导向定位架稳桩装置3拆除时，需要先拆除临时定位桩5与导向定位架稳桩装置3之间的连接拆除，再使用振动锤拔出临时定位桩5，起吊导向定位架稳桩装置3完成拆除。因此，使用导向定位架稳桩装置3进行稳桩，不仅工效低，而且增加了船机成本。

另外，深水导管架与钢管桩基础4在水下对接非常困难，目前还没有好的解决方案，因此，提出“一种附着式深水导管架水下稳桩装置”，解决上述难题。

技术实现要素：

针对现有技术中传统导向定位架稳桩装置用于深水导管架稳桩时，需要拼接高度增加制作成本；搭设拆除时需额外配置起重船和振动锤，增加船机成本、耗时耗力、功效低；不能解决深水导管架与钢管桩基础水下对接困难的问题，本实用新型提供一种附着式深水导管架水下稳桩装置，应用本实用新型提供的方案不仅制作成本低、施工功效高、还能很好的完成深水导管架与钢管桩基础的水下对接。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种附着式深水导管架水下稳桩装置，包括四个箱形框架和四个转角支撑件，所述四个箱形框架依次首尾相连；所述四个转角支撑件固定设置在箱形框架体内的四个边角处，并分别对应于深水导管架上四个支腿，每个转角支撑件上具有弧形边；所述四个箱形框架体的四个边上分别设置有一个稳桩套管；所述稳桩装置在与深水导管架进行装配时，其上四个转角支撑件上的弧形边的中心将与深水导管架上对应的支腿的中心重合，同时四个箱形框架体上四个稳桩套管的中心与深水导管架的四个支腿的中心在同一圆周上，且中心距尽量小。

进一步的，所述箱形框架体为钢结构焊接件，箱形框架体主要由长板、横隔板、稳桩套管、短板、横法兰板、带孔短底板焊接构成，两块长板之间通过若干横隔板连接；稳桩套管通过焊接与短板和长板连接设置；两个带孔短底板分别焊接于箱形框架的长度方向的两端底部；横法兰板焊接于方形框架体长度方向的两端。

进一步的，所述稳桩套管上部设置为喇叭口结构，稳桩套管的外侧可设置筋板。

进一步的，所述两个带孔短底板的底部设置有排水孔。

进一步的，所述离稳桩套管较近的横法兰板上开设有螺栓孔，用于箱形框架使用螺栓相互拼接。

进一步的，所述转角支撑件由三角板、法兰方板、筋板焊接构成，所述三角板为转角支撑件的底板，其一边为圆弧，另两边为直边，圆弧边的中心，使用时其坐落在导管架支撑板上；法兰方板上开设有螺栓孔，通过螺栓安装于箱形框上；筋板连接设置在三角板和法兰方板之间。

本实用新型提供的附着式深水导管架水下稳桩装置，附着在导管架上，依靠导管架定位，不需要打拔临时定位桩，不需要现场装拆，解决了传统导向定位架稳桩装置搭设、拆除过程繁琐的问题，以提高施工工效。

本实用新型提供的附着式深水导管架水下稳桩装置，实现了模块化设计和拼装，制作高度不受水深影响，解决了传统导向定位架稳桩装置结构复杂、制作高度受水深影响的问题，降低了制作成本。

本实用新型提供的附着式深水导管架水下稳桩装置，通过将稳桩套筒中心和导管架支腿中心在同一圆周上，能够辅助导管架与钢管桩基础水下准确对接，解决了深水导管架与钢管桩基础水下对接困难的问题。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1a为传统导向定位架稳桩装置结构主视示意图；

图1b为传统导向定位架稳桩装置结构俯视示意图；

图2为深水导管架的结构示例图；

图3为本实例中给出的附着式深水导管架水下稳桩装置应用时的示例图；

图4为本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置的结构示例图；

图5为本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置应用时的仰视示例图；

图6为本实例中给出的附着式深水导管架水下稳桩装置的俯视示例图；

图7为本实例中给出的附着式深水导管架水下稳桩装置的仰视示例图；

图8为本实例中给出的附着式深水导管架水下稳桩装置箱形框架的结构示例图；

图9为本实例中给出的附着式深水导管架水下稳桩装置转角支撑件的结构示例图。

图中标号含义：传统导向定位架稳装置3、钢管桩基础4、临时定位桩5、深水导管架1、钢支撑管1-1、三层斜撑管1-2、过渡连接段1-3、平台1-4、支腿1-5、支撑板1-6、附着式深水导管架水下稳桩装置2、箱形框架2-1、长板2-1-3、横隔板2-1-4、稳桩套管2-1-1、短板2-1-2、横法兰板2-1-5、带孔短底板2-1-6、带孔短底板2-1-7、转角支撑件2-2、三角板2-2-1、法兰方板2-2-2、筋板2-2-3。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

现有技术中的传统导向定位架稳桩装置用于深水导管架稳桩时，需要拼接高度、搭设拆除时需额外配置起重船和振动锤、深水导管架与钢管桩基础水下对接困难，本实用新型提供的附着式深水导管架水下稳桩装置，通过将其附着在导管架上，依靠导管架定位，实现深水导管架和钢管桩基础精准对接，不需要打拔临时定位桩，不需要现场装拆，提高了施工工效。

参见图2，其所示为深水导管架的结构示例图。

如图2所示，深水导管架1为钢桁架结构，主要由四根斜向的钢支撑管1-1、三层斜撑管1-2、过渡连接段1-3、平台1-4、支腿1-5和支撑板1-6构成，其中，支撑板1-6设置为圆环形，焊接设置在支腿1-5上，用于对本实用新型中的附着式深水导管架水下稳桩装置2的支承和限位。

本实用新型提供的方案在具体应用时，如图3所示，通过将其附着在深水导管架1上一起配合实现稳桩作用。钢管桩基础沉桩完成后，首先将本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置2吊出水面，待下一个桩位重复使用，然后将深水导管架1吊出水面，并旋转一定角度再次入水就能方便快捷的插入钢管桩基础内。

下面结合图示具体的说明本实用新型。

参见图4，其所示为本实例中给出的附着式深水导管架水下稳桩装置的结构示例图。

如图4所示，本实例中给出的附着式深水导管架水下稳桩装置2由四个箱形框架2-1和四个转角支撑件2-2通过螺栓连接构成。

这里的四个箱形框架2-1依次首尾相连，且连接处的内侧分别通过转角支撑件2-2进行固定连接，同时四个转角支撑件2-2的分布结构对应于深水导管架1上四个支腿1-5的分布结构，由此形成对应于深水导管架1上四个支腿1-5的方形框架结构的稳桩装置。

其中，每个箱形框架2-1上设有稳桩套管2-1-1，而转角支撑件2-2的底板为一边为弧形的三角板2-2-1。

为了使得本稳桩装置能够稳定的附着在深水导管架1上，本稳桩装置在与深水导管架1进行装配时，其上四个转角支撑件2-2上的弧形三角板2-2-1弧形边的中心分别与深水导管架1上对应的支腿1-5的中心重合(如图5所示)。

同时，本稳桩装置中每个箱形框架2-1上的稳桩套管2-1-1的中心与深水导管架1的支腿1-5的中心在同一圆周上，且中心距尽量小。

如图5所示，由此构成的稳桩装置2通过其上四个弧形的转角支撑件2-2与深水导管架1上对应的支腿1-5配合，可稳固的附着在深水导管架1上。

下面结合附图详细说明本实用新型的具体设置方案。

如图6、7所示，本实例中给出的附着式深水导管架水下稳桩装置2由四个结构完全相同的箱形框架2-1和四个结构完全相同的转角支撑件2-2，通过螺栓连接构成。

四个箱形框架2-1通过螺栓连接构成一个方形的稳桩装置；四个转角支撑件2-2通过螺栓安置在稳桩装置的四个内角，一方面能够增强稳桩装置的稳定性，另一方面可使稳桩装置附着在导管架上，起限位作用。

如图7和图8所示，箱形框架2-1为钢结构焊接件，主要由长板2-1-3、横隔板2-1-4、稳桩套管2-1-1、短板2-1-2、横法兰板2-1-5、带孔短底板2-1-6、带孔短底板2-1-7焊接构成。

长板2-1-3占箱形框架大部分质量，两块长板2-1-3之间通过横隔板2-1-4连接，提高强度。

横隔板2-1-4上在不影响强度的情况下开设有圆孔，用于减轻重量。

其中一块长板2-1-3上开设有螺栓孔，用于安装螺栓。

稳桩套管2-1-1上部为喇叭口结构，用于钢管桩基础下落时的导向，稳桩套管2-1-1通过焊接与短板2-1-2和长板2-1-3连接设置，为提高稳桩套管2-1-1的强度，在其外侧适当设置筋板。

根据需要，本实例还可在稳装套管内镀一层加强膜，以提高稳装套管的使用寿命。

作为另一改进方案，本实例还可以在稳装套管内沿其周向均匀的设置有若干的导向加强筋，这些导向加强筋优先横截面呈圆弧形的长条形加强筋。

带孔短底板2-1-6、带孔短底板2-1-7分别焊接于箱形框架2-1的长度方向的两端底部，带孔短底板2-1-6和带孔短底板2-1-7的底部设置有排水孔，防止使用时积存海水。

横法兰板2-1-5焊接于箱形框架2-1长度方向的两端，其中一块离稳桩套管2-1-1较近的横法兰板2-1-5上开设有螺栓孔，用于箱形框架2-1使用螺栓相互拼接。

由此构成的箱形框架2-1结构简单，重量轻，并且强度高，实用性强。

如图9所示，转角支撑件2-2由三角板2-2-1，法兰方板2-2-2和筋板2-2-3焊接构成。

其中三角板2-2-1为转角支撑件的底板，其一边为圆弧，另两边为直边，圆弧边的中心，使用时其坐落在导管架支撑板1-6上。

法兰方板2-2-2上开设有螺栓孔，通过螺栓安装于箱形框架2-1上。

筋板2-2-3连接设置在三角板2-2-1和法兰方板2-2-2之间，用于加强转角支撑件2-2的强度和稳定性。另外根据需要，本实例可以在转角支撑件2-2上整体镀一层保护模，以使转角支撑件2-2更加适应于各种环境，提高其使用寿命。

由此构成的转角支撑件2-2结构简单，强度高，实用性强。

针对上述构成的附着式深水导管架水下稳桩装置，在具体应用时，可以在附着式深水导管架水下稳桩装置的四个端角部设置相应的吊耳，这样便于附着式深水导管架水下稳桩装置在现场的使用。

本实例中给出的附着式深水导管架水下稳桩装置在具体应用于深水导管架水下稳桩时，通过将本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置2中的转角支撑件2-2上的三角板2-2-1弧形边的中心设计为与深水导管架1的支腿1-5的中心重合，如此结构的设计可以使本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置2紧密贴合于深水导管架1；将附着式深水导管架水下稳桩装置2上的稳桩套管2-1-1的中心设计为与深水导管架1的支腿1-5的中心在同一圆周上，且中心距尽量小，如此结构的设计能够辅助导管架与钢管桩基础水下准确对接。

作为举例，参见图5，本附着式深水导管架水下稳桩装置2与深水导管架1配合使用时，在深水导管架1入水前，使本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置2的转角支撑件2-2上的三角板2-2-1弧形边的中心与深水导管架1的支腿1-5的中心重合，将本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置2套装在在深水导管架1上，套好后，本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置2附着于深水导管架1的支撑板1-6上。

施工时，直接将附着有本水下稳桩装置2的深水导管架1放入海底；此时，由于本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置2上的稳桩套管2-1-1与深水导管架1的支腿1-5的中心在同一圆周上，如图5所示，钢管桩基础吊装入水时，只需将吊钩旋转一个角度，就可实现桩基础的定位，实现钢管桩基础靠自重落入本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置2的稳桩套管2-1-1中，钢管桩基础沉桩时，稳桩套管2-1-1起稳桩作用。

钢管桩基础沉桩完成后，首先将本实例中附着式深水导管架水下稳桩装置2吊出水面，待下一个桩位重复使用，然后将深水导管架1吊出水面，并旋转一定角度再次入水就能方便快捷的插入钢管桩基础内。

本实用新型提供的附着式深水导管架水下稳桩装置，附着在导管架上，依靠导管架定位，不需要打拔临时定位桩，不需要现场装拆，解决了传统导向定位架稳桩装置搭设、拆除过程繁琐的问题，以提高施工工效。

本实用新型提供的附着式深水导管架水下稳桩装置，实现了模块化设计和拼装，制作高度不受水深影响，解决了传统导向定位架稳桩装置结构复杂、制作高度受水深影响的问题，降低了制作成本。

本实用新型提供的附着式深水导管架水下稳桩装置，通过将稳桩套筒中心和导管架支腿中心在同一圆周上，能够辅助导管架与钢管桩基础水下准确对接，解决了深水导管架与钢管桩基础水下对接困难的问题。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。