一种用于海上风电导管架的立式快速拼装设备的制作方法

1.本实用新型涉及海上风力发电技术领域，尤其是涉及一种用于海上风电导管架的立式快速拼装设备。


背景技术：

2.近年来，海上风电发展迅猛，单机机组容量较大、轮毂高度较高，作为大型风电机组支撑结构的导管架其重要性更为突出。随着导管架结构应用区域水深加深，导管架尺寸越来越大型化，导致结构制作、拼装存在施工效率低、成本高、风险大等诸多问题。
3.目前，导管架拼装方法通常采用传统卧式拼装和传统立式拼装。传统卧式拼装即将导管架分节段在地面水平组装焊接，然后采用大型起重设备翻身直立，但此方法占地面积大，翻身吊装风险高。传统立式拼装即将导管架从底部节段至顶部节段依次拼装焊接，即由下到上依次拼装，此方法需搭设脚手架，且脚手架高度随导管架拼装逐步增高，人员高空作业，安全隐患大，施工不便，节段间垂直精度也难以保证。
4.因此，有必要提出一种用于海上风电导管架的立式快速拼装设备，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题在于，针对目前导管架拼装方法中，传统卧式拼装占地面积大，翻身吊装风险高，而传统立式拼装又需搭设脚手架，且脚手架高度随导管架拼装逐步增高，人员高空作业，安全隐患大，施工不便，节段间垂直精度也难以保证的问题，提出了一种用于海上风电导管架的立式快速拼装设备。
6.为实现上述目的，本实用新型提出了一种用于海上风电导管架的立式快速拼装设备，包括：四个支撑腿、矩形框架、两根吊重主梁、第一油缸滑移机构以及四个起升机构，四个支撑腿的顶部分别焊接于矩形框架的四个角上，两根吊重主梁的两端架设于矩形框架上，且平行设置，矩形框架上两两对称设置有四个第一油缸滑移机构，每根吊重主梁的两端均分别与一个第一油缸滑移机构连接，通过第一油缸滑移机构驱动在矩形框架上纵向滑移，每根吊重主梁上间隔安装有两个起升机构。
7.其中，四个支撑腿均为格构结构。
8.其中，矩形框架结构包括并列设置的两根纵梁和并列设置的两根横梁，两根横梁间隔连接设置于两根纵梁的内侧侧壁上，两根吊重主梁的两端分别架设于两个纵梁上。
9.其中，第一油缸滑移机构由依次连接的第一固定连接座、第一油缸和第一活动连接座组成，四个第一固定连接座分别固定安装于两根纵梁的上表面上，四个第一活动连接座分别与两根吊重主梁的两端连接，两根吊重主梁通过第一油缸滑移机构的驱动在纵梁顶部纵向滑移。
10.其中，起升机构包括动滑轮组、定滑轮组以及第二油缸滑移机构，第二油缸滑移机构由依次连接的第二固定连接座、第二油缸和第二活动连接座组成，第二固定连接座固定
安装于吊重主梁的上表面上，第二活动连接座与定滑轮组连接，第二油缸滑移机构带动定滑轮组在吊重主梁上表面上横向滑移，定滑轮组与动滑轮组通过钢丝绳按设计倍率缠绕连接，动滑轮组悬吊于矩形框架下方，其底部固定设置有吊钩，钢丝绳与卷扬机连接，通过卷扬机控制动滑轮组的升降，卷扬机固定设置于对应控制的动滑轮组下方的一侧地面上。
11.实现本实用新型的技术方案，具有如下有益效果：
12.本海上风电导管架的立式快速拼装设备通过设置起升机构和横纵油缸滑移机构，可对导管架分段竖直起吊拼装，依靠结构自重保持铅锤，保证导管架垂直度和整体线形；本拼装设备采用从顶节段至底节段拼装顺序，对接口施工作业面低，节段之间仅需精确定位并连接牢靠，所有节段拼装完成后由模块车转运至储存场地完成焊接工作，作业时间短，生产效率高；本拼装设备拼装时无需搭设脚手架，施工作业占地面积小，拼装周期短，场地使用效率高，经济效益好。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本实用新型提供的用于海上风电导管架的立式快速拼装设备的主视图；
15.图2为本实用新型提供的用于海上风电导管架的立式快速拼装设备的俯视图；
16.图3为本实用新型提供的用于海上风电导管架的立式快速拼装设备的导管架节段输入侧视图；
17.图4为本实用新型提供的用于海上风电导管架的立式快速拼装设备的导管架拼装完成输出侧视图；
18.图5为本实用新型提供的支撑腿、矩形框架、吊重主梁的立体结构示意图；
19.图6为吊重主梁上第一油缸滑移机构的结构示意图；
20.图7为起升定滑轮组的结构示意图；
21.图8为顶部平台节段起吊示意图；
22.图9为顶部平台节段与上节支架节段拼装示意图；
23.图10为顶部平台节段、上节支架节段与中节支架节段拼装示意图；
24.图11为顶部平台节段、上节支架节段、中节支架节段与下节支架及柱腿节段拼装示意图；
25.图12为导管架拼装完成后的主视图。
26.图中：支撑腿1、矩形框架2、吊重主梁3、第一油缸滑移机构4、起升机构5、连接梁6、纵梁7、横梁8、动滑轮组9、定滑轮组10、第二油缸滑移机构11、钢丝绳12、吊钩13以及卷扬机14。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施
例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
28.请参见图1-7，图1为本实用新型提供的用于海上风电导管架的立式快速拼装设备的主视图；图2为本实用新型提供的用于海上风电导管架的立式快速拼装设备的俯视图；图3为本实用新型提供的用于海上风电导管架的立式快速拼装设备的导管架节段输入侧视图；图4为本实用新型提供的用于海上风电导管架的立式快速拼装设备的导管架拼装完成输出侧视图；图5为本实用新型提供的支撑腿、矩形框架、吊重主梁的立体结构示意图；图6为吊重主梁上第一油缸滑移机构的结构示意图；图7为起升定滑轮组的结构示意图。
29.本用于海上风电导管架的立式快速拼装设备，包括：四个支撑腿1、矩形框架2、两根吊重主梁3、第一油缸滑移机构4以及四个起升机构5。
30.四个支撑腿1均为格构结构，其中三侧的两个支撑腿1之间均安装有连接梁6。四个支撑腿1的顶部分别焊接于矩形框架2的四个角上，两根吊重主梁3的两端架设于矩形框架2上，且平行设置。矩形框架2上两两对称设置有四个第一油缸滑移机构4，每根吊重主梁3的两端均分别与一个第一油缸滑移机构4连接，通过第一油缸滑移机构4驱动在矩形框架2上纵向滑移，每根吊重主梁3上间隔安装有两个起升机构5。
31.在本实施例中，矩形框架2结构包括并列设置的两根纵梁7和并列设置的两根横梁8，两根横梁8间隔连接设置于两根纵梁7的内侧侧壁上，上表面不高于两根纵梁7的上表面。两根吊重主梁3的两端分别架设于两个纵梁7上，第一油缸滑移机构4由依次连接的第一固定连接座、第一油缸和第一活动连接座组成，四个第一固定连接座分别固定安装于两根纵梁7的上表面的两端上，四个第一活动连接座分别与两根吊重主梁3的两端连接，两根吊重主梁3通过第一油缸滑移机构4的驱动在两根纵梁7顶部纵向滑移。
32.起升机构包括动滑轮组9、定滑轮组10以及第二油缸滑移机构11。第二油缸滑移机构11由依次连接的第二固定连接座、第二油缸和第二活动连接座组成，第二固定连接座固定安装于吊重主梁3的上表面上，第二活动连接座与定滑轮组10连接，第二油缸滑移机构11可带动定滑轮组10在吊重主梁3上表面上横向滑移一般来说，位于同一根吊重主梁3上的两个第二油缸滑移机构的固定连接座相隔10-12m。定滑轮组10与动滑轮组9通过钢丝绳12按设计倍率缠绕连接。动滑轮组9悬吊于矩形框架2下方，其底部固定设置有吊钩13，钢丝绳12与卷扬机14连接，通过卷扬机14控制动滑轮组9的升降，卷扬机14固定设置于对应控制的动滑轮组9下方的一侧地面上。
33.本用于海上风电导管架的立式快速拼装设备还包括模块车，用于运送导管架部件至矩形框架2底部地面上的吊点位置。在其他实施例中，还可包括全站仪或激光垂准仪，用于对导管架各节段依靠结构自重保持铅锤，进行实时监控，保证导管架垂直度和整体线形。
34.一种用于海上风电导管架的立式快速拼装方法，包括以下步骤：
35.步骤一、在空地选址目标点，然后搭建用于海上风电导管架的立式快速拼装设备。
36.步骤二、在车间内将风电导管架分为顶部平台、上节支架、中节支架、下节支架与柱腿四个节段制造。
37.四个节段为导管架典型分段形式，其余分段形式同样适用于本实用新型的立式快速拼装设备和方法，在车间内展开工作面，满足工厂标准化制造流程，避免因露天作业所产生的各种影响。
38.步骤三、模块车先转运顶部平台节段到搭建好的立式快速拼装设备吊点下方，四个起升机构的动滑轮组上的吊钩与顶部平台节段的四个方位上的吊耳连接，起吊顶部平台节段至标高位置，模块车再转运上节支架节段至立式快速拼装设备吊点下方并定位，起升机构下放顶部平台节段与上节支架节段精确对位并连接牢靠，起升机构起吊顶部平台节段和上节支架节段，模块车驶离。
39.具体地，模块车从立式快速拼装设备的节段输入侧转运顶部平台节段到立式快速拼装设备吊点下方，起升机构的动滑轮组与顶部平台节段连接并起升至设定标高位置，模块车驶离；请参见图8，图8为顶部平台节段起吊示意图。
40.接着，模块车从节段输入侧转运上节支架节段至顶部平台节段下端预定位置，第一油缸滑移机构和第二油缸滑移机构配合纵向和横向移动，使顶部平台节段与上节支架节段精确对位，达到拼装精度，然后开始定位焊接至连接牢靠，起升机构再起吊已拼装好的二个导管架节段至标高位置后，模块车驶离。请参见图9，图9为顶部平台节段与上节支架节段拼装示意图。
41.步骤四：起升机构整体起吊已拼装好的顶部平台节段和上节支架节段至标高位置，模块车转运中节支架节段至立式快速拼装设备吊点下方并定位，起升机构下放已拼装好的顶部平台节段和上节支架节段，使上节支架节段与中节支架节段进行精确对位并连接牢靠，然后起升机构提升已拼装好的顶部平台节段、上节支架节段和中节支架节段，模块车驶离。
42.具体地，模块车从节段输入侧转运中节支架节段至已拼装好的二个导管架节段下端的预定位置，已拼装好的二个导管架节段与中节支架节段精确对位，达到拼装精度，然后开始定位焊接至连接牢靠，起升机构再起吊已拼装好的三个导管架节段至标高位置后，模块车驶离。请参见图10，图10为顶部平台节段、上节支架节段与中节支架节段拼装示意图。
43.步骤五：起升机构整体起吊已拼装好的顶部平台节段、上节支架节段和中节支架节段至标高位置，模块车运输下节支架及柱腿节段转运至立式快速拼装设备吊点下方并定位，起升机构下放已拼装好的顶部平台节段、上节支架节段和中节支架节段，使中节支架节段与下节支架及柱腿节段进行精确对位并连接牢靠，提升装置提升已拼装好的四个导管架节段，模块车驶离。
44.具体地，模块车从节段输入侧转运下节支架及柱腿节段至已拼装好的三个导管架节段下端的预定位置，已拼装好的三个导管架节段与下节支架及柱腿节段精确对位，达到拼装精度，然后开始定位焊接至连接牢靠，至此导管架已整体拼装完成。请参见图11，图11为顶部平台节段、上节支架节段、中节支架节段与下节支架及柱腿节段拼装示意图。
45.步骤六：导管架四个节段完成立式拼装，由模块车运输至储存场地，此时立式快速拼装设备可进行下一个导管架拼装施工。
46.具体地，导管架四个节段完成立式拼装后，将动滑轮组的吊钩13与上部平台节段的吊耳拆卸，模块车将拼装完成的导管架从拼装完成输出侧运出。请参见图12，图12为导管架拼装完成后的主视图。
47.本用于海上风电导管架的立式快速拼装设备的输出侧和输入侧的确定，请参见图3和图4，输出侧为两个支撑腿之间没有安装连接梁的一侧，为敞开门结构，用于导管架整体转场，输出侧对应的另一侧为输入侧，为半开门式结构，导管架分段由模块车运输到指定位
置。
48.本用于海上风电导管架立式快速拼装设备和方法采用分段竖直吊装，从顶节段至底节段依次拼装施工的顺序，节段竖直起吊，依靠结构自重保持铅锤状态，施工人员作业面较低，拼装精度高，生产效率高，经济效益好。模块车运输各节导管架分段至立式快速拼装设备吊点下方地样位置，立式快速拼装设备提升装置起吊导管架分段至标高位置，模块车运输下一个导管架节段至地样位置，与被提升节段精确对位并连接牢靠后，再次整体竖直起吊，待下一导管架节段进场，整体拼装完成后可快速转运至储存场地完成焊接工作，然后进行下一个导管架拼装，整个拼装方法，简单安全，拼装效果好。
49.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。