一种自重平衡的水下阳极套笼吊装框架

1.本发明涉及一种吊装装置，尤其涉及一种自重平衡的水下阳极套笼吊装框架。


背景技术：

2.目前国内海上风电的发展快速，大量风电场在建设中，其中单桩基础是40米以内水深的风机的主要基础形式之一，在水深超过30米情况下，单桩牺牲阳极的位置需要布置在水下较深处，由于单桩安装施工工艺要求，牺牲阳极需要在单桩打入完成后安装。牺牲阳极做成套笼形式套在单桩上，套笼以圈梁为框架，多个阳极块均匀分布在圈梁上，在其圈梁上有卡槽下落就位后卡在单桩上面预制的牛腿上，实现固定。吊装过程中，浮吊船大钩转动，转动的惯性下，由于牺牲阳极套笼的重量较轻，吊绳较长，其在空中摇摆明显，特别是海况稍有变化，浮吊船在风波流作用下有晃动时，大钩跟随摆动，牺牲阳极套笼在空中摇摆剧烈，难以下放，套入单桩。
3.以中广核惠州港口海上风电场37#机位为例，单桩相关参数如下：泥面在
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33.1米，单桩顶标高在+17.0，底标高
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90.0，长度107米，单桩顶直径7.5米，底直径9.2米，吊装重量1982吨。牺牲阳极做成套笼形式套在单桩上，其套笼的圈梁中心高程在
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26.4米，圈梁上有卡槽卡在单桩上预制的牛腿上，实现固定。牺牲阳极套笼吊装重量13.6吨，吊绳不低于45米下放，才能满足就位于
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26.4米标高要求。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种适应海况能力更强的水下阳极套笼吊装装置。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种自重平衡的水下阳极套笼吊装框架，是一种适用于单桩水下阳极套笼的高效率的吊装装置，所述吊装装置包括中心框架1、四个滑轮组结构2和中心框架下方的导向结构3。
7.所述的中心框架1呈“十”字形，由两个钢架焊接而成，作为主体结构，钢架长度大于单桩外直径。
8.所述的中心框架1的钢架端部焊接钢板，通过钢板与滑轮组结构2连接，滑轮组结构用于穿过钢丝绳，实现对钢丝绳的约束。
9.所述的中心框架1的钢架下方设有用于插入单桩基础内的导向结构3，使用时导向结构3起到限位作用，并实现一定精度定位。
10.所述的每一端的滑轮组结构2均包括四个滑轮4、前后侧钢板结构5、连接钢板、滑轮轴6和外侧钢板7。所述的滑轮4通过滑轮轴6设于前后侧钢板结构5内，上下各两个滑轮4，平行对称分布。所述的外侧钢板7设于前后侧钢板结构5端部，起封闭作用。
11.进一步的，所述的钢架为工字钢架。
12.一种适用于单桩水下阳极套笼的高效率的吊装装置的使用方法，包括以下内容：
1)起吊后，吊机钩头自身吊绳尽量收起，钩头挂4根钢丝绳，穿过吊装装置上的四个滑轮组，连接到水下阳极套笼9的四个吊点上，吊装装置在自重作用下，将通过其滑轮组的钢丝绳压成一定角度，钢丝绳对滑轮组上的反力和自重平衡，实现吊装装置对钢丝绳的约束与钢丝绳对吊装装置的反约束，限制吊物
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水下阳极套笼的摆动幅度，同时比起常规吊装框架设置在顶部，总吊绳长度有减少，也减小水下阳极套笼的摆动幅度，从而使水下阳极套笼容易套进单桩。2)当水下阳极套笼套入单桩后，下放吊机钩头吊绳，阳极套笼9逐渐下落，吊装装置通过其导向结构3插入单桩，直到吊装装置框架底梁搭在单桩顶部；钩头自身吊绳下放，带动四根钢丝绳随之下放，滑过吊装装置上四个滑轮组，使水下阳极套笼9继续下放至设计位置。
13.本发明的有益效果为：本吊装装置简化施工工序，提高安全性，提高船机的利用率，降低了成本。
附图说明
14.图1为吊装装置整体结构图；
15.图2为吊装装置搭在单桩基础上的结构图；
16.图3为吊装装置一侧的结构图；
17.图4为吊装过程图1
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水下阳极套笼吊至单桩上方，准备下落；
18.图5为吊装过程图2
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水下阳极套笼套入单桩，吊装装置就位于单桩顶部；
19.图6为吊装过程图3
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水下阳极套笼随着大钩下放而下放，钢丝绳穿过吊装装置；
20.图7为吊装过程图4
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水下阳极套笼下放到位；
21.图8为吊装过程图1、2
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钢丝绳角度细节图；
22.图9为吊装过程图3、4
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钢丝绳角度细节图；
23.图中：1中心框架；2滑轮组结构；3导向结构；4滑轮；5前后侧钢板结构；6滑轮轴；7外侧钢板；8钢丝绳；9水下阳极套笼。
具体实施方式
24.为了彻底了解本发明，以下结合附图，提出详细的结构，做出具体描述。
25.一种自重平衡的水下阳极套笼吊装框架，装置为四侧对称性结构，为清晰表述，这里仅表述一侧结构。吊装装置由中心框架1、滑轮组结构2和中心框架下方的导向结构3组成。滑轮组结构2包括四个滑轮4、前后侧钢板5以及连接钢板与滑轮轴6，还有外侧钢板7，起到封闭作用。1)使用时，将四条钢丝绳8分别穿过滑轮组结构，然后与要吊装的吊物
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水下阳极套笼9连接。2)起吊后，吊机钩头提升，吊绳收紧，吊装装置在自重作用下滑落，把通过其滑轮组的钢丝绳压成一定角度，滑落到一定距离后，吊装装置自重和钢丝绳在滑轮组上的反力达到平衡，实现了吊装装置对钢丝绳的约束与钢丝绳对吊装装置的反约束，限制了吊物
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水下阳极套笼的摆动幅度，同时比起常规吊装框架设置在顶部，总吊绳长度减少，也减小了水下阳极套笼的摆动幅度，从而使水下阳极套笼容易套进单桩。3)当水下阳极套笼套入单桩后，吊机钩头下放，吊装装置通过其导向插入单桩，直到吊装装置框架底梁搭在单桩顶部；钩头下放继续，带动4根钢丝绳滑过吊装装置上的滑轮组，使水下阳极套笼继续下放至设计位置。本吊装装置简化了施工工序，提高了安全性，提高了船机的利用率，降低了成
本。
26.以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种自重平衡的水下阳极套笼吊装框架，其特征在于，所述吊装装置包括中心框架(1)、四个滑轮组结构(2)和导向结构(3)；所述的中心框架(1)呈“十”字形，由两个钢架焊接而成，作为主体结构，钢架长度大于单桩外直径；所述的中心框架(1)的钢架端部焊接钢板，通过钢板与滑轮组结构(2)连接，滑轮组结构用于穿过钢丝绳，并对其进行约束；所述的中心框架(1)的钢架下方设有用于插入单桩基础内的导向结构(3)，使用时导向结构(3)起到限位作用，并实现精度定位。2.根据权利要求1所述的一种自重平衡的水下阳极套笼吊装框架，其特征在于，所述的每一端的滑轮组结构(2)均包括四个滑轮(4)、前后侧钢板结构(5)、连接钢板、滑轮轴(6)和外侧钢板(7)；所述的滑轮(4)通过滑轮轴(6)设于前后侧钢板结构(5)内，上下各两个滑轮(4)，平行对称分布；所述的外侧钢板(7)设于前后侧钢板结构(5)端部，起封闭作用。

技术总结
一种自重平衡的水下阳极套笼吊装框架，包括中心框架、四个滑轮组结构和导向结构。中心框架呈“十”字形，由两个钢架焊接而成；中心框架端部与滑轮组结构连接，滑轮组结构用于穿过钢丝绳，实现对钢丝绳的约束；中心框架的钢架下方设有用于插入单桩基础内的导向结构，使用时导向结构起到限位作用，并实现精度定位。所述滑轮组结构包括滑轮、前后侧钢板结构、连接钢板、滑轮轴和外侧钢板：滑轮通过滑轮轴设于前后侧钢板结构内，上下各两个滑轮，平行对称分布；外侧钢板设于前后侧钢板结构端部，起封闭作用。本吊装装置简化施工工序，提高安全性，提高船机的利用率，降低了成本。降低了成本。降低了成本。


技术研发人员：张大勇 于雷 卢青针 陈金龙 张向锋 范雪红 佟保林
受保护的技术使用者：大连理工大学宁波研究院
技术研发日：2021.09.09
技术公布日：2021/11/14