一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法与流程

1.本发明涉及海上风电风机安装技术领域，尤其涉及一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法。


背景技术：

2.在海上风电工程中，大直径单桩基础是目前海上风机基础使用的主要结构型式之一，在海上风电高速发展的当下，其用到的单桩直径越来越大，当需要在单桩桩顶处安装或者拆卸替打法兰时，在海上不方便作业，施工效率低下，并且施工人员在处于高空作业时还有一定的施工风险。
3.因此，在大直径单桩的桩顶替打法兰施工中，如何提高海上风机安装施工效率，减少施工工期，降低海上风机安装的成本，保障施工人员的人身安全，是一个亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提供一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法，以解决现有技术中在大直径单桩的桩顶处安装或者拆卸替打法兰时不方便、效率低、安全性低等问题。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本技术实施例提供一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法，包括以下步骤：
7.根据单桩桩顶的尺寸与第一螺栓孔开设位置，在替打法兰的法兰接口开设对应的第二螺栓孔，并在错开所述第二螺栓孔的位置开设若干个起吊螺孔；
8.利用吊机将吊装平台吊至所述替打法兰上方，并落于所述替打法兰的中心处，使所述吊装平台的若干个第一受力部的垂直投影至少一部分覆盖所述替打法兰；
9.使施工人员上到吊装平台内，在所述起吊螺孔处安装吊点螺栓，利用吊机通过所述吊点螺栓起吊所述替打法兰，并带动所述吊装平台和施工人员一起移动；
10.将所述替打法兰吊装至单桩桩顶上方，使替打法兰的第二螺栓孔对准单桩桩顶的第一螺栓孔并下放所述替打法兰，利用螺栓连接替打法兰和单桩桩顶的法兰；
11.将吊点螺栓上的钢丝绳卸扣拆除并转装至吊装平台上，将吊装平台起吊至船上甲板。
12.在一些实施例中，在根据单桩桩顶的尺寸与第一螺栓孔开设位置，在替打法兰的法兰接口开设对应的第二螺栓孔，并在错开所述第二螺栓孔的位置开设若干个起吊螺孔时，包括：
13.选定单桩桩顶上的某一所述第一螺栓孔，在替打法兰的对应位置开设第二螺栓孔，在替打法兰上选定一个与所述第二螺栓孔对角的位置，再开设一个第二螺栓孔，再分别以上述开设的两个第二螺栓孔为中心，向替打法兰的两侧周向均布若干个第二螺栓孔，形成坐落在对角线两侧的具有同样数量的第二螺栓孔集群；
14.按上述的方法，针对单桩桩顶上的每一所述第一螺栓孔，在所述替打法兰开设对应的第二螺栓孔集群。
15.在一些实施例中，在将吊装平台吊至所述替打法兰上方，并落于所述替打法兰的中心处时，包括：
16.将吊装平台向外延伸的第一受力部分布在第二螺栓孔集群与起吊螺孔之间，使第一受力部的垂直投影不遮挡所述第二螺栓孔集群与起吊螺孔，所述第一受力部为横挑结构，在所述第一受力部处设置吊耳。
17.在一些实施例中，在利用吊机通过所述吊点螺栓起吊所述替打法兰，并带动所述吊装平台和施工人员一起移动时，包括：
18.在起吊替打法兰至接触吊装平台之前，打开第一受力部的锁紧结构，旋转调整替打法兰的角度，使多个第一受力部的锁紧结构均对应替打法兰的法兰接口，并利用锁紧结构固定所述替打法兰，固定好后再带动所述吊装平台和施工人员一起移动。
19.在一些实施例中，以替打法兰的中心点作为原点，所述锁紧结构与替打法兰固定的连接点与所述原点的连线为第一构造线，选取与所述连接点最近的第二螺栓孔集群的最中心的第二螺栓孔，所述第二螺栓孔与所述原点的连线为第二构造线，选取位于所述第二螺栓孔集群与所述连接点相反的另一侧的最近的起吊螺孔，所述起吊螺孔与所述原点的连线为第三构造线，所述第二构造线平分所述第一构造线和第三构造线所构成的夹角。
20.在一些实施例中，所述第一构造线和第三构造线所构成的夹角为45
°
，所述第二构造线与第三构造线所构成的夹角为22.5
°
。
21.在一些实施例中，每个所述第二螺栓孔集群包括11个所述第二螺栓孔。
22.在一些实施例中，还包括：
23.在需要从单桩桩顶上拆除所述替打法兰时，使施工人员上到吊装平台内，利用吊机将吊装平台起吊至替打法兰上，并将吊装平台的第一受力部朝着替打法兰的第二螺栓孔与起吊螺孔之间位置放下；
24.拆除替打法兰和单桩桩顶之间的螺栓，将吊装平台上的钢丝绳卸扣拆除并转装至替打法兰的吊点螺栓上，将所述替打法兰起吊并带动所述吊装平台和施工人员一起移动至船上甲板。
25.相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：
26.本技术实施例提供的海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法，在安装替打法兰时，将具有载人功能的吊装平台吊装至替打法兰上方，当吊起替打法兰时，带动吊装平台和施工人员一起移动，并共同落在单桩桩顶上，施工人员在吊装平台上得到很好地人身安全保障，吊装平台提供一个良好安全的施工平台，且替打法兰和吊装平台之间可灵活转换钢丝绳吊装连接，方便利用吊机吊起替打法兰或吊装平台，提高施工效率。
27.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
28.利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
29.图1为本实施例提供的一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法中替打法兰的结构示意图。
30.图2为本实施例提供的一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法中吊装平台的正视图。
31.图3为本实施例提供的一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法中吊装平台的俯视图。
32.图4为本实施例提供的一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法中吊装平台放置在替打法兰上的俯视图。
33.图5为本实施例提供的一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法中吊装平台放置在替打法兰上的中间剖视图。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本发明的描述中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
37.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
38.参照图1至图5，本实施例提供一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法，包括以下步骤：
39.根据单桩桩顶的尺寸与第一螺栓孔开设位置，在替打法兰1的法兰接口开设对应的第二螺栓孔2，并在错开第二螺栓孔2的位置开设若干个起吊螺孔3；
40.利用吊机将吊装平台4吊至替打法兰1上方，并落于替打法兰1的中心处，使吊装平台4的若干个第一受力部5的垂直投影至少一部分覆盖替打法兰1；
41.使施工人员上到吊装平台4内，在起吊螺孔3处安装吊点螺栓，利用吊机通过吊点螺栓起吊替打法兰1，并带动吊装平台4和施工人员一起移动；
42.将替打法兰1吊装至单桩桩顶上方，使替打法兰1的第二螺栓孔2对准单桩桩顶的第一螺栓孔并下放替打法兰1，利用螺栓连接替打法兰1和单桩桩顶的法兰；
43.将吊点螺栓上的钢丝绳卸扣拆除并转装至吊装平台4上，将吊装平台4起吊至船上甲板。
44.在本实施例中，单桩桩顶的法兰均布四个第一螺栓孔，根据这四个第一螺栓孔所
围成圆的直径即其在圆上分布的位置，在替打法兰1的法兰接口开设对应的四个第二螺栓孔2，第二螺栓孔2的位置与第一螺栓孔重合，并且在错开第二螺栓孔2的位置上开设起吊螺孔3，起吊螺孔3也有四个，四个起吊螺孔3均布在替打法兰1的法兰接口。
45.将替打法兰1放置在船上甲板，利用吊机将吊装平台4放置在替打法兰1的中心处，替打法兰1中心中空，其围成的面积比吊装平台4上用于载人的平台大，但是吊装平台4还设有四个向外延伸的第一受力部5，此第一受力部5可以向水平方向延伸也可以向斜向上的角度延伸，由于四个第一受力部5的自由端部所连成的圆比替打法兰1大，在垂直投影平面上，第一受力部5相当于从替打法兰1的内部延伸至外部，第一受力部5的垂直投影存在至少一部分覆盖在替打法兰1上。
46.需要注意的是，当替打法兰1放置在船上甲板上，再在替打法兰1中心处放上吊装平台4后，替打法兰1与吊装平台4并不直接接触，而是当施工人员走上吊装平台4，并做好安全措施后，通过钢丝绳一端连接起吊螺孔3处安装的吊点螺栓，另一端连接吊机，控制吊机吊起替打法兰1，替打法兰1上升才会与吊装平台4接触，并利用替打法兰1与第一受力部5的受力关系，将吊装平台4带起，施工人员随之一起移动。
47.在将替打法兰1吊装至单桩桩顶上方时，将替打法兰1的第二螺栓孔2对准单桩桩顶的第一螺栓孔，使其对齐，并放下替打法兰1，利用螺栓穿过第二螺栓孔2和第一螺栓孔，实现螺接。
48.由于吊装平台4和替打法兰1都有安装钢丝绳的位置，将钢丝绳从吊点螺栓上卸扣拆除，并转装在吊装平台4上，将吊装平台4起吊至船上甲板，整个过程施工人员均在吊装平台4内，得到很好的人身安全保障，且安装方便，施工效率高。
49.作为一种实施方式，在根据单桩桩顶的尺寸与第一螺栓孔开设位置，在替打法兰1的法兰接口开设对应的第二螺栓孔2，并在错开第二螺栓孔2的位置开设若干个起吊螺孔3时，包括：
50.在单桩桩顶上的四个第一螺栓孔中选取其中一个，在替打法兰1的对应位置开设第二螺栓孔2，然后在已经开设的这一第二螺栓孔2的对角位置，再开设一个第二螺栓孔2，这两个第二螺栓孔2位于替打法兰1的同一条穿过圆心的直径上，再分别以上述开设的两个第二螺栓孔2为中心，向替打法兰1的两侧周向均布若干个第二螺栓孔2，形成坐落在对角线两侧的具有同样数量的第二螺栓孔集群31，相当于是，两个第二螺栓孔集群31形成对角线两侧布置，中心对称，每个第二螺栓孔集群31都是单数个第二螺栓孔2；
51.按上述的方法，针对单桩桩顶上的每一第一螺栓孔，在替打法兰1开设对应的第二螺栓孔集群31。
52.当然地，如果单桩桩顶上的第一螺栓孔是对称布置，即存在至少一对第一螺栓孔是位于对角位置的，这两个第一螺栓孔所对应的两个第二螺栓孔集群31是重合的，以上方式非常适合在海上风大、腐蚀严重的环境，首先在安装的时候，在风力作用下，替打法兰1在起吊状态下容易晃动，当拥有呈一个弧度布置的第二螺栓孔集群31时，更好地实现第二螺栓孔2与第一螺栓孔的对准，而且无论在第二螺栓孔集群31中的哪个第二螺栓孔2对准了其中的一个第一螺栓孔，那剩下的三个第一螺栓孔自然就对准了，剩下只需放下替打法兰1，并一一连接螺栓即可；另外地，由于在连接状态下的螺栓孔及对应的第二螺栓孔2容易腐蚀失效，当经过拆卸并再次安装替打法兰1时，原用的第二螺栓孔2可能无法再使用，此时只需
更换第二螺栓孔2，只要一个第二螺栓孔2平移更换，其他的第二螺栓孔2也会更换，即可满足使用要求。
53.另外地，当连接好第一螺栓孔和第二螺栓孔2后，其余未螺接的第二螺栓孔2会拧上保护胶套或者打胶处理，防止其直接与外界空气接触，避免腐蚀生锈，后续再使用时只需将保护胶套或者打胶去掉即可。
54.作为一种实施方式，在将吊装平台4吊至替打法兰1上方，并落于替打法兰1的中心处时，包括：
55.由于在替打法兰1的法兰接口上依次布置着第二螺栓孔集群31和起吊螺孔3，第二螺栓孔集群31的两侧分别布置着一个起吊螺孔3，且彼此之间存在一定距离，将吊装平台4向外延伸的第一受力部5分布在第二螺栓孔集群31与起吊螺孔3之间，使第一受力部5的垂直投影不遮挡第二螺栓孔集群31与起吊螺孔3，方便后续的安装螺栓和固定钢丝绳。
56.优选地，第一受力部5为横挑结构，横挑结构架设在替打法兰1上，在第一受力部5处设置吊耳6，此吊耳6用于固定钢丝绳。
57.作为一种实施方式，在利用吊机通过吊点螺栓起吊替打法兰1，并带动吊装平台4和施工人员一起移动时，包括：
58.在起吊替打法兰1至接触吊装平台4之前，打开第一受力部5的锁紧结构，旋转调整替打法兰1的角度，使多个第一受力部5的锁紧结构均对应替打法兰1的法兰接口，在替打法兰1上升并接触第一受力部5后，利用锁紧结构固定替打法兰1，使得吊装平台4不会相对替打法兰1产生转动，固定好后再带动吊装平台4和施工人员一起移动，保证吊装安全。
59.在本实施例中，替打法兰1上设有四处第二螺栓孔集群31，在每一处第二螺栓孔集群31的逆时针方向间隔设有一个起吊螺孔3，而第一受力部5在替打法兰1上的连接点位于第二螺栓孔集群31的顺时针方向，选取以上沿着顺时针依次布置的起吊螺孔3、第二螺栓孔集群31和第一受力部5在替打法兰1上的连接点作为说明对象，以替打法兰1的中心点作为原点，连接锁紧结构与替打法兰1固定的连接点和原点，连接点和原点的连线为第一构造线，选取第二螺栓孔集群31的最中心的第二螺栓孔2，第二螺栓孔2与原点的连线为第二构造线，连接起吊螺孔3与原点，起吊螺孔3与原点的连线为第三构造线，第三构造线、第二构造线和第一构造线沿着顺时针方向依次排布，第二构造线平分第一构造线和第三构造线所构成的夹角。以上的布置方式，在替打法兰1上一共有四处。
60.优选地，第一构造线和第三构造线所构成的夹角为45
°
，第二构造线与第三构造线所构成的夹角为22.5
°
，每个第二螺栓孔集群31包括11个第二螺栓孔2。
61.通过以上方式，能保证当起吊螺孔3受力上吊时，替打法兰1与吊装平台4的受力相对均匀，而且在连接第一螺栓孔和第二螺栓孔2时，还能保持施工的平衡，科学受力。
62.另外地，除了可以利用吊装平台4实现在单桩桩顶上连接替打法兰1，也可以从单桩桩顶上拆除替打法兰1：
63.在需要从单桩桩顶上拆除替打法兰1时，使施工人员上到吊装平台4内，利用吊机将吊装平台4起吊至替打法兰1上，并将吊装平台4的第一受力部5朝着替打法兰1的第二螺栓孔2与起吊螺孔3之间位置放下，优选地，在放下之后，利用锁紧结构实现吊装平台4与替打法兰1之间的固定；
64.拆除替打法兰1和单桩桩顶之间的螺栓，将吊装平台4吊耳6上的钢丝绳卸扣拆除
并转装至替打法兰1的吊点螺栓上，将替打法兰1起吊并带动吊装平台4和施工人员一起移动至船上甲板，完成替打法兰1的拆除。
65.相对于现有技术，上述实施例提供一种海上风电单桩桩顶替打法兰的施工方法，在安装替打法兰1时，将具有载人功能的吊装平台4吊装至替打法兰1上方，当吊起替打法兰1时，带动吊装平台4和施工人员一起移动，并共同落在单桩桩顶上，施工人员在吊装平台4上得到很好地人身安全保障，吊装平台4提供一个良好安全的施工平台，且替打法兰1和吊装平台4之间可灵活转换钢丝绳吊装连接，方便利用吊机吊起替打法兰1或吊装平台4，提高施工效率。
66.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
67.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。