海上基桩的打桩导向装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种海上基桩的打桩导向装置，包括圆柱形的主体支架，主体支架设有底面，所述底面的中间位置开有通孔，所述主体支架的上部设有至少三个在同一圆周上的上定位油缸，所述主体支架的下部设有至少六个在同一圆周上的下定位油缸，所述上定位油缸和下定位油缸的活塞杆向主体支架外侧伸出；所述主体支架内壁设有至少三个在同一圆周上的导向油缸，所述导向油缸的缸体铰接在主体支架的内壁，活塞杆均铰接在一个活动座上，所述活动座下端设有导杆，导杆穿过底板的通孔向下延伸，所述通孔中设有球壳，所述导杆上设有球体，所述球壳与球体铰接配合，所述导杆下部的外壁设有多个导向叶片。本实用新型制造成本低、使用方便简单，工作效率高。
【专利说明】海上基粧的打粧导向装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种海上打桩领域，尤其涉及一种用于大型海上基桩的打桩导向
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]在跨海大桥、海上风电桩基等海洋建筑工程的施工过程中，都要在海上进行打桩，随着各种条件的改变和技术的完善，其对打桩提出了越来越高的要求。在施工环境方面，水文地质条件良好的地方已逐渐被开发完，剩下的地方施工环境会越来越恶劣，增大了打桩的难度。在打桩的误差方面,例如单桩型海上风电,桩径4m至6m，桩长60m?90m，重约数百吨的基桩，垂直度起点要求是1/200 ;又如群桩型海上风电，要求各桩相对位置偏差小于100mm，有的甚至要求偏差小于50mm。综合以上，恶劣的施工环境和极高的精度要求对目前的海上打桩船、海上打桩顶升平台等设备都提出了更高的要求。
[0003]在打桩精度方面，现有技术是使用导管架进行打桩，例如，中国珠海桂山海上风电项目，其承台是由四根相距15米，直径2.2米，长50多米的基桩组成，先要制作一台导管架，根据导管架的形式不同，耗用钢材从一百多吨到数百吨不等；施工时先把导管架移动到要打桩的位置然后下沉导管架，通过工艺桩定位导管架，在导管架中插入基桩，依靠导管导向、定位的作用对基桩进行施打。这中方式要求导管架上的导管必须有足够的长度和刚度，同时还要保证导管架和导管在打桩的整个过程中保持稳固性，否则导管架倾斜，打出的桩必然会倾斜，所以固定导管架的定位工艺桩必须足够长，足够粗，等四根桩打到规定标高之后，还要拔出定位导管架的定位工艺桩，移出导管架到下一工位上，其工艺复杂，浪费时间多。所以，如何在打桩精度方面做出改进是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于提供一种操作简单，不浪费时间的海上基桩的打桩导向装置，以克服现有技术的上述缺陷。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:一种海上基桩的打桩导向装置，包括主体支架，主体支架设有底板，所述底板的中间位置开有通孔，所述主体支架的上部设有至少三个在同一圆周上的上定位油缸，所述主体支架的下部设有至少六个在同一圆周上的下定位油缸，所述下定位油缸的活塞杆上分别设有插销，所述上定位油缸和下定位油缸的活塞杆向主体支架外侧伸出；所述主体支架内壁设有至少三个在同一圆周上的导向油缸，所述导向油缸的缸体铰接在主体支架的内壁，活塞杆均铰接在一个活动座上，所述活动座下端设有导杆，导杆穿过底板的通孔向下延伸，所述通孔上设有球壳，所述导杆上设有球体，所述球壳与球体铰接配合，所述导杆下部的外壁设有至少三个导向叶片。
[0006]优选地，所述导杆包括上导杆和下导杆，所述上导杆和下导杆之间通过爆炸螺栓连接，所述球体在上导杆上，所述导向叶片均安装在下导杆上。
[0007]优选地，所述导向叶片均安装在一个套管上，所述套管套接在所述导杆下部。
[0008]进一步地，所述套管与导杆之间通过弹性脱扣配合连接。
[0009]优选地，所述导杆上设有一限位螺母，所述限位螺母在球壳上方。
[0010]进一步地，所述限位螺母与球壳之间设有一压板。
[0011]优选地，所述上定位油缸设有四个。
[0012]优选地，所述下定位油缸设有八个。
[0013]优选地，所述导向油缸设有四个。
[0014]优选地，所述底板为向下凸出的锥形结构。
[0015]如上所述，本实用新型海上基桩的打桩导向装置，具有以下有益效果:
[0016]本实用新型安装在基桩的下端桩尖内壁，通过多个油缸进行定位；然后通过可以偏移摆动的导向叶片进行导向，当打桩结束后本实用新型只需要将各个定位油缸的活塞杆回缩并回收即可，非常方便，不仅节省时间，而且可以随时调整偏差和垂直度，打桩的效率高。此外，本实用新型的制造成本低，因此有很大的推广价值和使用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构图。
[0018]图2为图1中A-A处视图。
[0019]图3为图1中B-B处视图。
[0020]图4为图1中C-C处视图。
[0021]图5为图1中D-D处视图中导向叶片的第一种实施方式。
[0022]图6为图1中D-D处视图中导向叶片的第二种实施方式。
[0023]图7为图1中E处放大图。
[0024]图8为本实用新型的使用状态示意图。
[0025]图9为图8中的H处放大图。
[0026]图10为本实用新型下导向油缸的工作状态示意图。
[0027]图中:1 主体支架 11底板
[0028]111通孔12顶板
[0029]21 上定位油缸22下定位油缸
[0030]221插销23液压泵站
[0031]3 导向油缸 4 活动座
[0032]5 导杆51上导杆
[0033]52 下导杆53弹性脱扣
[0034]61 球体62球壳
[0035]63 限位螺母 64压板
[0036]7 导向叶片 8 爆炸螺栓
[0037]9 基桩91加强圈
[0038]911 环形卡槽 92 垫板
[0039]93 密封圈94限位钢条
【具体实施方式】
[0040]说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0041]图1-图6所示为本实用新型一种海上基桩的打桩导向装置，包括主体支架1，所述主体支架I可以是正方体结构、长方体结构或多面体结构等，其中最优结构为圆柱体结构。所述主体支架I设有底板11，所述底板11的中间位置开有通孔111，所述主体支架I的上部设有至少三个在同一圆周上的上定位油缸21，如图2所示，主体支架I设有顶板12，所示的上定位油缸21可以直接安装在顶板12上；所述主体支架I的下部设有至少六个在同一圆周上的下定位油缸22，所述下定位油缸22的活塞杆上分别设有插销221，所述上定位油缸21和下定位油缸22的活塞杆向主体支架I外侧伸出。本实用新型的主体支架I内壁设有至少三个在同一圆周上的导向油缸3，所述导向油缸3的缸体铰接在主体支架I的内壁，活塞杆均铰接在一个活动座4上，所述活动座4下端设有导杆5，导杆5穿过底板的通孔111向下延伸，所述通孔111上设有球壳62,所述导杆5上设有球体61,所述球壳62与球体61交接配合，当各个导向油缸3的活塞杆配合运动时，活动座4会带着导杆5以球体61为中心偏移摆动。如图5所示，所述导杆5下部的外壁设有至少三个导向叶片7，在优选的方案中，如图6所示，所述导向叶片7的个数为四个，并按照十字形布置。因为本装置位于基桩的下边，所以为了减小打桩时的阻力，所述底板11为向下凸出的锥形结构。
[0042]在本实施例中，所述导杆5包括上导杆51和下导杆52,所述上导杆51和下导杆52之间通过爆炸螺栓8连接，所述球体61在上导杆51上，所述导向叶片7均安装在下导杆52上。这样设计的目的是:当本装置碰到极大块石、尺度不小于桩径，或碰到诸如沉船等海底异物时，碰撞使导杆5弯曲变形不能正常导向，甚至会影响导向作用，在遇到这些状况时，连接上导杆51和下导杆52的爆炸螺栓8在导杆5弯曲之前会因受力过大而断掉，丢弃下导杆52和导向叶片7，从而保护上导杆51和本装置的主体支架I部分。
[0043]在本实施例中，所述导向叶片7均安装在一个套管上，所述套管套接在导杆5下部，进一步地，所述套管和导杆5之间通过弹性脱扣53配合连接，弹性脱扣53可以起到辅助套管轴向定位的作用。因为本装置的导向叶片7在打桩时起到犁土导向作用，当打桩结束后，本装置上的上定位油缸21和下定位油缸22的活塞杆收回，然后主体支架I上浮，并带动导杆5和导向叶片7 —起向上运动，如果导向叶片7被硬质泥土吸住或者被泥土中的异物卡住，或者导向叶片7挂在基桩口而不能继续向上运动时，弹性脱扣52受到的拉力大于弹性脱扣53的预设力时，弹性脱扣53会自动打开，让导杆5从套管中脱出，让支架主体I顺利上浮，丢弃导向叶片7。结合上述实施方式，所述套管套接在下导杆52上，当下导杆52弯曲变形导致其与套管不能分开时，通过爆炸螺栓8将下导杆52以及导向叶片7全部丢弃，以保证主体支架I顺利上浮。
[0044]在打桩结束后，遇到导向叶片7或下导杆52出现问题不能与主体支架I 一起上浮时，上导杆51会先受到一个很大的向下的拉力，为了避免拉力对上导杆51以及导向油缸3的影响，所述导杆5上设有一限位螺母63，所述限位螺母63在球壳62上方，并且进一步地，所述限位螺母63与球壳62之间设有一压板64，当上导杆5受到向下的拉力作用时，压板64会卡在球壳62上，阻止上导杆51向下移动。
[0045]在本实施例中，所述上定位油缸21设有四个，四个上定位油缸21均匀分布在一个圆周面上。
[0046]在本实施例中所述导向油缸3设有四个，并且四个上定位油缸21均匀分布在一个圆周面上，一方面保证稳定性，另一方面使导杆5的偏移摆动更加灵活。
[0047]如图8、图9所示，在基桩9的下端内壁上设有加强圈91，加强圈91上设有环形卡槽911，所述下定位油缸23上的插销221与所述环形卡槽911相配合。本装置中的插销221为弧形结构，所有的插销911在主体支架I的四周形成一个环形结构，以便于充分与环形卡槽911相配合，以确保定位的稳定性，因此在本实施例的优选实施方式中，为了保证插销221在工作时的强度，有效保证定位效果，所述下定位油缸22设有八个。
[0048]在本实施例中，本装置中所有油缸通过主体支架I内部的液压泵站23统一控制。
[0049]结合图1-图10，本实用新型的使用方法和原理是:
[0050]一、本装置安装在基桩9下端的桩尖内壁，安装之前，上定位油缸21和下定位油缸22的活塞杆均为收缩状态以便于插入到基桩9内部。在运装船上基桩9是平放的，将本装置通过吊具安装到基桩9的预定安装位置，在主体支架I和加强圈91之间设置垫板92，控制下定位油缸22让其插销221与基桩9内壁上的环形卡槽911相配合，然后在主体支架1、加强圈91和垫板92围成的腔体内安装密封圈93，最后在密封圈93下方设置限位钢条，防止密封圈93脱落；下定位油缸22定位好后，控制上定位油缸21的活塞杆支撑在基桩9的内壁，安装完成。
[0051]二、打桩船正常吊起基桩9进行立桩、定位、下桩，操作时要避免碰坏本装置。下桩时直至桩尖接触泥面时停止下桩，通过仪器测量桩位偏差和垂直度，调整打桩船的船位继续下桩，下锤压桩，然后启锤开始打桩。从下桩时至桩尖接触泥面时开始，直到桩尖达到海底泥土的持力层或者达到准持力层之前，都可以通过人工控制导向油缸3，进而控制导向叶片7，最后通过导向叶片7引导桩尖走向，达到调整基桩9的桩位置和垂直度的目的。
[0052]三、当基桩9的桩尖达到持力层或准持力层后，控制本实用新型的上定位油缸21和下定位油缸22的活塞杆回缩，让本实用新型在基桩内上浮，以便回收重复使用。在基桩9上浮过程中，遇到导向叶片7或者下导杆52出现问题的情况，可以对其进行丢弃。
[0053]四、回收整理本实用新型，整个工作过程结束。
[0054]综上所述，本实用新型海上基桩的打桩导向装置，能够解决打桩定位不便，操作繁琐的问题。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
[0055]上述实施方式仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。本实用新型还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种海上基桩的打桩导向装置，其特征在于:包括主体支架(I)，主体支架(I)设有底板(11)，所述底板(11)的中间位置开有通孔(111)，所述主体支架(I)的上部设有至少三个在同一圆周上的上定位油缸(21)，所述主体支架(I)的下部设有至少六个在同一圆周上的下定位油缸(22)，所述下定位油缸(22)的活塞杆上分别设有插销(221)，所述上定位油缸(21)和下定位油缸(22)的活塞杆向主体支架(I)外侧伸出；所述主体支架(I)内壁设有至少三个在同一圆周上的导向油缸(3)，所述导向油缸(3)的缸体铰接在主体支架(I)的内壁，活塞杆均铰接在一个活动座(4)上，所述活动座(4)下端设有导杆(5)，导杆(5)穿过底板的通孔(111)向下延伸，所述通孔(111)上设有球壳(62)，所述导杆(5)上设有球体(61)，所述球壳￠2)与球体￠1)铰接配合，所述导杆(5)下部的外壁设有至少三个导向叶片⑵。
2.根据权利要求1所述的海上基桩的打桩导向装置，其特征在于:所述导杆(5)包括上导杆(51)和下导杆(52)，所述上导杆(51)和下导杆(52)之间通过爆炸螺栓(8)连接，所述球体(61)在上导杆(51)上，所述导向叶片(7)均安装在下导杆(52)上。
3.根据权利要求1所述的海上基桩的打桩导向装置，其特征在于:所述导向叶片(7)均安装在一个套管上，所述套管套接在所述导杆(5)下部。
4.根据权利要求3所述的海上基桩的打桩导向装置，其特征在于:所述套管与导杆(5)之间通过弹性脱扣(53)配合连接。
5.根据权利要求1所述的海上基桩的打桩导向装置，其特征在于:所述导杆(5)上设有一限位螺母(63)，所述限位螺母￠3)在球壳￠2)上方。
6.根据权利要求5所述的海上基桩的打桩导向装置，其特征在于:所述限位螺母(63)与球壳(62)之间设有一压板(64)。
7.根据权利要求1所述的海上基桩的打桩导向装置，其特征在于:所述上定位油缸(21)设有四个。
8.根据权利要求1所述的海上基桩的打桩导向装置，其特征在于:所述下定位油缸(22)设有八个。
9.根据权利要求1所述的海上基桩的打桩导向装置，其特征在于:所述导向油缸设(3)有四个。
10.根据权利要求1所述的海上基桩的打桩导向装置，其特征在于:所述底板(11)为向下凸出的锥形结构。
【文档编号】E02D7/14GK204163080SQ201420532752
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】吴志有, 张铁 申请人:上海雄程船舶工程有限公司