一种深水稳桩定位架的制作方法

1.本实用新型涉及海洋工程施工技术领域，特别是涉及一种深水稳桩定位架。


背景技术：

2.海上深水的风机基础都采用导管架基础形式，施工时需要先进行钢管桩的沉桩施工再安装导管架，导管架腿需插入钢管桩内，调平后在导管架腿与钢管桩间环形空间灌浆固定。先打桩施工对钢管桩沉桩精度(垂直度、间距、高程)提出了极高的要求，钢管桩顶设计标高位于水面以下，施工作业面由传统的水上作业转移至水下施工，沉桩施工难度极大。目前，沉桩施工方案有辅助桩+浮式平台、辅助桩+防沉板、分体式(导向筒+负压筒)等三种定位工装型式。这三种定位工装中，辅助桩+浮式平台的型式，其施工效率较为低下，受水流影响大，定位控制难。辅助桩+防沉板的型式，施工成本较高，需要两套打桩设备，每次就位都需要插辅助桩打入，基础桩打入后震动锤拔出辅助桩，如果出现结构架受水流影响倾斜，辅助桩极易卡在结构架立柱内。导向筒+负压筒型式的施工效率和施工成本都有所改善，但仍然不尽理想，并且其还存在结构复杂、工作性能不佳的问题。
3.为了解决上述问题，我们提出了一种深水稳桩定位架。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种深水稳桩定位架，相较现有技术，可实现稳桩定位架快速安装固定至海床，提升沉桩精度及沉桩效率。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种深水稳桩定位架，包括防沉板组件、定位桩靴、主立柱、导桩组件、加强撑、上导桩架、顶部平台，所述主立柱的设置数量根据机位基础桩数量可选择3个或4个，所述主立柱之间焊接有所述加强撑，所述主立柱和加强撑组成的框架结构下端焊接有防沉板组件，所述主立柱底部同轴焊接有所述定位桩靴，所述加强撑下部的四个端角设置有所述导桩组件，所述导桩组件由导向喇叭口、竖直导套和连接撑杆组成，所述导向喇叭口焊接于竖直导套顶部，方便钢桩插入，所述竖直导套通过连接撑杆焊接于所述加强撑上，所述加强撑上部的四个端角设置有所述上导桩架，所述上导桩架由导向槽架和导向加强撑组成，所述导向槽架垂直焊接于加强撑上，所述导向槽架与加强撑之间焊接有所述导向加强撑，所述导向槽架的中心与所述竖直导套对正，所述主立柱和加强撑组成的框架结构上端焊接有所述顶部平台。
7.优选地，所述防沉板组件为钢板和型材组合成型的板框结构件，所述防沉板组件由防沉板、板面加强件和内框架，通过防沉板接触挤压海床形成良好的支撑，所述防沉板的环内焊接一圈无缝钢管制造的内框架，所述防沉板和内框架之间均布垂直焊接有所述板面加强件，提高板件的抗屈曲强度，满足施工需要。
8.优选地，所述定位桩靴为倒锥形钢制圆盘，凸出所述防沉板组件下部一定距离，所述定位桩靴和防沉板组件实现联合承载，所述定位桩靴的倒锥形结构有利于定位架起吊时
减少土壤吸附，方便定位架回收。
9.优选地，所述加强撑为采用后壁无缝钢管制造成型，所述加强撑根据设计强度可选择采用k型或x型布置。
10.优选地，所述主立柱顶部的内侧部焊接有吊耳，所述吊耳采用高强钢板制造成型，可选择单耳或双耳结构。
11.优选地，所述顶部平台由防滑钢板制造成型的工作平台和所述工作平台外围由无缝钢管焊接成型的安全围栏组成。
12.优选地，所述竖直导套内部圆周均布有纵向限位条，可实现良好的导向定位效果，提高沉桩的垂直度。
13.与现有技术相比，本实用新型能达到的有益效果是：
14.本实用新型通过在主立柱底部安装定位桩靴，配合底部的防沉板，使得稳桩定位架快速安装固定至海床上，由于定位桩靴先触泥且压入海床一定深度后防沉板才到海底，使前期下放操作更容易达到设计位置精度要求，确保最终钢桩沉桩精度；由于在防沉板下部增加了定位桩靴，使定位架底部入泥深度降低，竖向承载能力和抗倾覆能力提高，可快速拔离海床从而快速回收沉桩定位架，提高基础钢桩沉桩效率；稳桩定位架的上部结构简单，无需额外的沉贯设备或调平设备即可实现稳桩定位架的平稳安放，方便插桩操作，无需潜水员协助，充分发挥浮吊的能力；倒锥形的定位桩靴确保快速从海床脱出，整套稳桩定位架施工操作方便，重心低稳定性好，具备良好的经济性和实用性。
附图说明
15.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
16.图1是本实用新型的优选实施例整体结构轴测示意图；
17.图2是本实用新型的优选实施例整体结构侧视示意图。
18.其中，图1-2中附图标记与部件之间的对应关系为：
19.1、防沉板组件；2、定位桩靴；3、主立柱；4、导桩组件；5、加强撑；6、上导桩架；7、吊耳；8、顶部平台；11、防沉板；12、板面加强件；13、内框架；41、导向喇叭口；42、竖直导套；43、连接撑杆；61、导向槽架；62、导向加强撑；81、工作平台；82、安全围栏。
具体实施方式
20.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
22.下面结合图1-2对本实用新型的实施例的一种深水稳桩定位架进行具体说明。
23.如图1-2所示，一种深水稳桩定位架，包括防沉板组件1、定位桩靴2、主立柱3、导桩组件4、加强撑5、上导桩架6、顶部平台8，主立柱3的设置数量根据机位基础桩数量可选择3个或4个，主立柱3之间焊接有加强撑5，主立柱3和加强撑5组成的框架结构下端焊接有防沉板组件1，主立柱3底部同轴焊接有定位桩靴2，加强撑5下部的四个端角设置有导桩组件4，导桩组件4由导向喇叭口41、竖直导套42和连接撑杆43组成，导向喇叭口41焊接于竖直导套42顶部，方便钢桩插入，竖直导套42通过连接撑杆43焊接于加强撑5上，加强撑5上部的四个端角设置有上导桩架6，上导桩架6由导向槽架61和导向加强撑62组成，导向槽架61垂直焊接于加强撑5上，导向槽架61与加强撑5之间焊接有导向加强撑62，导向槽架61的中心与竖直导套42对正，主立柱3和加强撑5组成的框架结构上端焊接有顶部平台8。
24.本实施例的，防沉板组件1为钢板和型材组合成型的板框结构件，防沉板组件1由防沉板11、板面加强件12和内框架13，通过防沉板11接触挤压海床形成良好的支撑，防沉板11的环内焊接一圈无缝钢管制造的内框架13，防沉板11和内框架13之间均布垂直焊接有板面加强件12，提高板件的抗屈曲强度，满足施工需要。
25.本实施例的，定位桩靴2为倒锥形钢制圆盘，凸出防沉板组件1下部一定距离，定位桩靴2和防沉板组件1实现联合承载，定位桩靴2的倒锥形结构有利于定位架起吊时减少土壤吸附，方便定位架回收。
26.本实施例的，加强撑5为采用后壁无缝钢管制造成型，所加强撑5根据设计强度可选择采用k型或x型布置。
27.本实施例的，主立柱3顶部的内侧部焊接有吊耳7，吊耳7采用高强钢板制造成型，可选择单耳或双耳结构。
28.本实施例的，顶部平台8由防滑钢板制造成型的工作平台81和工作平台81外围由无缝钢管焊接成型的安全围栏82组成。
29.本实施例的，竖直导套42内部圆周均布有纵向限位条，可实现良好的导向定位效果，提高沉桩的垂直度。
30.本专利实施步骤如下：
31.第一步：按照实际安装的结构物基础打桩位置和钢桩尺寸，设计稳桩定位架，根据土质特点分析设计防沉板组件1和定位桩靴2，在陆地码头建造完成后，装船运输至海上施工现场。
32.第二步：起重船起吊稳桩定位架，调整好中心点位置和方位角，下放入水，定位桩靴2入泥前调整定位架的位置及朝向，之后下放到泥面，此时防沉板组件1和定位桩靴2压在海床上，支撑整个上部结构重量，采用吊机对不同位置的吊耳7进行起吊，使得整个定位架水平度控制在较小偏差内，人员上顶部平台8，通过测量主立柱3顶部，确认定位架的安装水平度满足要求后完成沉桩定位架的沉放，如果不满足，则继续调整。
33.第三步：定位架安装到位后，浮吊船起吊钢桩，通过移船或旋转吊臂，调整变幅角度等操作，使钢管桩移至导向槽架61内，人员现场观察指挥吊机调整，缓慢下放使得钢桩进入导向喇叭41口上方，最终顺利插入竖直导套42内，顺着套筒保持较好的垂直度插入海床，之后吊装打桩设备进行沉桩作业，为确保钢管桩沉桩到位，最后段的沉桩需使用一段送桩器辅助施工，钢管桩由送桩器沉桩至设计标高后，钢管桩桩顶位于竖直导套42下口下方，即
沉桩结束时，竖直导套42下端标高高于钢管桩桩顶标高。
34.第四步：沉桩结束后，连接定位架吊索具与吊耳7，起重船吊钩带载上升，逐步将稳桩定位架脱出海床泥面，如果吊重过大但防沉板组件1未离开泥面，可以单独吊装一个位置的吊耳7，多个位置的调整使得底部防沉板组件1离开泥面，实现定位架整体从泥面拔出，之后移船进行下个机位的沉桩施工。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之
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上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

技术特征：
1.一种深水稳桩定位架，其特征在于，包括防沉板组件（1）、定位桩靴（2）、主立柱（3）、导桩组件（4）、加强撑（5）、上导桩架（6）、顶部平台（8），所述主立柱（3）的设置数量根据机位基础桩数量可选择3个或4个，所述主立柱（3）之间焊接有所述加强撑（5），所述主立柱（3）和加强撑（5）组成的框架结构下端焊接有防沉板组件（1），所述主立柱（3）底部同轴焊接有所述定位桩靴（2），所述加强撑（5）下部的四个端角设置有所述导桩组件（4），所述导桩组件（4）由导向喇叭口（41）、竖直导套（42）和连接撑杆（43）组成，所述导向喇叭口（41）焊接于竖直导套（42）顶部，所述竖直导套（42）通过连接撑杆（43）焊接于所述加强撑（5）上，所述加强撑（5）上部的四个端角设置有所述上导桩架（6），所述上导桩架（6）由导向槽架（61）和导向加强撑（62）组成，所述导向槽架（61）垂直焊接于加强撑（5）上，所述导向槽架（61）与加强撑（5）之间焊接有所述导向加强撑（62），所述导向槽架（61）的中心与所述竖直导套（42）对正，所述主立柱（3）和加强撑（5）组成的框架结构上端焊接有所述顶部平台（8）。2.根据权利要求1所述的一种深水稳桩定位架，其特征在于，所述防沉板组件（1）为钢板和型材组合成型的板框结构件，所述防沉板组件（1）由防沉板（11）、板面加强件（12）和内框架（13），所述防沉板（11）和内框架（13）之间均布垂直焊接有所述板面加强件（12）。3.根据权利要求1所述的一种深水稳桩定位架，其特征在于，所述定位桩靴（2）为倒锥形钢制圆盘。4.根据权利要求1所述的一种深水稳桩定位架，其特征在于，所述加强撑（5）为采用后壁无缝钢管制造成型，所述加强撑（5）根据设计强度可选择采用k型或x型布置。5.根据权利要求1所述的一种深水稳桩定位架，其特征在于，所述主立柱（3）顶部的内侧部焊接有吊耳（7）。6.根据权利要求1所述的一种深水稳桩定位架，其特征在于，所述顶部平台（8）由防滑钢板制造成型的工作平台（81）和所述工作平台（81）外围由无缝钢管焊接成型的安全围栏（82）组成。7.根据权利要求1所述的一种深水稳桩定位架，其特征在于，所述竖直导套（42）内部圆周均布有纵向限位条。

技术总结
本实用新型公开了一种深水稳桩定位架，通过在主立柱底部安装定位桩靴，配合防沉板，使稳桩定位架快速安装固定至海床上，由于定位桩靴先触泥且压入海床一定深度后防沉板才到海底，使前期下放操作更容易达到设计位置精度要求，确保最终钢桩沉桩精度；由于防沉板下部增加了定位桩靴，使定位架底部入泥深度降低，竖向承载和抗倾覆能力提高，可快速拔离海床从而快速回收沉桩定位架，提高基础钢桩沉桩效率；稳桩定位架上部结构简单，无需额外的沉贯或调平设备即可实现稳桩定位架的平稳安放，方便插桩操作，无需潜水员协助，充分发挥浮吊的能力；倒锥形的定位桩靴确保快速从海床脱出，稳桩定位架施工操作方便，重心低稳定性好，具备良好的经济实用性。的经济实用性。的经济实用性。


技术研发人员：陈伟 王致洲 王君逸 王特征
受保护的技术使用者：天津市海王星海上工程技术股份有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/8/13