一种海上多桩限位架及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种海上多桩限位架及其施工方方法，包括中心旋转节、限位架标准节、限位架非标准节、限位套筒，根据桩的直径及位置关系选择相应限位架非标准节与限位套筒的尺寸；中心旋转节两个相同桁架上下倒扣转动安装在中空旋转轴上构成；中心旋转节每根桁架两端均连接有桩限位单元架；每个桩限位单元架对应位置的限位架标准节外壁上均安装有辅助支架，辅助支架上安装有浮筒。本发明专利技术可根据不同的沉桩的直径、数量及其相互位置关系，更换相应限位套筒与限位架非标准节的尺寸即可，组装方式灵活多变，具有通用性；能基于浮筒浮于海面，可浮运至施工现场，结构布置灵活，两轴能绕中心旋转节旋转，设备简单，适用性强，使用方便。

Offshore multi pile spacing frame and construction method thereof

The invention discloses a maritime limit frame and construction method of multi pile, including the rotation center section, limiting frame of the standard section, non standard limit frame, a spacing sleeve, and the position between the pile diameter according to choose the corresponding limiting frame of non standard and limiting sleeve size; center of rotation section two of the same truss under inverted rotation is arranged on a hollow rotating shaft; the center of rotation of each truss section are connected with pile spacing unit frame; each pile spacing unit frame corresponding position limiting frame standard section outer wall are arranged on the auxiliary frame, an auxiliary bracket is provided with a buoy. According to the invention, the number and diameter of sinking pile interaction in different dimensions, can replace the corresponding limit sleeve and the limiting frame of non standard assembly, flexible, universal; based on the float floating on the sea surface, can float shipped to the construction site, the structure arrangement is flexible, two around the center of rotation of section rotation, simple equipment, strong applicability, easy to use.

【技术实现步骤摘要】
一种海上多桩限位架及其施工方法
：本专利技术涉及水上桩基础施工领域，尤其涉及一种海上多桩限位架及其施工方法。
技术介绍
：我国潮间带海域广阔，适合建设海上风电场的资源比近海深水段区域更为丰富，但由于潮水涨落起伏的影响，潮间带涨潮时平均水深只有1.5米，且一天中高水位持续时间只有两三个小时，对风电基础施工和安装技术提出了新的要求。单桩基础由于其重量大(一般桩径大于4.5m、桩长40~70m、桩重250~600t)，需要大型起重及打桩设备，潮间带水位无法供大型施工船进入，使得单桩基础难以在潮间带风电工程使用。由于多桩导管架基础钢管桩尺寸及重量小，对施工设备要求低、技术较为成熟等特点，成为潮间带风电工程的常用基础类型。传统的多桩导管架基础有两种主流施工工艺：第一种是导管架先沉放海底，然后打桩，该方法需要每打一根桩调平一次，施工效率较低；第二种是先打多桩，然后根据多桩位置定制相应导管架，施工耗时较长，施工效率也低。若能够设计一种多桩限位架，使各桩施工过程中能准确打入相应的设计位置，桩施工后不需调平，导管架也可按原始设计尺寸预制而不需等待桩施工结束后进行定制，则可大大提高多桩的施工效率。可见，有必要研究简单、实用的海上多桩施工的精确定位装置与施工方法，促进现有技术的革新与进步。
技术实现思路
：为了弥补现有技术问题的不足，本专利技术的目的是提供一种海上多桩限位架及其施工方法，其结构简单，两轴可相互旋转，使用方便，为潮间带风电工程的多桩精确定位与施工提供一种新方法。本专利技术的技术方案如下：海上多桩限位架，其特征在于，包括中心旋转节、限位架标准节、限位架非标准节、限位套筒，根据桩的直径及位置关系选择相应限位架非标准节与限位套筒的尺寸；所述中心旋转节两个相同桁架上下倒扣转动安装在中空旋转轴上构成；中心旋转节每根桁架两端均连接有桩限位单元架，桩限位单元架由多个限位架标准节、一个限位架非标准节与一个限位套筒依次连接构成；每个桩限位单元架对应位置的限位架标准节外壁上均安装有辅助支架，辅助支架上安装有浮筒。所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的中心旋转节由桁架四角方管、纵横交接的内部方管焊接而成，且中间段是两端高度的一半，中间段预留孔洞供中空旋转轴穿越，整体呈对称状态；桁架两端的四角上均匀、对称的焊接有8个螺栓套孔。所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的限位架标准节四角方管、内纵横交接的内部方管焊接而成，两端的四角上均匀、对称的焊接有8个螺栓套孔，整体呈对称状态；限位架非标准节的外形与构造与限位架标准节相同，其长度小于限位架标准节。所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的限位套筒主体为钢套筒，其侧壁中部通过钢筒与方形法兰盘焊接相连，法兰盘的四角上均匀、对称的焊接有8个螺栓套孔。所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的中心旋转节、限位架标准节、限位架非标准节的端部断面尺寸与限位套筒上方形法兰盘的尺寸完全相同，各构件上的螺栓套孔位置完全匹配与对应，各构件通过螺栓连接与固定相应螺栓套孔实现相互相连。所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的辅助支架包括向上开口的矩形框，矩形框开口端两端连接弧口向下的半圆板构成，整体呈对称分布，矩形框内壁与限位架标准节外轮廓尺寸相同，半圆板内壁与浮桶的外轮廓尺寸相同。所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的限位套筒的中空内径大于待沉桩的外径1~2cm。一种海上多桩限位架的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：1）、设计与制作多桩限位架：根据拟沉桩的直径及其相互位置关系，选择相应限位套筒与限位架非标准节的尺寸，通过螺栓连接与固定相应螺栓套孔实现各构件的相连，组装成中心旋转节在中央、四个方向由多个限位架标准节、一个限位架非标准节与一个限位套筒相连的多桩限位架，组装后形成相交的两轴可绕中空旋转轴旋转，且多桩限位架上限位套筒的中心到中心旋转节的中心距离与拟沉桩的设计位置尺寸完全相同，通过辅助支架均匀、对称地绑定多个浮筒，使多桩限位架浮于海面；2）、打入第一根桩：在设计指定的海域预先打入第一根桩，通过船舶把多桩限位架浮于海面拉至施工现场，把其中一个限位套筒套住已施工的第一根桩，并在多桩限位架的中空旋转轴内打入中心定位桩；3）、打入第二根桩：起吊第二根桩套入与第一根桩相对称的限位套筒中并打入海床；4）、打入第三根桩：旋转多桩限位架的另一轴使其达到第三根桩的位置并进行固定，起吊第三根桩套入相应限位套筒中并打入海床。5）、打入第四根桩：起吊第四根桩套入与第三根桩相对称的限位套筒中并打入海床；6）、按照类似方法，依次打入其它各桩：若待沉桩数量大于四根，可取出多桩限位架一轴上的两个限位套筒，旋转该轴使其到达后续待沉桩的位置，按上述类似方法起吊待沉桩套入限位套筒并打入海床，直至把所有桩都基于限位架的限位套筒打入海床中；7）、移除多桩限位架：完成各桩的打入施工后，取出多桩限位架并浮于海面拉走，并移除中心定位桩，即完成多桩的准确打入海床施工作业。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术能基于浮筒浮于海面，可通过绳索把多桩限位架浮于海面拉至施工现场，不需船舶搭载与起吊设备，来去灵活，能很好地适应潮间带的浅水位特征；2、传统的限位架使用靠液压油缸提供动力的抱桩器，其在海上施工时需电力供应，且同一根桩至少需要两个抱桩器才能保证桩的垂直度，设备复杂，使用过程繁琐；而本专利技术依靠限位套筒对桩进行固定，无需液压油缸与电力，设备简单，造价较低；3、传统的限位架加工完成后沉桩数量及间距即已固定无法调节，不同工程的桩基设计方案需加工不同的限位架与之匹配，不具有通用性；而本专利技术可根据不同的沉桩的直径、数量及其相互位置关系，更换相应限位套筒与限位架非标准节的尺寸即可，组装方式灵活多变，具有通用性。4、本专利技术能绕中心旋转节旋转，能适应不同基桩数量、不同布置方式的多桩基础，适用性强，使用简便。附图说明：图1为本专利技术的限位架标准节结构示意图。图2为本专利技术的限位架非标准节结构示意图。图3为本专利技术的限位架中心旋转节结构示意图。图4为本专利技术的限位架中心旋转节内部结构示意图。图5为本专利技术的限位架中心旋转节转动示意图。图6为本专利技术的限位套筒结构示意图。图7为本专利技术的辅助支架结构示意图。图8为本专利技术的辅助支架与限位架连接示意图。图9为本专利技术的辅助支架与浮桶连接示意图。图10为本专利技术的浮桶组装后结构示意图。图11为本专利技术的各构件组装示意图。图12为本专利技术的限位架轴测图。图13为本专利技术的限位架俯视图。图14为本专利技术的不等距限位架俯视图。图15为本专利技术施工第一根桩示意图。图16为本专利技术施工第二根桩示意图。图17为本专利技术施工第三根桩示意图。图18为本专利技术施工第四根桩示意图。图19为本专利技术四根桩施工完毕后结构示意图。附图标记说明：1、限位架标准节；2、螺栓套孔；3、限位架非标准节；4、中心旋转节；5、中空旋转轴；6、旋转范围；7、限位套筒；8、辅助支架；9、螺栓；10、浮桶；11、中心定位桩；12、第一根桩；13、第二根桩；14、第三根桩；15、第四根桩；A、海平面；B、海床面。具体实施方式：参见附图：一种海上多桩限位架，包括中心旋转节4、限位架标准节1、限位架非标准节3、限位套筒7，根据桩的直径及位置关系选择相应限位架非标准节3与限位套筒7的尺寸，组装成中心旋转节4在中央、四个方向由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上多桩限位架，其特征在于，包括中心旋转节、限位架标准节、限位架非标准节、限位套筒，根据桩的直径及位置关系选择相应限位架非标准节与限位套筒的尺寸；所述中心旋转节两个相同桁架上下倒扣转动安装在中空旋转轴上构成；中心旋转节每根桁架两端均连接有桩限位单元架，桩限位单元架由多个限位架标准节、一个限位架非标准节与一个限位套筒依次连接构成；每个桩限位单元架对应位置的限位架标准节外壁上均安装有辅助支架，辅助支架上安装有浮筒。

【技术特征摘要】
1.一种海上多桩限位架，其特征在于，包括中心旋转节、限位架标准节、限位架非标准节、限位套筒，根据桩的直径及位置关系选择相应限位架非标准节与限位套筒的尺寸；所述中心旋转节两个相同桁架上下倒扣转动安装在中空旋转轴上构成；中心旋转节每根桁架两端均连接有桩限位单元架，桩限位单元架由多个限位架标准节、一个限位架非标准节与一个限位套筒依次连接构成；每个桩限位单元架对应位置的限位架标准节外壁上均安装有辅助支架，辅助支架上安装有浮筒。2.根据权利要求1所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的中心旋转节由桁架四角方管、纵横交接的内部方管焊接而成，且中间段是两端高度的一半，中间段预留孔洞供中空旋转轴穿越，整体呈对称状态；桁架两端的四角上均匀、对称的焊接有8个螺栓套孔。3.根据权利要求1所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的限位架标准节四角方管、内纵横交接的内部方管焊接而成，两端的四角上均匀、对称的焊接有8个螺栓套孔，整体呈对称状态；限位架非标准节的外形与构造与限位架标准节相同，其长度小于限位架标准节。4.根据权利要求1所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的限位套筒主体为钢套筒，其侧壁中部通过钢筒与方形法兰盘焊接相连，法兰盘的四角上均匀、对称的焊接有8个螺栓套孔。5.根据权利要求1~4任一项所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的中心旋转节、限位架标准节、限位架非标准节的端部断面尺寸与限位套筒上方形法兰盘的尺寸完全相同，各构件上的螺栓套孔位置完全匹配与对应，各构件通过螺栓连接与固定相应螺栓套孔实现相互相连。6.根据权利要求1所述的海上多桩限位架，其特征在于，所述的辅助支架包括向上开口的矩形框，矩形框开口端两端连接弧口向下的半圆板构成，整体呈对称分布，矩形框内...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洁群，刘金龙，汪东林，
申请(专利权)人：合肥学院，安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34