一种海上风电桩的质量控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海上风电桩的质量控制方法及装置，方法包括：通过多个双轴倾斜仪和多个加速度传感器实时获取对每个风电桩的监测数据；获取每个风电桩对应的施工参数信息，施工参数信息包括施工位置信息、施工位置地质信息、机位所用桩基础参数、机位所用施工设备参数和溜桩分析；根据每个风电桩的监测数据和施工参数信息进行数据计算，以得到每个风电桩对应的控制要素，其中，控制要素包括以下至少一项：桩基础垂直度和打桩锤的单次锤击加速度；将控制要素与预设预警值进行对比，以得到对比结果；根据对比结果确定并输出对应的输出信息，其中，输出信息包括异常信息和正常信息。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电桩的质量控制方法及装置
本专利技术涉及风电桩控制
，更具体地，涉及一种海上风电桩的质量控制方法及装置。
技术介绍
我国海上风电事业的飞速发展，在近海浅海风电场建设大规模应用单桩基础、导管架等基础形式，桩基础施工过程的质量控制主要包括两个方面：控制桩基垂直度和预防溜桩。溜桩是指桩在贯入某些软弱土层时，在很少的锤击数下或是光靠桩锤自重就下沉很长距离的现象。大幅度的溜桩不利于施工控制，轻则冲断钢丝绳、桩锤破坏、断桩等，影响到接桩、换锤等正常施工程序；重则造成桩锤滑落海中、桩锤报废等事故，给海上作业带来了极大的经济损失和安全风险。现阶段沉桩过程中的质量控制主要还依赖于人工观测，如垂直度控制方法为架设两台全站仪与桩呈垂直分布，两台全站仪同时正交扫测桩基边缘母线以测得桩基倾斜度；施工过程中预防溜桩的手段主要依赖沉桩前对地勘报告中土层分布情况进行研究，对可能发生沉桩的机位进行预警，施工过程中由施工人员观察是否有溜桩现象，进一步调整打桩锤能量和频率。上述方案存在以下技术问题：1)海上风电桩基础施工质量控制依赖频繁停锤进行人工观测，海上作业环境恶劣，降低了施工效率；2)常规的桩基处垂直度控制方法局限于同径段的观测，对于变径段无法准确观测；3)溜桩预防缺乏量化方法，由于实际地质情况非常复杂，无法对实际施工过程中可能意外出现的溜桩情况进行及时预警，施工设备和桩基础的安全存在隐患。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种海上风电桩的质量控制方法和相应的装置，其引入双轴倾斜仪到海上风电的桩基础质量控制中，简化了施工过程，提高了施工效率，对沉桩施工溜桩预警要素进行量化，为精细化质量控制和预警提供了依据，而建立集成的质量控制系统，可实时对桩基础质量控制的各个要素进行监控。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种海上风电桩的质量控制方法，用于服务器，所述方法包括：通过多个双轴倾斜仪和多个加速度传感器实时获取对每个风电桩的监测数据；获取所述每个风电桩对应的施工参数信息，所述施工参数信息包括施工位置信息、施工位置地质信息、机位所用桩基础参数、机位所用施工设备参数和溜桩分析；根据所述每个风电桩的监测数据和施工参数信息进行数据计算，以得到每个风电桩对应的控制要素，其中，所述控制要素包括以下至少一项：桩基础垂直度和打桩锤的单次锤击加速度；将所述控制要素与预设预警值进行对比，以得到对比结果；根据对比结果确定并输出对应的输出信息，其中，所述输出信息包括异常信息和正常信息。在一个实施例中，优选地，所述通过多个双轴倾斜仪和多个加速度传感器实时获取对每个风电桩的监测数据，包括：通过多个双轴倾斜仪获取每个风电桩的桩顶X轴垂直度和Y轴垂直度；通过多个加速度传感器获取每个风电桩在沉桩过程中的桩基础的加速度。在一个实施例中，优选地，根据所述每个风电桩的监测数据和施工参数信息进行数据计算，以得到每个风电桩对应的控制要素，包括：根据每个风电桩的桩顶X轴垂直度和Y轴垂直度，采用第一公式计算桩顶垂直度，所述第一公式为：其中，Rpile表示桩顶垂直度，Rxi表示第i个双轴倾斜仪所测X轴的垂直度，Ryi表示第i个双轴倾斜仪所测Y轴的垂直度，i表示双轴倾斜仪数；根据每个风电桩的多个加速度传感器的桩基础的加速度确定所述风电桩的桩基础平均加速度，并根据所述桩基础平均加速度绘制单次锤击加速度过程曲线。在一个实施例中，优选地，将所述控制要素与预设预警值进行对比，以得到对比结果，包括:将所述桩顶垂直度与预设垂直度进行对比，以得到对比结果；判断单次锤击加速度过程曲线中是否出现异常值，以得到判断结果；在一个实施例中，优选地，根据对比结果确定并输出对应的输出信息，包括：当所述桩顶垂直度小于或等于预设垂直度时，输出正常信息，当所述桩顶垂直度大于预设垂直度时，输出异常信息，以使打桩锤停止打桩；当所述单次锤击加速度过程曲线中未出现异常值时，输出正常信息，当所述单次锤击加速度过程曲线中出现异常值时，输出异常信息，以提示用户调整施工方案。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种海上风电桩的质量控制装置，用于服务器，所述装置包括：数据采集模块，用于通过多个双轴倾斜仪和多个加速度传感器实时获取对每个风电桩的监测数据；获取模块，用于获取所述每个风电桩对应的施工参数信息，所述施工参数信息包括施工位置信息、施工位置地质信息、机位所用桩基础参数、机位所用施工设备参数和溜桩分析；数据分析模块，用于根据所述每个风电桩的监测数据和施工参数信息进行数据计算，以得到每个风电桩对应的控制要素，其中，所述控制要素包括以下至少一项：桩基础垂直度和打桩锤的单次锤击加速度；对比模块，用于将所述控制要素与预设预警值进行对比，以得到对比结果；输出模块，用于根据对比结果确定并输出对应的输出信息，其中，所述输出信息包括异常信息和正常信息。在一个实施例中，优选地，所述数据采集模块包括：第一采集单元，用于通过多个双轴倾斜仪获取每个风电桩的桩顶X轴垂直度和Y轴垂直度；第二采集单元，用于通过多个加速度传感器获取每个风电桩在沉桩过程中的桩基础的加速度。在一个实施例中，优选地，根据数据分析模块用于：根据每个风电桩的桩顶X轴垂直度和Y轴垂直度，采用第一公式计算桩顶垂直度，所述第一公式为：其中，Rpile表示桩顶垂直度，Rxi表示第i个双轴倾斜仪所测X轴的垂直度，Ryi表示第i个双轴倾斜仪所测Y轴的垂直度，i表示双轴倾斜仪数；根据每个风电桩的多个加速度传感器的桩基础的加速度确定所述风电桩的桩基础平均加速度，并根据所述桩基础平均加速度绘制单次锤击加速度过程曲线。在一个实施例中，优选地，所述对比模块用于:将所述桩顶垂直度与预设垂直度进行对比，以得到对比结果；判断单次锤击加速度过程曲线中是否出现异常值，以得到判断结果；在一个实施例中，优选地，所述输出模块用于：当所述桩顶垂直度小于或等于预设垂直度时，输出正常信息，当所述桩顶垂直度大于预设垂直度时，输出异常信息，以使打桩锤停止打桩；当所述单次锤击加速度过程曲线中未出现异常值时，输出正常信息，当所述单次锤击加速度过程曲线中出现异常值时，输出异常信息，以提示用户调整施工方案。本专利技术实施例中，引入双轴倾斜仪到海上风电的桩基础质量控制中，简化了施工过程，提高了施工效率，对沉桩施工溜桩预警要素进行量化，为精细化质量控制和预警提供了依据，而建立集成的质量控制系统，可实时对桩基础质量控制的各个要素进行监控。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上风电桩的质量控制方法，其特征在于，用于服务器，所述方法包括：/n通过多个双轴倾斜仪和多个加速度传感器实时获取对每个风电桩的监测数据；/n获取所述每个风电桩对应的施工参数信息，所述施工参数信息包括施工位置信息、施工位置地质信息、机位所用桩基础参数、机位所用施工设备参数和溜桩分析；/n根据所述每个风电桩的监测数据和施工参数信息进行数据计算，以得到每个风电桩对应的控制要素，其中，所述控制要素包括以下至少一项：桩基础垂直度和打桩锤的单次锤击加速度；/n将所述控制要素与预设预警值进行对比，以得到对比结果；/n根据对比结果确定并输出对应的输出信息，其中，所述输出信息包括异常信息和正常信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种海上风电桩的质量控制方法，其特征在于，用于服务器，所述方法包括：
通过多个双轴倾斜仪和多个加速度传感器实时获取对每个风电桩的监测数据；
获取所述每个风电桩对应的施工参数信息，所述施工参数信息包括施工位置信息、施工位置地质信息、机位所用桩基础参数、机位所用施工设备参数和溜桩分析；
根据所述每个风电桩的监测数据和施工参数信息进行数据计算，以得到每个风电桩对应的控制要素，其中，所述控制要素包括以下至少一项：桩基础垂直度和打桩锤的单次锤击加速度；
将所述控制要素与预设预警值进行对比，以得到对比结果；
根据对比结果确定并输出对应的输出信息，其中，所述输出信息包括异常信息和正常信息。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过多个双轴倾斜仪和多个加速度传感器实时获取对每个风电桩的监测数据，包括：
通过多个双轴倾斜仪获取每个风电桩的桩顶X轴垂直度和Y轴垂直度；
通过多个加速度传感器获取每个风电桩在沉桩过程中的桩基础的加速度。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述每个风电桩的监测数据和施工参数信息进行数据计算，以得到每个风电桩对应的控制要素，包括：
根据每个风电桩的桩顶X轴垂直度和Y轴垂直度，采用第一公式计算桩顶垂直度，所述第一公式为：









其中，Rpile表示桩顶垂直度，Rxi表示第i个双轴倾斜仪所测X轴的垂直度，Ryi表示第i个双轴倾斜仪所测Y轴的垂直度，i表示双轴倾斜仪数；
根据每个风电桩的多个加速度传感器的桩基础的加速度确定所述风电桩的桩基础平均加速度，并根据所述桩基础平均加速度绘制单次锤击加速度过程曲线。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
将所述控制要素与预设预警值进行对比，以得到对比结果，包括:
将所述桩顶垂直度与预设垂直度进行对比，以得到对比结果；
判断单次锤击加速度过程曲线中是否出现异常值，以得到判断结果。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据对比结果确定并输出对应的输出信息，包括：
当所述桩顶垂直度小于或等于预设垂直度时，输出正常信息，
当所述桩顶垂直度大于预设垂直度时，输出异常信息，以使打桩锤停止打桩；
当所述单次锤击加速度过程曲线中未出现异常值时，输出正常信息，
当所述单次锤击加速度过程曲线中出现异常值时，输出异...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊启祥，林鹏，王鑫，陈晓路，魏鹏程，闫姝，管春雨，刘溟江，顾健威，朱亚波，陈道想，
申请(专利权)人：中国华能集团有限公司，清华大学，华能盐城大丰新能源发电有限责任公司，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11