一种分段式可拼接导管架结构及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种分段式可拼接导管架结构及施工方法，导管架分段为上部导管架结构和下部导管架结构，上部导管架结构和下部导管架结构之间通过导向牵引装置和导向对接结构进行连接固定。本发明专利技术导管架结构构造简单，拼接可靠，连接牢固，施工简易，安装快捷，可实现高导管架基础分段精准拼接安装，适用于更深海域。同时无需大型起吊设备进场，可有效节约施工成本，为我国海上风电向深远海迈进提供一种解决方案。方案。方案。

【技术实现步骤摘要】
一种分段式可拼接导管架结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及海上风电场中海上风机与海上升压站的一种基础型式，该基础型式为具有自动对接和紧固功能的分段式可拼接导管架基础结构，适用于海上风力发电


技术介绍

[0002]海上风电场的分布将从近海向深水沿岸迈进，技术成熟且广泛应用于海上风 机和海上升压站的导管架基础将随着水深的增加，其设计高度和施工难度也必将 增大。
[0003]高导管架(50m以上)基础将直接造成海上运输、吊装、安装等施工技术难题，以及大型起吊设备带来的安装高成本问题，这些均不利于我国海上风电规模化、基地化、持续化发展。
[0004]随着海上风电场降本增效与快速建造成为新的发展趋势，亟需研究和发展一种具有自动对接和紧固功能的分段式可拼接导管架结构。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种分段式可拼接导管架结构，该导管架结构构造简单，拼接可靠，连接牢固，施工简易，安装快捷，可实现高导管架基础分段精准拼接安装，适用于大规划开发深远海风资源的应用场景。同时无需大型起吊设备进场，可有效节约施工成本。为此，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种分段式可拼接导管架结构，其特征在于，导管架分段为上部导管架结构和下部导管架结构，上部导管架结构和下部导管架结构之间通过导向牵引装置和导向对接结构进行连接固定，保证导管架结构精准可靠对接和牢固连接。
[0007]在采用上述技术方案的基础上，本专利技术还可采用以下进一步的技术方案，或对这些进一步的技术方案组合使用：
[0008]导向牵引装置保留分别焊接于上部导管架结构主腿下端和下部导管架结构主腿上端的上导向环和下导向环，上导向环的上部焊接上定滑轮，下导向环的下部焊接下定滑轮，上导向环和下导向环上均有开孔，能够供牵引绳穿过，在上下部导管架结构对接时，上导向环和下导向环上的开孔能够对准，保证上下部导管架结构精准对接。
[0009]导向对接结构包括上部导管架结构主腿底部的半椭球形对接结构、下部导管架结构主腿顶部的对接结构；所述的上部导管架结构主腿底部的半椭球形对接结构的底端中心为带有横向通孔的圆柱形结构；所述的下部导管架结构主腿顶部的对接结构包括具有半椭球形托盘、内置紧固机构的刚性支撑结构、横梁，所述紧固结构与横向通孔的圆柱形结构配合；所述横梁焊接于下部导管架结构主腿内部，所述刚性支撑结构焊接于横梁上，所述半椭球形托盘焊接在刚性支撑结构和下部导管架结构主腿顶部上。
[0010]所述内置紧固机构的刚性支撑结构包括刚性支柱、第一可压缩弹簧和第二可压缩弹簧、与第一可压缩弹簧连接的刚性圆柱锁销、与第二可压缩弹簧连接的圆柱体支撑块；所
述刚性支柱设置中心大直径定位孔以及垂直于大直径定位孔的小直径锁孔、变截面锁孔；变截面锁孔和小直径锁孔在同一直线上，并分别位于中心大直径定位孔的径向两侧，所述第一可压缩弹簧设置在变截面锁孔中；第二可压缩弹簧和圆柱块设置在中心大直径定位孔中，圆柱块可在中心大直径定位孔中上下移动，圆柱块支撑在第二可压缩弹簧之上；在所述圆柱形结构未插入中心大直径定位孔前，所述圆柱块挡在小直径锁孔和变截面锁孔之间，所述刚性圆柱锁销位于变截面锁孔中，横向通孔的直径也匹配于所述刚性圆柱锁销，使其能够穿过横向通孔，所述中心大直径定位孔的直径匹配于所述圆柱形结构，使所述圆柱形结构能够插入中心大直径定位孔。
[0011]本专利技术的第二个目的是提供一种用于分段式可拼接导管架基础的拼接紧固施工方法，该方法适用于深水区高导管架基础的分段拼接，减小海上大型吊装设备的施工风险，可实现高导管架基础的分段装配式精准拼接、牢固连接，提高了陆上建造效率、降低了海上运输和施工安装成本。为此，本专利技术采用以下技术方案：
[0012]一种用于可拼接导管架基础的拼接紧固施工方法，其特征在于：将高导管架基础分段为上下两个部分，然后通过设置在上下两部分导管架结构主腿上的上述导向牵引装置和导向对接结构实现上下两部分导管架结构精准对接，牢固连接，创造性的提出了分段装配拼接式高导管架基础结构型式，采用岸边分段建造、海上分体运输与精准对接安装技术，包括以下步骤：
[0013]1)高导管架基础的上下两部分导管架结构已完成岸上分段建造，海上分体运输至施工海域；
[0014]2)在起吊前，将牵引绳从下至上通过焊接于下部导管架结构主腿顶部的导向环，两端固定于位于施工船上的收卷轮上；
[0015]3)起吊设备起吊下部导管架结构，在下放下部导管架结构时通过拉动牵引绳将下部导管架结构精准下放至指定安装位置，完成下部导管架结构的安装；
[0016]4)将通过下部导管架导向环且固定于施工船上的牵引绳上端从下至上穿过焊接于上部导管架结构主腿下端的导向环，并固定在位于施工船上的收卷轮上；
[0017]5)起吊设备起吊上部导管架结构，在下放上部导管架结构时通过拉动牵引绳实现上部导管架结构与下部导管架结构的精准对接；
[0018]6)当上部导管架结构的半椭球形对接结构的端部进入到下部导管架结构的半椭球形托盘之后，缓慢下放上部导管架结构，拉紧牵引绳，确保上下两部分导管架结构对接部分处于同一对接平面内；
[0019]7)上部导管架结构对接结构的端部进入到下部导管架对接结构的刚性支柱中后，继续缓慢下放上部导管架结构，此时上部导管架结构对接结构的圆柱形结构端头会挤压下部导管架结构刚性支柱中与第二可压缩弹簧连接的圆柱块，第二可压缩弹簧被压缩，圆柱块随同上部导管架结构对接结构的圆柱形结构端头缓慢下移；
[0020]8)当上部导管架对接结构的半椭球形结构与下部导管架对接结构的半椭球形托盘接触时，刚性支柱变截面锁孔中与第一可压缩弹簧连接的刚性圆柱锁销正好穿过上部导管架对接结构的半椭球形端部圆柱形结构的横向通孔，伸入到小直径锁孔中，实现分段式导管架的紧固连接，可承受风机结构或者海上升压站结构的竖向和水平荷载，也可承受小偏心荷载；
[0021]9)解除牵引绳，至此，实现分段拼接式导管架基础的拼接安装。
[0022]上述的高导管架基础，其高度为50m以上。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]1、提出一种分段装配拼接式高导管架基础结构型式，解决了高导管架(50m 以上)基础结构海上整体吊装施工困难的难题，采用岸边建造、分体运输与精准对接安装技术，解决了海上施工窗口期短、吊装困难、安装运输成本高等问题，大大节省了施工安装时间与成本；采用分段吊装技术，无需大型吊装设备进场，极大的降低了高导管架基础海上吊装施工风险与吊装成本，为我国海上风电场向深远海迈进提供了一种经济可行的基础型式。
[0025]2、基础型式采用分段可拼接装配式高导管架结构，可根据海域水深分为N 段进行岸上分段建造与海上分段吊装，适用于更广更深海域，并且大大缩短了建造和施工时间，提高了海上风电场的建设效率。
[0026]3、采用牵引绳在对接过程中进行导向牵引，利用经济可行的手段实现分段导管架结构水下精准对接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段式可拼接导管架结构，其特征在于，导管架分段为上部导管架结构和下部导管架结构，上部导管架结构和下部导管架结构之间通过导向牵引装置和导向对接结构进行连接固定，保证导管架结构精准可靠对接和牢固连接。2.根据权利要求1所述的一种分段式可拼接导管架结构，其特征在于，导向牵引装置保留分别焊接于上部导管架结构主腿下端和下部导管架结构主腿上端的上导向环和下导向环，上导向环的上部焊接上定滑轮，下导向环的下部焊接下定滑轮，上导向环和下导向环上均有开孔，能够供牵引绳穿过，在上下部导管架结构对接时，上导向环和下导向环上的开孔能够对准，保证上下部导管架结构精准对接。3.根据权利要求1所述的一种分段式可拼接导管架结构，其特征在于，导向对接结构包括上部导管架结构主腿底部的半椭球形对接结构、下部导管架结构主腿顶部的对接结构；所述的上部导管架结构主腿底部的半椭球形对接结构的底端中心为带有横向通孔的圆柱形结构；所述的下部导管架结构主腿顶部的对接结构包括具有半椭球形托盘、内置紧固机构的刚性支撑结构、横梁，所述紧固结构与横向通孔的圆柱形结构配合；所述横梁焊接于下部导管架结构主腿内部，所述刚性支撑结构焊接于横梁上，所述半椭球形托盘焊接在刚性支撑结构和下部导管架结构主腿顶部上。4.根据权利要求3所述的一种分段式可拼接导管架结构，其特征在于，所述内置紧固机构的刚性支撑结构包括刚性支柱、第一可压缩弹簧和第二可压缩弹簧、与第一可压缩弹簧连接的刚性圆柱锁销、与第二可压缩弹簧连接的圆柱体支撑块；所述刚性支柱设置中心大直径定位孔以及垂直于大直径定位孔的小直径锁孔、变截面锁孔；变截面锁孔和小直径锁孔在同一直线上，并分别位于中心大直径定位孔的径向两侧，所述第一可压缩弹簧设置在变截面锁孔中；第二可压缩弹簧和圆柱块设置在中心大直径定位孔中，圆柱块可在中心大直径定位孔中上下移动，圆柱块支撑在第二可压缩弹簧之上；在所述圆柱形结构未插入中心大直径定位孔前，所述圆柱块挡在小直径锁孔和变截面锁孔之间，所述刚性圆柱锁销位于变截面锁孔中，横向通孔的直径也匹配于所述刚性圆柱锁销，使其能够穿过横向通孔，所述中心大直径定位孔的直径匹配于所述圆柱形结构，使所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王康杰，赵悦，俞华锋，贾献林，王永发，姜贞强，冯卫江，马煜祥，於刚节，刘晓良，赵初，谢涛，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：