一种用于海上升压站插打钢桩的定位模架装置的制作方法

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1.本实用新型属于海上升压站领域，具体涉及一种用于海上升压站插打钢桩的定位模架装置。


背景技术：

2.海上升压站包括桩基础、导管架以及上部组件，桩基础、导管架以及上部组件由下至上依次设置，桩基础竖直打入海底泥面，海上升压站的桩基础由四根钢桩组成，由于打桩船对于海况条件要求苛刻，为了提高在风场规模作业时导管架的安装效率，同时为了确保预打桩的垂直度及位置精度满足后期导管架基础的安装要求，打桩四根钢桩时需要与定位模架装置配合使用。
3.专利号201810622174.x一种海上风力发电机组桩基承台基础及其施工方法，公开了一种便于钢桩(钢管桩)沉桩的定位模架，如图3所示，由桁架支撑桩10、围绕于桁架支撑桩10外部的定位桁架11及双层钢套筒24组成，定位模架在安装使用时，先将桁架支撑桩10竖直打入海底，然后通过水上起重平台吊起后将定位桁架11及双层钢套筒24插入桁架支撑桩10，并通过锁紧螺栓锁紧，再插打钢桩(钢管桩)，钢桩插打完毕后拆除定位模架的定位桁架11及双层钢套筒24，再拆除桁架支撑桩10。
4.这种结构的定位模架装置存在如下缺陷：1、桁架支撑桩10为单个桩体结构，为支撑插打的钢桩，需要桁架支撑桩10的长度较长，因此对于桁架支撑桩在海上作业中的吊装及插打本身在垂直度方面无法得到保证，无法为插打钢桩提供有效的定位作用，而定位模架的水平度决定了钢桩的垂直度，再将定位桁架11及双层钢套筒24通过锁紧螺栓与桁架支撑桩10实现锁紧固定，在桁架支撑桩10的垂直度无法得到精确保证的前提下，再通过人工锁紧的结构精度更差，定位精确度无法得到保证；2、采用桁架支撑桩10的定位模架装置的结构，拆除时需要启动振动锤和卷扬机往上拔桁架支撑桩10，由于桁架支撑桩10的长度较长，在拆除过程中一旦发生晃动，则影响周围的已经插打完毕的钢桩的垂直度，同时耗时耗力。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是为了克服以上的不足，提供一种用于海上升压站插打钢桩的定位模架装置，保证插桩的定位精度，便于实现快速安装及拆除。
6.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种用于海上升压站插打钢桩的定位模架装置，包括多个圆筒以及多个打桩套筒，多个打桩套筒置于多个圆筒的外部，多个圆筒形成的中心与多个打桩套筒形成的中心呈同心设置，多个圆筒与多个打桩套筒通过支撑架组固定连接，圆筒的上端面凸出打桩套筒的上端面设置；
7.每个圆筒的上端均固定连接有抽泥泵，圆筒的上端还设有注水机构，抽泥泵的出口端连通管路，管路由上至下贯穿圆筒设置，注水机构包括置于圆筒上端的离心泵、压力表以及注水管，注水管由上至下贯穿圆筒设置，圆筒上侧的外侧壁上设有姿态传感器，任一打
桩套筒的外侧壁上折弯向上设有一l型状的测量柱，测量柱的上端设有棱镜，棱镜与全站仪连接。
8.本实用新型的进一步改进在于：支撑架组包括连接相邻两圆筒的第一支撑杆以及连接相对角位置的两圆筒的第二支撑杆，第一支撑杆与第二支撑杆水平设置，第一支撑杆与第二支撑杆置于圆筒的上侧位置；
9.支撑架组还包括连接相邻两打桩套筒的第三支撑杆，圆筒的外侧壁向着对应的打桩套筒倾斜延伸有第一倾斜杆，第一支撑杆的中心位置向两侧对应的打桩套筒分别倾斜延伸有第二倾斜杆。
10.本实用新型的进一步改进在于：圆筒包括上下嵌合的上筒体以及下筒体，下筒体的上端向上筒体的方向凸出设置，上筒体的下端面具有容下筒体的上端嵌入的槽口，下筒体的两侧的分别设有竖向设置的液压缸，液压缸的驱动端与上筒体的下端面固定连接，同时上筒体与支撑架组固定连接。
11.本实用新型的进一步改进在于：打桩套筒的上端具有向外扩散的导向口。
12.本实用新型的进一步改进在于：述圆筒的个数与打桩套筒的个数均为4个，且多个圆筒形成正方形状结构，多个打桩套筒形成正方形状结构。
13.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
14.1、本实用新型采用多个相互连接的圆筒结构来替代长度较长的桁架支撑桩，既能保证定位模架装置的水平稳定性，同时又可大大缩短圆筒的纵向长度，便于定位模架装置快速定位至海底泥面层，定位模架装置定位安装时，通过抽泥泵抽出预定位置的海底泥面层的泥浆以及抽泥泵的速度来控制定位模架装置的高程，拆除定位模架装置时通过注水机构向海底泥面层注水以及吊装工作实现快速拆除。
15.2、全站仪精确测量棱镜，并结合姿态传感器的姿态数据，推算出每个打桩套筒的高程数据，通过圆筒圆周上的姿态传感器对定位模架装置的水平度实时监测，通过控制圆筒上端的抽泥泵的速度来控制各个圆筒入泥速度，以达到控制整个定位模架装置的水平度以及最终高程，而液压缸对打桩套筒的高度进行精调平，从而保证定位模架装置的水平度以及程高，保证钢管桩插打定位模架装置的打桩套筒内的定位精度。
附图说明：
16.图1为本实用新型一种用于海上升压站插打钢桩的定位模架装置的结构示意图。
17.图2为图1的a
‑
a向剖视图。
18.图3为背景技术中一种便于钢桩沉桩的定位模架的结构示意图。
19.图中标号：
[0020]1‑
圆筒、2
‑
打桩套筒、3
‑
支撑架组、4
‑
抽泥泵、5
‑
注水机构、6
‑
管路、7
‑ꢀ
姿态传感器、8
‑
测量柱、9
‑
棱镜、10
‑
导向口；
[0021]
11
‑
上筒体、12
‑
下筒体、13
‑
槽口、14
‑
液压缸；
[0022]
31
‑
第一支撑杆、32
‑
第二支撑杆、33
‑
第三支撑杆、34
‑
第一倾斜杆、35
‑
第二倾斜杆；
[0023]
51
‑
离心泵、52
‑
压力表、53
‑
注水管。
具体实施方式：
[0024]
为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。
[0025]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语指示方位或位置关系，如为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或单元必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0026]
在本实用新型中，除另有明确规定和限定，如有“连接”“设有”“具有”等术语应作广义去理解，例如可以是固定连接，可以是拆卸式连接，或一体式连接，可以说机械连接，也可以是直接相连，可以通过中间媒介相连，对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的基本含义。
[0027]
如图1、如图2示出了本实用新型一种用于海上升压站插打钢桩的定位模架装置的第一种实施方式，包括多个圆筒1以及多个打桩套筒2，多个打桩套筒2 置于多个圆筒1的外部，多个圆筒1形成的中心与多个打桩套筒2形成的中心呈同心设置，多个圆筒1与多个打桩套筒2通过支撑架组3固定连接，圆筒1 的上端面凸出打桩套筒2的上端面设置；
[0028]
每个圆筒1的上端均固定连接有抽泥泵4，圆筒1的上端还设有注水机构5，抽泥泵4的出口端连通管路6，管路6由上至下贯穿圆筒1设置，所述注水机构 5包括置于圆筒1上端的离心泵51、压力表52以及注水管53，注水管53由上至下贯穿圆筒1设置，圆筒1上侧的外侧壁上设有姿态传感器7，任一所述打桩套筒2的外侧壁上折弯向上设有一l型状的测量柱8，测量柱8的上端设有棱镜 9，棱镜9与全站仪连接。
[0029]
本实用新型采用多个相互连接的圆筒1结构来替代长度较长的桁架支撑桩，既能保证定位模架装置的水平稳定性，同时又可大大缩短圆筒的纵向长度，便于定位模架装置快速定位至海底泥面层，定位模架装置定位安装时，通过抽泥泵4抽出预定位置的海底泥面层的泥浆以及抽泥泵4的速度来控制定位模架装置的高程，拆除定位模架装置时通过注水机构5向海底泥面层注水以及吊装工作实现快速拆除。
[0030]
进一步的，支撑架组3包括连接相邻两圆筒1的第一支撑杆31以及连接相对角位置的两圆筒1的第二支撑杆32，第一支撑杆31与第二支撑杆32水平设置，第一支撑杆31与第二支撑杆32置于圆筒1的上侧位置；
[0031]
支撑架组3还包括连接相邻两打桩套筒2的第三支撑杆33，圆筒1的外侧壁向着对应的打桩套筒2倾斜延伸有第一倾斜杆34，第一支撑杆31的中心位置向两侧对应的打桩套筒2分别倾斜延伸有第二倾斜杆35。
[0032]
支撑架组3的设置起到稳固连接多个打桩套筒2与多个圆筒1，使形成稳定的整体式结构，在安装至海底过程中不易发生倾倒，结构连接稳固。
[0033]
进一步的，圆筒1包括上下嵌合的上筒体11以及下筒体12，下筒体12的上端向上筒体11的方向凸出设置，上筒体11的下端面具有容下筒体12的上端嵌入的槽口13，下筒体12的两侧的分别设有竖向设置的液压缸14，液压缸14 的驱动端与上筒体11的下端面固定连接，同时上筒体11与支撑架组3固定连接。
[0034]
安装模架装置定位原理：全站仪精确测量棱镜9，并结合姿态传感器7的姿态数据，推算出每个打桩套筒2的高程数据，通过圆筒1圆周上的姿态传感器7 对定位模架装置的水平度实时监测，通过控制圆筒1上端的抽泥泵4的速度来控制各个圆筒1入泥速度，以达到控
制整个定位模架装置的水平度以及最终高程，而液压缸14对打桩套筒2的高度进行精调平，从而保证定位模架装置的水平度以及程高，保证钢管桩插打定位模架装置的打桩套筒2内的定位精度。
[0035]
进一步的，打桩套筒2的上端具有向外扩散的导向口10，导向口10的设置对钢桩的插打起到一定的导向作用。
[0036]
进一步的，圆筒1的个数与打桩套筒2的个数均为4个，且多个圆筒1形成正方形状结构，多个打桩套筒2形成正方形状结构，正方形状结构的圆筒1 以及正方形状结构的打桩套筒2更具有稳定度。
[0037]
本实用新型中未全部公开的内容为本领域技术人员公知的现有常识，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。