海上风电钢管桩起吊翻桩装置

1.本发明涉及海上风电工程领域，具体是涉及一种海上风电钢管桩起吊翻桩装置。


背景技术：

2.海上风力发电充分利用海洋上风速快、风力稳定以及不占用土地资源等优点，成为了清洁能源中迅速崛起的一员。虽然海上风力发电相比于陆地上的风力发电具有许多优势，但在海上建设风电设施需要克服许多困难，首当其冲的就是要海床面上建设海上风电基础。
3.在建设海上风电基础的过程中，钢管桩由运输船运至施工现场后，由起重船将卧倒在甲板上的钢管桩起吊，并将钢管桩翻转至竖直方向。目前通常在钢管桩身上焊接吊耳，通过吊钩勾住吊耳对钢管桩进行起吊并翻转，但这种方式在起吊的过程中存在吊耳脱钩的风险，且完成钢管桩的沉桩后，需要潜水人员水下完成摘钩操作。
4.我国公开号为cn114249228a的专利，其公开了一种海上风电钢管桩起吊翻桩装置及其施工方法，其包括：壳体，壳体呈圆柱状，壳体的后端设置有第一挡板；若干伸缩组件，若干伸缩组件均穿设在壳体中，若干伸缩组件沿壳体的周向均布，若干伸缩组件可沿壳体的径向滑动；以及压紧组件，压紧组件穿设在壳体中，压紧组件可沿壳体轴向滑动，压紧组件用于驱动伸缩组件朝向钢管桩滑动，并将伸缩组件压紧于钢管桩的内壁，压紧组件的后端可转动地设置有吊耳。
5.该专利直接通过压紧组件驱动伸缩组件抵紧钢管桩内壁，其间无缓冲，未完全抵紧时容易脱钩，且整个机构纯靠摩擦力推动，容易直接将装置拉出，而不是先抵紧内壁。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种海上风电钢管桩起吊翻桩装置。
7.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种海上风电钢管桩起吊翻桩装置，包括：起吊壳体；液压传动组件，呈竖直状态活动设置于起吊壳体内，包括呈竖直状态同轴活动设置于起吊壳体内的液压组件，以及设置于液压组件顶部和侧壁上的双层传动组件；双层内撑组件，活动设置于起吊壳体内，双层内撑组件活动设置于液压传动组件外侧并在液压传动组件的作用下抵紧钢管桩内壁。
8.进一步的，起吊壳体包括：安装导向筒，呈竖直状态同轴活动设置于钢管桩内，安装导向筒顶部成型有呈竖直状态设立的下放吊耳；锥形导向头，呈尖端向下状态固定设置于安装导向筒底部；l型平吊钩，其一侧呈水平状态固定设置于安装导向筒顶部，另一侧呈竖直向下状态设置于安装导向筒外侧用于吊装。
9.进一步的，液压组件包括：活塞筒体，同轴活动设置于安装导向筒内，安装导向筒顶部成型有供活塞筒体滑动的第一避让孔，l型平吊钩固定在安装导向筒顶部的一侧上成型有供活塞筒体滑动的第二避让孔；活塞底座，旋设于活塞筒体底部，活塞筒体底部与活塞底座之间设置有一个呈水平状态设立的第一密封圈，活塞底座顶部成型有呈竖直状态设立的导向气筒，底部中心处成型有呈竖直状态设立的固定螺纹杆，导向气筒底部成型有若干用于使导向气筒内腔与外界空气连通的气孔；密封顶盖，旋设于活塞筒体顶部，活塞筒体顶部与密封顶盖之间设置有一个呈水平状态设立的第二密封圈，密封顶盖底部中心处成型有呈竖直状态设立的活塞导向套；主活塞杆，呈竖直状态活动设置于活塞导向套内，活塞导向套内侧沿竖直方向固定设置有若干呈水平状态设立的第三密封圈，每个第三密封圈的内侧均能够与主活塞杆的外壁相抵触，主活塞杆底部成型有同轴活动设置于导向气筒内的主活塞头，主活塞头外侧成型有若干沿轴向分布的同轴设立的主密封槽，每个主密封槽内均设置有一个活塞密封圈，每个活塞密封圈的外侧均能够与导向气筒的内壁相抵触。
10.进一步的，双层传动组件包括：上拉楔块，旋设于固定螺纹杆上，上拉楔块顶部周侧成型有上拉楔面；若干侧活塞杆，活塞筒体内壁上成型有若干呈水平状态设立的侧导向套，每个侧活塞杆均同轴活动设置于对应的侧导向套内，每个侧活塞杆靠近主活塞杆的一端均成型有能够在侧导向套内滑动的侧活塞头，另一端伸出活塞筒体向外延伸，侧活塞头的外侧成型有若干沿轴向分布的同轴设立的侧密封槽，每个侧密封槽内均设置有一个侧塞密封圈，每个侧塞密封圈的外侧均能够与侧导向套的内壁相抵触；若干推脚，一一对应的固定设置于侧活塞杆远离主活塞杆的一端上。
11.进一步的，双层内撑组件包括：若干第一内撑组件，沿圆周方向均匀分布于活塞筒体外侧，每个第一内撑组件内侧均与对应的推脚相抵触；若干第二内撑组件，均活动设置于对应的第一内撑组件外侧，每个第二内撑组件的底部均与上拉楔块顶部的上拉楔面相抵触。
12.进一步的，每个第一内撑组件均包括：弧形内滑块，呈竖直状态同轴活动设置于活塞筒体外侧，弧形内滑块顶部与安装导向筒顶部相抵触，底部与上拉楔块的上拉楔面相抵触；两个顶针，二者均呈水平状态固定设置于弧形内滑块的外侧侧壁上，两个顶针沿竖直方向均匀分布，每个顶针远离弧形内滑块的一端均成型有一层第一橡胶被覆层，安装导向筒的侧壁上成型有供顶针穿过的第一侧导向孔。
13.进一步的，每个第二内撑组件均包括：弧形外滑块，呈竖直状态同轴活动设置于弧形内滑块外侧，弧形外滑块顶部与安装导向筒顶部相抵触，弧形外滑块底部成型有与上拉楔面相配合的滑动楔面，弧形外滑块侧壁上成型有两个供顶针通过的第二侧导向孔，弧形外滑块的外壁上成型有两个呈竖直状态设立的侧推块，安装导向筒上成型有两个供侧推块穿过的侧导向槽；
弧形内撑板，呈竖直状态固定设置于侧推块上，弧形内撑板的内壁与侧推块固定相连，外壁上成型有一层第二橡胶被覆层，弧形内撑板的侧壁上成型有供顶针穿过的侧避让孔。
14.进一步的，主活塞杆的顶部旋设有一个内撑吊环，活塞筒体顶部成型有一个呈竖直状态设立的注油口，注油口内旋设有一个防止内部液体泄露的油堵。
15.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：其一，本发明中的海上风电钢管桩起吊翻桩装置通过液压传动组件先推出第一内撑组件，液压阻力较小，确保了装置先从内部撑住内壁而不是直接被从钢管桩内拔出；其二，本发明中的海上风电钢管桩起吊翻桩装置通过第一内撑组件将装置初步固定在钢管桩中心处，再通过第二内撑组件加大摩擦力，确保了起吊过程中不会脱钩，且起吊完成后摩擦力足以保证钢管桩不会脱钩。
附图说明
16.图1是本发明的立体结构示意图；图2是本发明的俯视视图；图3是本发明的立体结构爆炸视图；图4是本发明的起吊壳体爆炸视图；图5是本发明的液压传动组件爆炸视图；图6是本发明的双层内撑组件爆炸视图图7是图2中a-a处半剖视图；图8是图5中a处局部示意图。
17.图中标号为：1、起吊壳体；2、安装导向筒；3、下放吊耳；4、第一避让孔；5、第一侧导向孔；6、侧导向槽；7、锥形导向头；8、l型平吊钩；9、第二避让孔；10、内撑吊环；11、液压传动组件；12、液压组件；13、活塞筒体；14、侧导向套；15、注油口；16、油堵；17、活塞底座；18、第一密封圈；19、导向气筒；20、气孔；21、固定螺纹杆；22、密封顶盖；23、第二密封圈；24、活塞导向套；25、第三密封圈；26、主活塞杆；27、主活塞头；28、主密封槽；29、活塞密封圈；30、双层传动组件；31、侧活塞杆；32、侧活塞头；33、侧密封槽；34、侧塞密封圈；35、上拉楔块；36、上拉楔面；37、推脚；38、双层内撑组件；39、第一内撑组件；40、弧形内滑块；41、顶针；42、第一橡胶被覆层；43、第二内撑组件；44、弧形外滑块；45、滑动楔面；46、第二侧导向孔；47、侧推块；48、弧形内撑板；49、第二橡胶被覆层；50、侧避让孔。
具体实施方式
18.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
19.参考图1至图8所示的一种海上风电钢管桩起吊翻桩装置，包括：起吊壳体1；液压传动组件11，呈竖直状态活动设置于起吊壳体1内，包括呈竖直状态同轴活动设置于起吊壳体1内的液压组件12，以及设置于液压组件12顶部和侧壁上的双层传动组件30；双层内撑组件38，活动设置于起吊壳体1内，双层内撑组件38活动设置于液压传动组件11外侧并在液压传动组件11的作用下抵紧钢管桩内壁。
20.将双层内撑组件38设置于液压传动组件11外侧，再将二者设置于起吊壳体1内，吊装时，将整个装置水平放置于钢管桩内，吊机起吊时对液压组件12施加拉力，液压组件12通过双层传动组件30带动双层内撑组件38逐步从内部抵紧钢管桩，并随着吊机的运作逐渐吊起钢管桩。
21.进一步的，起吊壳体1包括：安装导向筒2，呈竖直状态同轴活动设置于钢管桩内，安装导向筒2顶部成型有呈竖直状态设立的下放吊耳3；锥形导向头7，呈尖端向下状态固定设置于安装导向筒2底部；l型平吊钩8，其一侧呈水平状态固定设置于安装导向筒2顶部，另一侧呈竖直向下状态设置于安装导向筒2外侧用于吊装。
22.起吊前，吊机与l型平吊钩8相连，将整个装置水平吊起将装置呈水平状态放置于钢管桩内，锥形导向头7向内先进入钢管桩内，l型平吊钩8放置于钢管桩外，吊装完成后通过起吊下放吊耳3使得整个装置从钢管桩内脱出。
23.进一步的，液压组件12包括：活塞筒体13，同轴活动设置于安装导向筒2内，安装导向筒2顶部成型有供活塞筒体13滑动的第一避让孔4，l型平吊钩8固定在安装导向筒2顶部的一侧上成型有供活塞筒体13滑动的第二避让孔9；活塞底座17，旋设于活塞筒体13底部，活塞筒体13底部与活塞底座17之间设置有一个呈水平状态设立的第一密封圈18，活塞底座17顶部成型有呈竖直状态设立的导向气筒19，底部中心处成型有呈竖直状态设立的固定螺纹杆21，导向气筒19底部成型有若干用于使导向气筒19内腔与外界空气连通的气孔20；密封顶盖22，旋设于活塞筒体13顶部，活塞筒体13顶部与密封顶盖22之间设置有一个呈水平状态设立的第二密封圈23，密封顶盖22底部中心处成型有呈竖直状态设立的活塞导向套24；主活塞杆26，呈竖直状态活动设置于活塞导向套24内，活塞导向套24内侧沿竖直方向固定设置有若干呈水平状态设立的第三密封圈25，每个第三密封圈25的内侧均能够与主活塞杆26的外壁相抵触，主活塞杆26底部成型有同轴活动设置于导向气筒19内的主活塞头27，主活塞头27外侧成型有若干沿轴向分布的同轴设立的主密封槽28，每个主密封槽28内均设置有一个活塞密封圈29，每个活塞密封圈29的外侧均能够与导向气筒19的内壁相抵触。
24.活塞筒体13底部与活塞底座17固定相连，顶部与密封顶盖22固定相连，活塞筒体13内的液体在第一密封圈18和第二密封圈23的作用下无法从顶部或底部的连接处溢出，活塞底座17上成型有导向气筒19，设置于导向气筒19内的主活塞头27与导向气筒19之间通过活塞密封圈29密封，密封顶盖22的活塞导向套24与主活塞杆26之间设置有活塞密封圈29，活塞筒体13内的液体无法从活塞筒体13内溢出，导向气筒19内部处于主活塞头27上方的为液压油，下方通过气孔20与外界空气相连通。
25.进一步的，双层传动组件30包括：上拉楔块35，旋设于固定螺纹杆21上，上拉楔块35顶部周侧成型有上拉楔面36；若干侧活塞杆31，活塞筒体13内壁上成型有若干呈水平状态设立的侧导向套14，每个侧活塞杆31均同轴活动设置于对应的侧导向套14内，每个侧活塞杆31靠近主活塞杆26的一端均成型有能够在侧导向套14内滑动的侧活塞头32，另一端伸出活塞筒体13向外延伸，侧活塞头32的外侧成型有若干沿轴向分布的同轴设立的侧密封槽33，每个侧密封槽33内均设置有一个侧塞密封圈34，每个侧塞密封圈34的外侧均能够与侧导向套14的内壁相抵触；若干推脚37，一一对应的固定设置于侧活塞杆31远离主活塞杆26的一端上。
26.活塞筒体13侧壁上成型有若干侧导向套14，侧活塞头32活动设置于对应的侧导向
套14内，二者之间设置有侧塞密封圈34进行密封，当向上拉动主活塞杆26时，导向气筒19下端通过气孔20吸取空气，上半段内的液体在主活塞杆26的作用下向活塞筒体13内压缩，受压后的液体对侧活塞杆31进行挤压使得侧活塞杆31向活塞筒体13外推出。
27.进一步的，双层内撑组件38包括：若干第一内撑组件39，沿圆周方向均匀分布于活塞筒体13外侧，每个第一内撑组件39内侧均与对应的推脚37相抵触；若干第二内撑组件43，均活动设置于对应的第一内撑组件39外侧，每个第二内撑组件43的底部均与上拉楔块35顶部的上拉楔面36相抵触。
28.当侧活塞杆31被向外推出时，第二内撑组件43暂时不运动，推脚37与对应的第一内撑组件39抵触，并推动第一内撑组件39抵紧钢管桩内壁，第一内撑组件39抵紧内壁后，液压组件12无法继续推动侧活塞杆31运动，液压组件12随着主活塞杆26运动并带动上拉楔块35向上运动，上拉楔块35通过上拉楔面36推动若干第二内撑组件43抵紧钢管桩内壁。
29.进一步的，每个第一内撑组件39均包括：弧形内滑块40，呈竖直状态同轴活动设置于活塞筒体13外侧，弧形内滑块40顶部与安装导向筒2顶部相抵触，底部与上拉楔块35的上拉楔面36相抵触；两个顶针41，二者均呈水平状态固定设置于弧形内滑块40的外侧侧壁上，两个顶针41沿竖直方向均匀分布，每个顶针41远离弧形内滑块40的一端均成型有一层第一橡胶被覆层42，安装导向筒2的侧壁上成型有供顶针41穿过的第一侧导向孔5。
30.弧形内滑块40的顶部与安装导向筒2顶部相抵触，弧形内滑块40的外壁上固定设置有两个呈水平状态设立的顶针41，两个顶针41的另一端活动设置于第一侧导向孔5内，弧形内滑块40只能沿水平方向运动，顶针41的一端上成型有第一橡胶被覆层42，当弧形内滑块40被侧活塞推杆推动时，第一橡胶被覆层42逐渐与钢管桩内壁抵紧，使整个装置处于钢管桩中心处并产生摩擦力以阻止装置在钢管桩内滑动，第一橡胶被覆层材质采用摩擦力较大的丁基橡胶。
31.进一步的，每个第二内撑组件43均包括：弧形外滑块44，呈竖直状态同轴活动设置于弧形内滑块40外侧，弧形外滑块44顶部与安装导向筒2顶部相抵触，弧形外滑块44底部成型有与上拉楔面36相配合的滑动楔面45，弧形外滑块44侧壁上成型有两个供顶针41通过的第二侧导向孔46，弧形外滑块44的外壁上成型有两个呈竖直状态设立的侧推块47，安装导向筒2上成型有两个供侧推块47穿过的侧导向槽6；弧形内撑板48，呈竖直状态固定设置于侧推块47上，弧形内撑板48的内壁与侧推块47固定相连，外壁上成型有一层第二橡胶被覆层49，弧形内撑板48的侧壁上成型有供顶针41穿过的侧避让孔50。
32.当顶针41与钢管桩内壁抵触后，顶针41与钢管桩之间产生的摩擦力使得本装置无法从钢管桩中脱出但不足以支撑钢管桩起吊后的重量，此时，继续拉动主活塞杆26，活塞筒体13向上运动，上拉楔块35向上运动，并推动弧形外滑块44运动，弧形外滑块44推动弧形内撑板48抵紧钢管桩内壁，第二橡胶被覆层49与钢管桩内壁紧密贴合并产生足够的摩擦力使得钢管桩被吊起后，本装置也无法从钢管桩内脱出，第二橡胶被覆层材质采用摩擦力较大的丁基橡胶。
33.进一步的，主活塞杆26的顶部旋设有一个内撑吊环10，活塞筒体13顶部成型有一个呈竖直状态设立的注油口15，注油口15内旋设有一个防止内部液体泄露的油堵16。
34.主活塞杆26顶部旋设有一个内撑吊环10，吊机通过吊环向上拉动主活塞杆26，继而推动整个装置工作，通过注油口向液压组件内注满传动率更高的液压油以提高传动效
率。
35.起吊前，吊机的副吊与l型平吊钩8相连，将整个装置水平吊起，将装置呈水平状态放置于钢管桩内，锥形导向头7向内先进入钢管桩内，l型平吊钩8放置于钢管桩外，此时将吊机的副吊与下放吊耳3相连，再通过吊机主吊连接旋设于主活塞杆26上的内撑吊环10并向上起吊，装置在钢管桩内处于倾斜状态，主活塞杆26相对于活塞筒体13 沿着自身轴线方向逐渐向斜上方运动，导向气筒19内的液体在主活塞杆26的作用下向活塞筒体13内压缩，活塞筒体13侧壁上设置有若干侧活塞杆31，受压后的液体对侧活塞杆31进行挤压使得侧活塞杆31向活塞筒体13外推出，若干固定设置于对应的侧活塞杆31上的推脚37推动弧形内滑块40向外运动，若干顶针41向外运动并抵紧钢管桩内壁，并使整个装置处于钢管桩中心处，此时若干顶针41抵紧钢管桩内壁，液压组件12无法继续推动侧活塞杆31运动，此时拉动主活塞杆26时，主活塞杆26将带动液压组件12同步运动，液压组件12带动与其固定相连的上拉楔块35向上运动，上拉楔块35通过上拉楔面36推动若干弧形外滑块44运动，弧形外滑块44推动对应的弧形内撑板48抵紧钢管桩内壁，第二橡胶被覆层49与钢管桩内壁紧密贴合并产生足够的摩擦力使得钢管桩被吊起后，本装置也无法从钢管桩内脱出，此时继续拉动内撑吊环10将整个装置连同钢管桩一起吊起，安装固定好钢管桩后，副吊拉动下放吊耳3，主吊放松，将装置从钢管桩内取出。
36.以上本发明仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。