本发明属于海上风电,具体涉及一种海上风机基础套笼的抑振装置及抑振方法。
背景技术:
1、相比于陆上风电,海上风电所处的环境更加复杂,为了方便运维以及相关构件安装,一般在桩基外侧设置附属结构套笼,套笼包括自上而下设置的多层圈梁,若干层圈梁通过竖杆焊接固定在一起形成套笼,套笼起吊后自上向下套接在塔筒外侧。由于套笼是从桩体上方往下吊装的,安装时两者之间存在一定空隙,波浪作用及船舶停靠撞击都会使套笼产生连续晃动,造成结构磨损甚至直接损坏,因此需要对空隙进行填充,实现套笼振动抑制。
2、目前普遍的固定方式是通过螺栓将套笼与桩体固定,由于没有稳定的站立位置,需要将工人悬吊着将紧固装置放置于圈梁和桩体之间,而后人工拧动螺栓,增大支撑距离,使空隙完全被填充。显然,逐个螺栓紧固施工时间长,且个人本身的力量完全不足以实现对数吨的套笼进行紧固定位。此外,为防止紧固装置脱落,圈梁上需要设置凹槽,既增加了施工成本,又破坏了结构的连续性。
3、公开号cn219653748u的新型专利提供一种海上风机基础套笼的紧固装置,包括承压板,承压板位于桩体和套笼的圈梁之间的空隙,承压板为弧度可调的弧形承压板,承压板的下端与圈梁的下侧固定连接,承压板的弧形凸起朝向桩体并与桩体抵接,承压板与桩体接触的受力面积可变,圈梁的上面固定连接有支撑结构,承压板的上端与支撑结构的上缘抵接,承压板和缓冲面层的凸起与桩体外表面抵接。该技术是在圈梁上加装弧形承压板,通过承压板与桩紧密接触,实现填充。然而,在吊装前加装承压板,圈梁的内径已小于桩的外径,势必造成套笼无法顺利吊装到桩的外侧。
技术实现思路
1、针对现有套笼振动抑制方式普遍存在安装不便及施工成本较高的问题,本发明提出一种海上风电单桩基础套笼抑振装置,其包括:左右对称设置的上紧固臂、中部楔形板、连杆以及下紧固臂,所述上紧固臂呈l型,一端连接夹紧装置,另一端连接连杆,所述两夹紧装置均具有纵向方向的挡槽,所述中部楔形板插装在两卡挡槽中,所述下紧固臂轴接在所述连杆上,包括套筒、置于套筒内的弹簧以及与该弹簧配合的拉杆,使用状态下,抑振装置安装在圈梁和桩体之间的间隙处,中部楔形板依靠拉杆产生的弹性力向下贯入夹紧装置,确保任何状态下夹紧装置对间隙进行自动填充。
2、进一步地,所述夹紧装置包括内、外层楔形板,所述上紧固臂的前端宽度窄于所述上紧固臂的主体宽度,上紧固臂的前端长度l大于圈梁和桩体之间的间隙d,所述内层楔形板活动套装在上紧固臂的前端,外层楔形板固定在上紧固臂的前端断面上,内、外层楔形板呈上宽下窄的挡槽。
3、进一步地,所述中部楔形板包括左右对称的卡槽,以及位于两卡槽之间的开孔,所述中部楔形板与所述内、外层楔形板的斜度一致,当中部楔形板插装在两卡挡槽中,未完全贯入时,三层板的总厚度d小于圈梁和桩体之间的间隙d。
4、进一步地,所述拉杆的自由端装有吊带及拉杆钢丝绳,拉杆钢丝绳的自由端设有挂钩,弹簧自由状态下,挂钩无法触及中部楔形板的挂孔,当弹簧压缩到一定程度后,可将挂钩挂在中部楔形板的挂孔上。
5、进一步地,所述连杆为圆柱形,其上设有吊耳,以及下紧固臂的限位止挡,连杆柱的两端连接上紧固臂的下端。
6、进一步地,所述上紧固臂为工字钢,顶部设有吊耳。
7、进一步地,所述下紧固臂的一端具有套环,所述套环套装在所述连杆上。
8、进一步地,所述内层楔形板、中部楔形板、外层楔形板呈微弧形,能够与桩体完全贴合。
9、进一步地,所述下紧固臂的截面为方形。
10、本发明另外提出一种海上风电单桩基础套笼紧固抑振方法,包括:
11、步骤a、在平台上放置起重机,起重机上有钢丝绳和千斤顶,钢丝绳上带有吊钩;
12、步骤b、将两上紧固臂及连杆悬挂于起重机的吊钩上;
13、步骤c、释放钢丝绳,将抑振装置下放到圈梁的安装位置,并将夹紧装置和中部楔形板插入圈梁和桩之间的空隙;
14、步骤d、将起重机钢丝绳的吊钩挂在吊带上,在平台上操作千斤顶,使得起重机钢丝绳逐渐收紧,拉动下紧固臂由垂直变为水平,并紧贴圈梁下表面,呈现逐渐收紧状态,并带动拉杆压缩弹簧,将拉杆钢丝绳的挂钩挂在中部楔形板的挂孔上。
15、步骤e、操作千斤顶,继续下放起重机钢丝绳,直至起重机钢丝绳和吊带脱开,使得弹簧舒张,下紧固臂钢丝绳绷紧,带动中部楔形板向下继续贯入,挤压内层楔形板向圈梁靠近,三层板的总厚度d逐渐增大,直至d等于圈梁和桩体之间的间隙d,实现圈梁与桩体空隙的完全填充。
16、与现有技术相比,本发明的优点和积极效果如下:
17、1.本发明依靠弹簧舒张力使得桩和圈梁空隙的紧密、自动填充,当结构在外载荷作用下发生振动,从而产生更大的间隙后,会依赖弹簧舒张力继续拉伸中部楔形板填充,保证任何状态下的填充密实;由于弹簧在形变过程产生了预应力,可以实现抑振装置完全抱紧圈梁,不会脱落。本发明不需要在圈梁上打孔或做凹槽,既节约了成本,也不会破坏结构本身的连续性。
18、2.两上紧固臂均采用工字钢设计,重量轻。同时,下紧固臂采用方形设计,保证左上、右上、下紧固臂与圈梁有较大的接触面积,不会对圈梁产生较大的挤压应力。
19、3.本发明操作过程仅需人工辅助将装置定位、挂钩等简单操作,无需任何繁重的体力劳动,且只要悬吊施工人员将下紧固臂钢丝绳的挂钩挂在中部楔形板上,施工人员就可以移步到下一个位置进行安装,施工时间短。另外,平台上的施工人员仅需依靠压缩千斤顶产生预应力,以很小的人力实现完全填充。
1.一种海上风电单桩基础套笼抑振装置,其特征在于,包括:左右对称设置的上紧固臂、中部楔形板、连杆以及下紧固臂,所述上紧固臂呈l型,一端连接夹紧装置,另一端连接连杆,所述两夹紧装置均具有纵向方向的挡槽,所述中部楔形板插装在两卡挡槽中,所述下紧固臂轴接在所述连杆上,包括套筒、置于套筒内的弹簧以及与该弹簧配合的拉杆,使用状态下,抑振装置安装在圈梁和桩体之间的间隙处,中部楔形板依靠拉杆产生的弹性力向下贯入夹紧装置,确保任何状态下夹紧装置对间隙进行自动填充。
2.根据权利要求1所述的海上风电单桩基础套笼抑振装置,其特征在于,所述夹紧装置包括内、外层楔形板,所述上紧固臂的前端宽度窄于所述上紧固臂的主体宽度,上紧固臂的前端长度大于圈梁和桩体之间的间隙,所述内层楔形板活动套装在上紧固臂的前端,外层楔形板固定在上紧固臂的前端断面上,内、外层楔形板呈上宽下窄的挡槽。
3.根据权利要求1所述的海上风电单桩基础套笼抑振装置,其特征在于,所述中部楔形板包括左右对称的卡槽,以及位于两卡槽之间的挂孔,所述中部楔形板与所述内、外层楔形板的斜度一致,当中部楔形板插装在两卡挡槽中,未完全贯入时,三层板的总厚度小于圈梁和桩体之间的间隙。
4.根据权利要求1所述的海上风电单桩基础套笼抑振装置,其特征在于,所述拉杆的自由端装有吊带及拉杆钢丝绳,拉杆钢丝绳的自由端设有挂钩,弹簧自由状态下,挂钩无法触及中部楔形板的挂孔,当弹簧压缩到一定程度后,可将挂钩挂在中部楔形板的挂孔上。
5.根据权利要求1所述的海上风电单桩基础套笼抑振装置,其特征在于,所述连杆为圆柱形,其上设有吊耳,以及下紧固臂的限位止挡,连杆柱的两端连接上紧固臂的下端。
6.根据权利要求1所述的海上风电单桩基础套笼抑振装置,其特征在于,所述上紧固臂为工字钢,顶部设有吊耳。
7.根据权利要求1所述的海上风电单桩基础套笼抑振装置,其特征在于,所述下紧固臂的一端具有套环,所述套环套装在所述连杆上。
8.根据权利要求1所述的海上风电单桩基础套笼抑振装置,其特征在于,所述内层楔形板、中部楔形板、外层楔形板呈微弧形,能够与桩体完全贴合。
9.根据权利要求1所述的海上风电单桩基础套笼抑振装置,其特征在于,所述下紧固臂的截面为方形。
10.一种将如权利要求1-9任一项所述的海上风电单桩基础套笼抑振装置应用到海上风电单桩基础套笼紧固抑振方法,其特征在于,包括:
