一种导管架基础精定位及临时锁定系统

摘要

本发明公开了一种导管架基础精定位及临时锁定系统，其包括：平面度量系统，若干平面调节液压油缸，若干竖向调节液压油缸，以及调节控制系统，平面度量系统测量导管架顶部法兰面的水平度；若干平面调节液压油缸可拆卸的安置在导管架支腿上，并沿导管架支腿圆周方向水平分布，且对应于与导管架支腿相配合的钢管桩的外侧壁；若干竖向调节液压油缸可拆卸的安置在导管架支腿上，并沿导管架支腿圆周方向竖直分布，且对应于与导管架支腿相配合的钢管桩的顶端；调节控制系统分别控制连接若干平面调节液压油缸和若干竖向调节液压油缸，并与平面度量系统数据连接。本系统能够实现对导管架进行精准平面定位；与此同时，还能够对导管架进行临时锁定，进一步保证平面定位的精度和可靠性，以满足施工要求。

权利要求

1.一种导管架基础精定位及临时锁定系统，其特征在于，所述系统包括：

平面度量系统，所述平面度量系统测量导管架顶部法兰面的水平度；

若干平面调节液压油缸，所述若干平面调节液压油缸可拆卸的安置在导管架支腿上，并沿导管架支腿圆周方向水平分布，每个平面调节液压油缸呈水平状态设置，且油缸的活塞杆与导管架支腿相配合的钢管桩的外侧壁相对应，即使得每个平面调节液压油缸垂直于钢管桩的外侧壁，以用于对导管架实现临时锁定；

若干竖向调节液压油缸，所述若干竖向调节液压油缸可拆卸的安置在导管架支腿上，并沿导管架支腿圆周方向竖直分布，每个竖向调节液压油缸呈竖直状态设置，且油缸的活塞杆与导管架支腿相配合的钢管桩的顶端端面相对应，即使得每个竖向调节液压油缸垂直于钢管桩的顶端端面，用于对导管架实现精确平面定位；

调节控制系统，所述调节控制系统分别控制连接若干平面调节液压油缸和若干竖向调节液压油缸，并与平面度量系统数据连接，用于根据平面度量系统的测量数据，首先控制若干竖向调节液压油缸对导管架实现精确平面定位；接着，在导管架平面定位后，控制若干平面调节液压油缸工作顶撑在导管架上进行导管架与钢管桩的临时锁定。

2.根据权利要求1所述的一种导管架基础精定位及临时锁定系统，其特征在于，所述平面度量系统为激光平面度测量系统，主要包括激光发射器、探测靶以及数据处理终端。

3.根据权利要求1所述的一种导管架基础精定位及临时锁定系统，其特征在于，所述若干平面调节液压油缸等距分布。

4.根据权利要求1所述的一种导管架基础精定位及临时锁定系统，其特征在于，平面调节液压油缸上设有保压装置和压力传感器。

5.根据权利要求1所述的一种导管架基础精定位及临时锁定系统，其特征在于，所述若干竖向调节液压油缸等距分布。

6.根据权利要求1所述的一种导管架基础精定位及临时锁定系统，其特征在于，竖向调节液压油缸上设有保压装置和压力传感器。

7.根据权利要求1所述的一种导管架基础精定位及临时锁定系统，其特征在于，所述调节控制系统包括控制阀组、液压泵站以及控制系统，所述控制阀组通过控制阀组分别连接若干平面调节液压油缸和若干竖向调节液压油缸，所述控制系统分别控制控制阀组和液压泵站。

说明书

一种导管架基础精定位及临时锁定系统

技术领域

[0001] 本发明涉及海上风机施工技术，具体涉及海上风机中导管架安装技术。

背景技术

[0002] 中国近海海域面积辽阔，风能资源预计可达7.5亿千瓦，是陆上风能资源的3倍，海上风力发电场成为未来发展的重点。为了进一步推动中国今后风电场逐步向深海、大机型方向规模化发展的规划要求，上海临港海上风电示范一期项目将借助上海市发达的制造、技术、人力资源等优势，计划率先在风机基础结构设计、新型风机机型技术研究和制造、新型风机基础结构施工和大型风机安装技术等方面做出深入的探索、创新和实践。

[0003] 但是对于新颖的导管架基础结构形式的关键施工技术的研究和运用目前还没有成熟的工程实践经验可借鉴，对于新颖导管架结构基础的桩基沉桩工艺和精度控制、导管架制作工艺和质量控制、导管架安装与调平技术及环形固结灌浆工艺等关键技术必须进行工艺和技术的创新与探索。

[0004] 由于单个导管架桩腿和基础桩基之间的最小间隙不小于5cm，加上导管架安装时必须确保所有导管架桩腿同步顺利就位，因此导管架基础与砼承台式基础施工相比，其对桩基沉桩工艺和平面及垂直精度控制要求非常高。这类工程导管架基础桩基施工要求桩顶平面位置偏差≤52mm，桩身垂直度偏差≤1/200；而常规的沉桩工艺精度只能控制在：桩顶平面位置偏差≤250mm，桩身垂直度≤1/100，无法满足需求。再者由于受海上恶劣的施工条件的影响，以及导管架安装后顶端法兰面高精度要求(水平度误差在2.5mm以内)，由此可见提供一种能够确保导管架安装顺利实施以及有效控制调平精度的方案，是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

[0005] 针对现有导管架安装过程中平面及垂直的控制精度无法满足需求的问题，需要一种高精度的导管架平面及垂直控制方案。

[0006] 为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种导管架基础精定位及临时锁定系统，确保导管架安装过程中平面及垂直的控制精度满足要求。

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供的导管架基础精定位及临时锁定系统包括：

[0008] 平面度量系统，所述平面度量系统测量导管架顶部法兰面的水平度；

[0009] 若干平面调节液压油缸，所述若干平面调节液压油缸可拆卸的安置在导管架支腿上，并沿导管架支腿圆周方向水平分布，且对应于与导管架支腿相配合的钢管桩的外侧壁；

[0010] 若干竖向调节液压油缸，所述若干竖向调节液压油缸可拆卸的安置在导管架支腿上，并沿导管架支腿圆周方向竖直分布，且对应于与导管架支腿相配合的钢管桩的顶端；

[0011] 调节控制系统，所述调节控制系统分别控制连接若干平面调节液压油缸和若干竖向调节液压油缸，并与平面度量系统数据连接。

[0012] 在本系统中，所述平面度量系统为激光平面度测量系统，主要包括激光发射器、探测靶以及数据处理终端。

[0013] 在本系统中，所述若干平面调节液压油缸等距分布。

[0014] 在本系统中，平面调节液压油缸上设有保压装置和压力传感器。

[0015] 在本系统中，所述若干竖向调节液压油缸等距分布。

[0016] 在本系统中，竖向调节液压油缸上设有保压装置和压力传感器。

[0017] 在本系统中，所述调节控制系统包括控制阀组、液压泵站以及控制系统，所述控制阀组通过控制阀组分别连接若干平面调节液压油缸和若干竖向调节液压油缸，所述控制系统分别控制控制阀组和液压泵站。

[0018] 本发明提供导管架基础精定位及临时锁定系统能够实现对导管架进行精准平面定位；与此同时，还能够对导管架进行临时锁定，进一步保证平面定位的精度和可靠性，以满足施工要求。

[0019] 再者，本系统整体结构简单，易于实现，可操行强，具有较强的实用性。

附图说明

[0020] 以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

[0021] 图1为本发明实例中导管架结构示意图；

[0022] 图2为本发明实例中导管架基础精定位及临时锁定系统的组成示意图。

具体实施方式

[0023] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

[0024] 参见图1，其所示为支腿内插式导管架200的结构示意图。该类导管架安装时，需要将底部的支腿210将安插到作为基础桩基的钢管桩200中。

[0025] 本实例为了能够在安装过程中对导管架精确平面定位，而提供一种导管架基础精定位及临时锁定系统，该系统能够对导管架进行精确平面定位，并实现临时的锁定。

[0026] 参见图2，本实例提供的导管架基础精定位及临时锁定系统100主要包括平面度量系统110、若干平面调节液压油缸120、若干竖向调节液压油缸130以及调节控制系统140。

[0027] 其中，平面度量系统110用于测量导管架顶部法兰面的水平度，用于平面定位控制。

[0028] 该平面度量系统110优选激光平面度测量系统，该系统主要包括激光发射器、探测靶以及数据处理终端，分别对应的布置在导管架顶部法兰面上，以测量导管架顶部法兰面的水平度。

[0029] 本系统中的若干平面调节液压油缸120，用于实现对导管架的临时锁定。为此，若干平面调节液压油缸120可拆卸的安置在导管架支腿上，并且若干平面调节液压油缸120沿导管架支腿圆周方向分布，每个平面调节液压油缸120呈水平状态设置，且油缸的活塞杆与导管架支腿相配合的钢管桩的外侧壁相对应，即使得每个平面调节液压油缸120垂直于钢管桩的外侧壁。

[0030] 如此设置的若干平面调节液压油缸120，每个平面调节液压油缸的缸体与导管架支腿固定连接，而其上的活塞杆垂直于撑钢管桩的外侧壁，由此分别通过活塞杆从四周顶撑钢管桩的外侧壁，实现固定，继而实现将导管架临时固定在钢管桩上。

[0031] 对于平面调节液压油缸120的具体数量可根据实际需求而定，为保证临时锁定的稳定性，本实例优选平面调节液压油缸120之间等距分布，但并不限于此，根据需要同样可采用其它的方案。

[0032] 每个平面调节液压油缸120在安置时，优选通过2个插销固定在导管架支腿上，由此方便油缸的安装和拆卸。

[0033] 另外，每个平面调节液压油缸120上设有保压装置，以保证每个液压油缸运行的可靠性和稳定性，继而保证整个系统的可靠性和稳定性。

[0034] 进一步的，每个平面调节液压油缸120上还设有压力传感器，以便控制系统实时了解每个平面调节液压油缸的工作压力，为系统控制提供及时可靠的现场数据，进一步保证整个系统的可靠性和稳定性。

[0035] 本系统中的若干竖向调节液压油缸130，用于实现对导管架的精确平面定位。为此，若干竖向调节液压油缸130可拆卸的安置在导管架支腿上，并且若干竖向调节液压油缸130沿导管架支腿圆周方向分布，每个竖向调节液压油缸130呈竖直状态设置，且油缸的活塞杆与导管架支腿相配合的钢管桩的顶端端面相对应，即使得每个竖向调节液压油缸130垂直于钢管桩的顶端端面。

[0036] 如此设置的若干竖向调节液压油缸130，每个竖向调节液压油缸的缸体与导管架支腿固定连接，而其上的活塞杆垂直于撑钢管桩的顶端端面，由此分别通过活塞杆从四周顶撑钢管桩的顶端端面，实现调整导管架相对于钢管桩的位置和状态，继而实现导管架在钢管桩上的精准平面定位。

[0037] 对于竖向调节液压油缸130的具体数量可根据实际需求而定，为保证临时锁定的稳定性，本实例优选竖向调节液压油缸130之间等距分布，但并不限于此，根据需要同样可采用其它的方案。

[0038] 每个竖向调节液压油缸130在安置时，优选通过2个插销固定在导管架支腿上，由此方便油缸的安装和拆卸。

[0039] 另外，每个竖向调节液压油缸130上设有保压装置，以保证每个液压油缸运行的可靠性和稳定性，继而保证整个系统的可靠性和稳定性。

[0040] 进一步的，每个竖向调节液压油缸130上还设有压力传感器，以便控制系统实时了解每个竖向调节液压油缸130的工作压力，为系统控制提供及时可靠的现场数据，进一步提高平面定位的精度和保证整个系统的可靠性和稳定性。

[0041] 本系统中的调节控制系统140用于根据平面度量系统110的测量数据，自动协调若干竖向调节液压油缸130与若干平面调节液压油缸120配合，自动完成导管架的精细平面定位和临时锁定。

[0042] 该调节控制系统140主要包括控制阀组141、液压泵站142以及控制系统143。

[0043] 其中，控制阀组141分别控制连接系统中每个液压油缸，用于控制调节每个液压油缸的驱动动作，实现液压油缸间的单动或联动。

[0044] 液压泵站142通过控制阀组141连接于系统中每个液压油缸，为系统中每个液压油缸提供动作所需的动力源。

[0045] 控制系统143为整个系统中数据处理及控制中心，其分别控制控制阀组141和液压泵站142，并与平面度量系统110数据连接。

[0046] 该控制系统143具体可由安置有控制系统软件的PC机构成，但并不限于此，根据需要还可以采用其它的方案。该控制系统143从平面度量系统110获取整个导管架处于的水平状态，并据此形成平面定位数据，再基于该平面定位数据控制对应的控制阀组141，以此来控制相应的竖向调节液压油缸进行平面定位动作；同时在该平面定位过程中，平面度量系统110还实时度量整个导管架处于的水平状态，并将该数据实时传输至控制系统143，控制系统143则根据该数据来实时调整相应的平面定位数据，再进一步调整相应竖向调节液压油缸进行平面定位动作，通过该不间断的实时度量和实时调整来现闭环控制，有效的保平面定位精度。

[0047] 据此，以下通过一具体应用实例来进一步说明本方案。

[0048] 本应用实例中基于上述的导管架基础精定位及临时锁定系统方案对导管架进行精确平面定位与临时固定。

[0049] 本应用实例中主要采用到平面定位仪器和液压系统，其中平面定位仪器用于导管架顶部法兰面的水平度测量，而液压系统用于完成导管架的平面定位和临时固定。

[0050] 其中，平面定位仪器具体为SP-2激光平面度测量系统，该SP-2激光平面度测量系统主要由T310激光发射器、R310探测靶和DU310便携式笔记本组成。

[0051] 本应用实例中液压系统采用水下液压系统，是进行导管架平面定位的关键。具体为在每个导管架支腿上部设计有2套液压系统：平面定位液压系统和临时锁定液压系统，每个液压系统通过钢结构固定在导管架上。

[0052] 在此基础上，本实例首先通过SP-2激光平面度测量系统完成对导管架顶部法兰面的水平度测量控制。在导管架初步完成之后(如图1)，采用SP-2激光平面度测量系统进行水平度测量控制工作。测量导管架顶部法兰面的水平度，使用激光器内置的水平仪使激光器水平，把探测靶安装在一个参考点上，上下调节使其探测到激光面。在参考点将探测靶清零，在表面上将其移动到其他任意一点，就会产生一个测量的水平度，探测靶就会显示相对于参考点的测量点的偏差，以此监控导管架顶部法兰面的水平度。

[0053] 再者，进入到导管架精细平面定位。导管架精细平面定位通过与导管架结构相连的平面定位液压系统和SP-2激光平面度测量系统协同作用。将支撑在钢管桩桩顶的液压油缸，顶撑钢管桩壁，与此同时SP2激光平面测量系统监控水平度，控制平面定位液压系统中垂直方向液压油缸顶撑导管架使顶部法兰面达到要求水平度。

[0054] 最后，在水平调节完成之后，进入导管架临时固定。导管架的临时固定由临时锁定液压系统完成，利用临时锁定液压系统中水平向的液压油缸工作顶撑在导管架上进行导管架与钢管桩的临时锁定。

[0055] 由上可见，本精定位及临时锁定系统适用于支腿内插式导管架的安装，即该导管架的支腿内插于钢管桩内，并适用于导管架安装的水上和水下定位作业，对于导管架水下定位尤为适用。

[0056] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。