一种用于海上风电单桩基础施工的装配式平台的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于海上风电单桩基础施工的装配式平台。


背景技术：

2.近年来，随着我国海上工程的增多，尤其是风电行业蓬勃发展。国内外常见的海上风电基础型式有单桩基础、导管架基础、高桩承台基础、重力式基础和浮式基础等，其中单桩基础无论从技术上还是经济上都具有优势，已广泛地应用于国内外的海上风电场。超大型钢管桩作为单桩风机基础，其沉桩垂直度将直接影响基础环的水平度，进而影响风机塔架结构的稳定性，目前针对超大直径单桩沉桩控制，主要采用稳桩平台方案。
3.国内大直径单桩嵌岩基础施工，一般在水深较浅的海域(小于30m)，因此立柱高度较小，稳定性也无需担心；但目前国内大直径单桩基础施工，水深已接近40m，此时立柱高度较大，需要采用斜撑来提高立柱自身的稳定性。
4.因此目前亟需开发一种适合深水单桩基础的装配化施工平台，以最大限度地提高平台的利用率，降低施工成本。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种用于海上风电单桩基础施工的装配式平台，以通过平台的模块化建造设计来确保模块和接口的标准性，最大限度地提高平台地利用率，降低施工成本。
6.本实用新型所述的一种用于海上风电单桩基础施工的装配式平台，其包括：
7.一防沉子平台、一通过若干支撑模块连接在所述防沉子平台上方的顶层子平台以及若干分别连接在相邻两个所述支撑模块之间的斜撑模块，其中，
8.所述防沉子平台包括：水平拼接在一起的若干第一立柱连接模块和若干防沉板模块，其中，
9.每个所述第一立柱连接模块包括：一第一防沉板、一竖直穿过所述第一防沉板中心位置并与其固定连接的第一立柱以及若干等间隔地嵌设在所述第一防沉板上且一端与所述第一立柱的外周面连接的第一主梁；
10.每个所述防沉板模块包括：一第二防沉板以及一嵌设在所述第二防沉板上的第二主梁；
11.所述顶层子平台包括：水平拼接在一起的若干第二立柱连接模块以及若干结构模块，其中，
12.每个所述第二立柱连接模块包括：一立方体连接框架、一安装在所述立方体连接框架顶部的连接面板以及一竖直穿过所述连接面板中心位置并与其固定连接的第二立柱，其中，所述第二立柱的底端通过一所述支撑模块与一所述第一立柱对接；
13.每个所述结构模块包括：一立方体结构框架以及一安装在所述立方体结构框架顶部的结构面板；
14.每个所述支撑模块包括：从上至下依次竖直拼接在一起的一第三立柱连接子模块以及两个第四立柱连接子模块；
15.每个所述斜撑模块包括：两个位于同一竖直平面内的x型支撑结构，且每个所述x型支撑结构连接在位于同一水平面内的相邻两个所述第四立柱连接子模块之间。
16.在上述的用于海上风电单桩基础施工的装配式平台中，每个所述第一防沉板和所述第二防沉板的底面上均设有若干纵横交错排列的防沉板加强肋。
17.在上述的用于海上风电单桩基础施工的装配式平台中，每个所述第一立柱连接模块包括四根所述第一主梁，且每根所述第一主梁的另一端与所述第一防沉板的一边缘齐平；每个所述第二主梁的两端分别与其所在的所述第二防沉板的两条相对的边缘齐平；
18.在上述的用于海上风电单桩基础施工的装配式平台中，每个所述防沉板模块中的所述第二主梁采用法兰连接方式与一所述第一主梁对接或与另一所述防沉板模块中的第二主梁对接。
19.在上述的用于海上风电单桩基础施工的装配式平台中，每个所述立方体连接框架由四根第一支撑柱以及八根第一横梁搭建而成，且每两根位于同一竖直平面内的所述第一横梁之间竖直连接有一第一加强撑。
20.在上述的用于海上风电单桩基础施工的装配式平台中，若干所述结构模块中的一部分为第一结构模块，另一部分为第二结构模块，其中，
21.每个所述第一结构模块中的立方体结构框架由四根第二支撑柱以及八根第二横梁搭建而成，且每两根位于同一竖直平面内的第二横梁之间倾斜连接有两根彼此相交的第二加强撑；
22.每个所述第二结构模块中的立方体结构框架由四根第三支撑柱以及八根第三横梁搭建而成，且所述第二结构模块中的结构面板的尺寸小于所述第一结构模块中的结构面板的尺寸。
23.在上述的用于海上风电单桩基础施工的装配式平台中，每个所述立方体连接框架采用法兰连接的方式与一立方体结构框架对接。
24.在上述的用于海上风电单桩基础施工的装配式平台中，所述第三立柱连接子模块包括：一第三立柱以及若干等间隔地安装在所述第三立柱外周面上的第一立柱法兰；
25.每个所述第四立柱连接子模块包括：一第四立柱以及若干等间隔地安装在所述第四立柱的临近其顶端和底端的外周面上的第二立柱法兰。
26.在上述的用于海上风电单桩基础施工的装配式平台中，每个所述x型支撑结构包括：两个交叉焊接在一起的斜撑，且每个斜撑的两端分别安装有用于与所述第二立柱法兰连接的第三立柱法兰。
27.在上述的用于海上风电单桩基础施工的装配式平台中，每个所述支撑模块中的所述第三立柱连接子模块和两个所述第四立柱连接子模块之间均采用法兰连接方式彼此对接，且所述第三立柱连接子模块的顶端采用法兰连接方式与一所述第二立柱连接模块对接，一位于下方的所述第四立柱连接子模块的底端采用法兰连接方式与一所述第一立柱连接模块对接。
28.基于上述技术方案，本实用新型通过各个模块与子模块之间的连接形成了顶层子平台、防沉子平台、支撑模块以及斜撑模块，再通过顶层子平台、防沉子平台、支撑模块以及
斜撑模块之间的连接，形成了整体的装配式平台，从而有效地解决了现有技术中单桩基础施工平台由于无法拆装而具有的重复利用率低，加固改造工作量大的问题，而且本实用新型在海水较深处的稳定性较高，安装拆卸方便且可循环利用。另外，本实用新型还具有安装方便、成本低等优点。
附图说明
29.图1是本实用新型一种用于海上风电单桩基础施工的装配式平台的立体结构示意图；
30.图2是本实用新型中防沉子平台的结构俯视图；
31.图3是本实用新型中防沉子平台的第一立柱连接模块的结构立体图；
32.图4是本实用新型中防沉子平台的第一立柱连接模块的结构侧视图；
33.图5是本实用新型中防沉子平台的防沉板模块的结构立体图；
34.图6是本实用新型中防沉子平台的防沉板模块的结构仰视图；
35.图7是本实用新型中顶层子平台的结构俯视图；
36.图8是本实用新型中顶层子平台的第二立柱连接模块的结构立体图；
37.图9是本实用新型中顶层子平台的第二立柱连接模块的结构侧视图；
38.图10是本实用新型中顶层子平台的第一结构模块的结构立体图；
39.图11是本实用新型中顶层子平台的第一结构模块的结构侧视图；
40.图12是本实用新型中顶层子平台的第二结构模块的结构立体图；
41.图13是本实用新型中顶层子平台的第二结构模块的结构侧视图；
42.图14是本实用新型中支撑模块的第三立柱连接子模块的结构立体图；
43.图15是本实用新型中支撑模块的第三立柱连接子模块的结构侧视图；
44.图16是本实用新型中支撑模块的第四立柱连接子模块的结构立体图；
45.图17是本实用新型中支撑模块的第四立柱连接子模块的结构侧视图；
46.图18是本实用新型中斜撑模块的结构立体图；
47.图19是本实用新型中斜撑模块的结构侧视图。
具体实施方式
48.下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
49.请参阅图1，本实用新型，即，一种用于海上风电单桩基础施工的装配式平台，其包括：u型防沉子平台1、通过若干支撑模块2连接在防沉子平台1上方的u型顶层子平台3以及若干分别连接在相邻两个支撑模块2之间的斜撑模块4。
50.如图2所示，防沉子平台1包括：水平拼接在一起的若干第一立柱连接模块11和若干防沉板模块12，其中，
51.如图3至图4所示，每个第一立柱连接模块11包括：第一防沉板111、竖直穿过第一防沉板111中心位置并与其固定连接的第一立柱112以及若干等间隔地嵌设在第一防沉板111上且一端与第一立柱112的外周面连接的第一主梁113，其中，第一防沉板111的底面上设有若干纵横交错排列的防沉板加强肋13。在本实施例中，第一立柱112为中空结构且其顶端设有立柱连接法兰100，每个第一立柱连接模块11包括四根第一主梁113，且每根第一主
梁113的另一端与第一防沉板111的一边缘齐平；第一防沉板111的底面上的防沉板加强肋13的厚度不超过第一主梁113的半径；每个第一立柱连接模块11均为钢结构且为整体焊接精加工而成；
52.如图5至图6所示，每个防沉板模块12包括：第二防沉板121以及嵌设在第二防沉板121上的第二主梁122，其中，第二防沉板121的底面上设有若干纵横交错排列的防沉板加强肋13。在本实施例中，每个第二主梁122的两端分别与其所在的第二防沉板121的两条相对的边缘齐平；第二防沉板121的底面上的防沉板加强肋13的厚度不超过第二主梁122的半径；每个防沉板模块12均为钢结构且为整体焊接精加工而成；
53.在本实施例中，每个防沉板模块12中的第二主梁122采用法兰连接方式与第一主梁113对接或与另一防沉板模块12中的第二主梁122对接，具体来说，第一主梁113的另一端以及第二主梁122的两端分别设有连接法兰200。
54.在单桩基础施工时，防沉子平台1依靠海底泥面的地基承载力提供临时竖向支撑，也为整个施工平台提供一定的刚度。
55.如图7所示，顶层子平台3包括：水平拼接在一起的若干第二立柱连接模块31以及若干结构模块，若干结构模块中的一部分为第一结构模块32，另一部分为第二结构模块33，其中，
56.如图8至图9所示，每个第二立柱连接模块31包括：立方体连接框架311、安装在立方体连接框架311顶部的连接面板312以及竖直穿过连接面板312中心位置并与其固定连接的第二立柱313，其中，第二立柱313的底端通过支撑模块2与第一立柱112对接。在本实施例中，每个立方体连接框架311由四根第一支撑柱3111以及八根第一横梁3112搭建而成，且每两根位于同一竖直平面内的第一横梁3112之间竖直连接有用于加强第二立柱连接模块31自身承载能力的第一加强撑3113；连接面板312表层为钢板，其通过工字钢与立方体连接框架311顶面的第一横梁3112相连；第二立柱313为中空结构且其顶端和底端分别设有立柱连接法兰100；每个第二立柱连接模块31均为钢结构且为整体焊接精加工而成；
57.每个第一结构模块32和第二结构模块33均包括：立方体结构框架和安装在该立方体结构框架顶部的结构面板，具体来说：
58.如图10至图11所示，在本实施例中，第一结构模块32中的立方体结构框架321由四根第二支撑柱3211以及八根第二横梁3212搭建而成，且每两根位于同一竖直平面内的第二横梁3212之间倾斜连接有两根彼此相交的用于加强第一结构模块32自身承载能力的第二加强撑3213；第一结构模块32中的结构面板322表层为钢板，其通过工字钢与立方体结构框架331顶面的第二横梁3212连接；每个第一结构模块32均为钢结构且为整体焊接精加工而成；
59.如图12至图13所示，在本实施例中，第二结构模块33中的立方体结构框架331由四根第三支撑柱3311以及八根第三横梁3312搭建而成；第二结构模块33中的结构面板332表层为钢板，其通过工字钢与立方体结构框架331顶面的第三横梁3312相连接，且第二结构模块33中的结构面板332的尺寸小于第一结构模块32中的结构面板322的尺寸；每个第二结构模块33均为钢结构且为整体焊接精加工而成。
60.在本实施例中，每个第一结构模块32的立方体结构框架321和第二结构模块33的立方体结构框架331采用法兰连接的方式与立方体连接框架311对接；具体来说，每根第一
横梁3112、每根第二横梁3212以及每根第三横梁3312的两端均分别设有连接法兰200；另外，每根第一支撑柱3111、每根第二支撑柱3211和每根第三支撑柱3311的两端也分别设有连接法兰200。
61.在单桩基础施工时，顶层子平台3呈u型结构，中间镂空处用于工程桩的沉入，顶层子平台3既为单桩施工提供顶层千斤顶顶推力，也为施工人员、观测设备装置提供了作业的平台，还为整个施工平台提供了一定的刚度。
62.如图14至图17所示，每个支撑模块2包括：从上至下依次竖直拼接在一起的第三立柱连接子模块21以及两个第四立柱连接子模块22，其中，
63.每个第三立柱连接子模块21包括：第三立柱211以及若干等间隔地安装在第三立柱211外周面上的第一立柱法兰212；
64.每个第四立柱连接子模块22包括：长度大于第三立柱211的第四立柱221以及若干等间隔地安装在第四立柱221的临近其顶端和底端的外周面上的第二立柱法兰222；
65.在本实施例中，每个第三立柱连接子模块21以及第四立柱连接子模块22均为钢结构且为整体焊接精加工而成。
66.在本实施例中，每个支撑模块2中的第三立柱连接子模块21和两个第四立柱连接子模块22之间均采用法兰连接方式彼此对接，且第三立柱连接子模块21的顶端采用法兰连接方式与第二立柱连接模块31对接，位于下方的第四立柱连接子模块22的底端采用法兰连接方式与第一立柱连接模块11对接，具体来说，每个第三立柱211及每个第四立柱221均为中空结构且它们的顶端和底端分别设有立柱连接法兰100，每个支撑模块2中位于下方的第四立柱221与第一立柱112通过立柱连接法兰100对接，位于上方的第三立柱211与第二立柱313通过立柱连接法兰100对接，第四立柱221的两端通过立柱连接法兰100与第三立柱211的底端或另一个第四立柱221的一端对接；第一立柱112至第四立柱221依次连接后可供辅助桩插入其中。
67.在单桩基础施工时，支撑模块2作为整个施工平台地主要承力结构件，承担着竖向的荷载，也用于辅助桩的套接，与辅助装进行连接固定。
68.如图18至图19所示，每个斜撑模块4包括：两个位于同一竖直平面内的x型支撑结构41，且每个x型支撑结构41连接在位于同一水平面内的相邻两个第四立柱连接子模块22之间，其中，
69.每个x型支撑结构41包括：两个交叉焊接在一起的斜撑411，且每个斜撑411的两端分别安装有用于与第二立柱法兰222连接的第三立柱法兰412。
70.在单桩基础施工时，斜撑模块4作为连接支撑模块2的结构件，承担着固定支撑模块2的作用，防止其变形，加强了整体的稳定性。
71.本实用新型的使用方法如下：
72.首先，通过整体焊接精加工制成上述各个模块以及子模块；
73.其次，将各个模块进行组合拼装成顶层子平台、防沉子平台、支撑模块以及斜撑模块，再将顶层子平台、防沉子平台、支撑模块以及斜撑模块拼装成一个整体的装配式平台，其中，根据不同的施工环境、使用功能、设计要求及作业需要等改变各个模块或者平台的尺寸组装成不同形状构造的平台；
74.再次，施工平台整体拼装完成以后，通过驳船运输的方式将整个施工平台运送至
施工现场，并利用起吊设备将其吊装至海面上；
75.最后，将各个辅助桩插入第一至第四立柱后固定，随后再进行工程桩沉桩施工。
76.综上所述，本实用新型通过各个模块与子模块之间的组装形成顶层子平台、防沉子平台以及支撑模块，进而再合成单桩基础施工的装配式平台，装配式平台的模块化最大限度地提高了施工平台的利用率，降低了施工的成本，同时也减少了对海洋生态环境的破坏及污染，其中，斜撑模块的设置也使得施工平台能沉入较深的海域，增加了整个平台的稳定性。
77.以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。