CN103661827A - 海上潮间带区域的风机总成安装系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海上潮间带区域的风机总成安装系统，包括能在海上漂浮移动驻位、又能直接落在海滩泥面上施工作业的作业平台和履带式起重机，施工方法，在涨潮时，利用拖轮将作业平台移动、驻位，运桩船驻靠；在退潮时，作业平台坐滩，履带式起重机起吊钢管桩，进行沉桩作业；在涨潮时，作业平台移船驻位，运桩船装载风机设备靠泊；在退潮时，作业平台坐滩，履带式起重机整体吊起风机总成，安装。有益效果：施工平台漂浮状态下无须使用加压舱水调平，吃水小于1.6m；可坐于海滩泥面上施工，搭载有1000t履带式起重机，可在平台上移动及进行大直径钢管桩沉桩作业、风机分体安装作业。解决了水深较浅，大型船舶无法进场施工的难题。

Description

海上潮间带区域的风机总成安装系统及其施工方法

技术领域

本发明属于海上施工方法，尤其涉及一种海上潮间带区域的风机总成安装系统及其施工方法。 

背景技术

由于强风荷载、波浪冲击荷载、流荷载、海水腐蚀等共同作用下，海上风电场风机建造远比陆地上的技术难度大，结构复杂，成本高。 

目前海上风机基础类型主要有：重力式基础、单桩式基础、三脚架式基础、导管架式基础、浮式基础。其中单桩式基础具有制造简单，无需整理海床，对地形适应性强，施工快速等优点，在风机基础中应用最为广泛。该类型基础采用直径3～5m的大直径钢管桩，沉桩完毕后，在桩顶固定好过渡段，即可将风机塔架安装其上。但是该类型基础施工需大型沉桩设备，如大型起重船等，其吃水一般较大，通常在2.5m以上。同时风机设备尺寸一般比较大，风机塔筒高约100m，风机叶片长度一般在40～50m左右，因此风机设备的运输、安装也需要大型船舶。目前风电场一般设置在海上潮间带或近岸区域，水深较浅，大型船舶进场施工困难。而当水深小于2m时，现有传统施工船舶无法进场施工，大大限制了海上风机的推广应用。 

我国正在进行大规模的海上风电开发，迫切需要根据近海条件开发出适合风电施工特点的专用施工设备及其新的工作法，为我国海上风电产业的持续发展提供支持。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种，尤其适合用 于水深小于1.6m的海上潮间带区域的风机安装的施工作业。在专用作业平台上可以搭载1000t履带式起重机进行大直径钢管桩沉桩及风机设备分体部件的安装作业。 

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种海上潮间带区域的风机总成安装系统，包括能在海上漂浮移动驻位、又能直接落在海滩泥面上施工作业的作业平台和履带式起重机，所述作业平台由横竖焊接的桁架结构构成，所述作业平台的面积为2000～8000m²，所述履带式起重机在作业平台上移位，所述作业平台中部设置有履带式起重机固定装置，所述作业平台搭载履带式起重机处于漂浮状态下满载吃水深度小于1.5-1.6m，所述作业平台设有打桩导架，所述打桩导架由钢结构桁架构成，其顶部设有千斤顶。 

所述作业平台周边设有能够停靠其他船舶的防撞橡胶护舷。 

所述履带式起重机额定起重量为500t～1000t。 

所述作业平台上设有提升设备，所述提升设备与固定作业平台的定位桩连接。 

所述打桩导架的高度10～20m。 

所述作业平台四角置有卷扬机，所述卷扬机与铁锚连接。 

所述作业平台置有发电机组和办公生活用房。 

所述海上潮间带区域的风机总成施工方法，其特征是：具体步骤如下： 

一、在涨潮时，当水位满足作业平台吃水深度要求时，利用拖轮将作业平台移动至施打桩位处粗略驻位抛锚，然后通过收放锚缆实现精确驻位，移船驻位时，履带式起重机位于作业平台中部，利用固定装置固定，以保证船舶稳定；精确驻位后将定位桩插入泥中，保证船体平稳；将运桩船驻位停靠在作业平台一侧，通过缆绳将运桩船与作业平台固定； 

二、在退潮时，当作业平台坐滩后，其上搭载的1000t履带式起重机移动至运桩船附近，起吊大直径钢管桩，然后将钢管桩插入作业平台上的打桩导架内，通过导架顶部的千斤顶对桩进行微调，当桩的垂直度满足规范及设计要求时，下放吊钩使桩自沉入泥，当桩自沉入泥稳定后，履带式起重机收起吊钩，起吊打桩锤，进行沉桩作业，当桩顶打至设计高程后，卸下打桩锤，沉桩完毕； 

三、在涨潮时，当水位满足作业平台吃水深度要求时，由拖轮拖带作业平台进行移船驻位，以便进行下一步风机设备安装施工，运桩船装载风机设备后返回仍靠泊在作业平台一侧； 

四、在退潮时，当作业平台坐滩后，其上搭载的1000t履带式起重机移动至运桩船附近，先进行基础桩连接筒起吊安装，通过灌浆或焊接方式将其与钢管桩基础连接，再进行风机塔筒的安装，然后在作业平台上将风机叶片、轮毂、机舱的组装成为一个整体风机总成，最后由履带式起重机整体吊起风机总成，安装在风机塔筒上，至此风机设备安装完毕。 

有益效果：与现有技术相比，施工平台漂浮状态下无须使用加压舱水调平，吃水小于1.6m；可坐于海滩泥面上施工，搭载有1000t履带式起重机，可在平台上移动及进行大直径钢管桩沉桩作业、风机分体安装作业。施工平台漂浮状态下无须加压舱水，吃水小于1.6m，可坐于海滩泥面上施工。尤其适合用于水深小于1.6m的海上潮间带区域风机施工作业，解决了水深较浅，大型船舶无法进场施工的难题。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图2是运桩船靠泊示意图； 

图3是进行大直径钢管桩沉桩作业示意图； 

图4是进行风机安装作业示意图。 

图中：1、作业平台，2、打桩导架，3、定位桩级提升设备，4、卷扬机，5、铁锚，6、发电机组，7、办公生活用房,8、履带式起重机，9、钢管桩，10、运桩船，11、风机总成。 

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。 

详见附图1-4，与现有技术相比，本发明提供了一种海上潮间带区域的风机总成安装系统，包括作业平台1和履带式起重机8构成了风机施工系统，作业平台由横竖焊接的桁架结构构成，作业平台的面积为2000～8000m²，履带式起重机在作业平台上移位作业，作业平台能够在海上漂浮进行移动驻位，也能够直接坐落在海滩泥面上进行施工作业，所述作业平 台中部设置有履带式起重机固定装置（图中未示），固定装置起到指示履带式起重机停车位置和固定作用。在漂浮状态时履带式起重机移至平台中部，利用固定装置固定，以保证平台平稳移动，固定装置采用框式垫块，或地锁式折叠限位板等常规固定车的装置。所述作业平台搭载履带式起重机处于漂浮状态下满载吃水深度小于1.5-1.6m，所述作业平台搭载履带式起重机后，可直接沉放在海滩泥面上进行施工作业，也可在海上漂浮进行施工作业，漂浮状态下满载吃水深度小于1.6m。所述作业平台局部区域结构加固，可满足履带式起重机在规定区域内移动进行施工作业。所述作业平台周边设有防撞橡胶护舷，可停靠其他船舶。所述履带式起重机额定起重量为500t～1000t，可在甲板上移动及作业。所述作业平台设置有打桩导架2，高10～20m，由钢结构桁架构成，顶部设有千斤顶。所述作业平台设置有定位桩及提升设备3，定位桩可下沉插入泥面，当平台坐滩时采用定位桩固定作业平台。所述作业平台设置有卷扬机4及铁锚5，处于漂浮状态时可抛锚固定作业平台。所述作业平台设置有发电机组6，以便于为设备作业及人员办公生活供电，平台上设有办公生活用房7。作业平台呈长方形，长90m，宽50m，型深4m，吃水1.5m，履带式起重机移动区域结构桁架采用密肋设计，肋间距为0.4m。平台设有一套打桩导架，高15m，由钢管桁架构成，横截面形状呈“口”字形，一侧可开合，顶部四边均设有千斤顶。作业平台配备两套定位桩及提升设备，位于打桩导架一侧；配备四套卷扬机及铁锚，位于平台四角。当作业平台搭载履带式起重机后，作业平台可直接坐落在海滩泥面上进行施工作业，也可在海上漂浮进行移动驻位。作业平台搭载履带式起重机进行移动驻位时，履带式起重机位于平台中部，无须加压舱水调平，漂浮状态下满载吃水深度小于1.6m。所述作业平台局部区域结构加固，可满足履带式起重机在规定区域内移动进行施工作业。 

所述海上潮间带区域的风机总成施工方法，具体步骤如下： 

一、在涨潮时，当水位满足作业平台吃水深度要求时，利用拖轮将作业平台移动至施打桩位处粗略驻位抛锚，然后通过收放锚缆实现精确驻位，移船驻位时，履带式起重机位于作业平台中部，利用固定装置固定， 以保证船舶稳定；精确驻位后将定位桩插入泥中，保证船体平稳；将运桩船驻位停靠在作业平台一侧，通过缆绳将运桩船10与作业平台固定； 

二、在退潮时，当作业平台坐滩后，其上搭载的1000t履带式起重机移动至运桩船附近，起吊大直径钢管桩9，然后将钢管桩插入作业平台上的打桩导架内，通过导架顶部的千斤顶对桩进行微调，当桩的垂直度满足规范及设计要求时，下放吊钩使桩自沉入泥，当桩自沉入泥稳定后，履带式起重机收起吊钩，起吊打桩锤，进行沉桩作业，当桩顶打至设计高程后，卸下打桩锤，沉桩完毕； 

三、在涨潮时，当水位满足作业平台吃水深度要求时，由拖轮拖带作业平台进行移船驻位，以便进行下一步风机设备安装施工，运桩船装载风机设备后返回仍靠泊在作业平台一侧； 

四、在退潮时，当作业平台坐滩后，其上搭载的1000t履带式起重机移动至运桩船附近，先进行基础桩连接筒起吊安装，通过灌浆或焊接方式将其与钢管桩基础连接，再进行风机塔筒的安装，然后在作业平台上将风机叶片、轮毂、机舱的组装成为一个整体风机总成，最后由履带式起重机整体吊起风机总成11，安装在风机塔筒上，至此风机设备安装完毕。 

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。 

Claims (8)

1.一种海上潮间带区域的风机总成安装系统，包括能在海上漂浮移动驻位、又能直接落在海滩泥面上施工作业的作业平台和履带式起重机，所述作业平台由横竖焊接的桁架结构构成，所述作业平台的面积为2000～8000m²，所述履带式起重机在作业平台上移位，所述作业平台中部设置有履带式起重机固定装置，所述作业平台搭载履带式起重机处于漂浮状态下满载吃水深度小于1.5-1.6m，所述作业平台设有打桩导架，所述打桩导架由钢结构桁架构成，其顶部设有千斤顶。

2.根据权利要求1所述的海上潮间带区域的风机总成安装系统，其特征是：所述作业平台周边设有能够停靠其他船舶的防撞橡胶护舷。

3.根据权利要求1或2所述的海上潮间带区域的风机总成安装系统，其特征是：所述履带式起重机额定起重量为500t～1000t。

4.根据权利要求3所述的海上潮间带区域的风机总成安装系统，其特征是：所述作业平台上设有提升设备，所述提升设备与固定作业平台的定位桩连接。

5.根据权利要求4所述的海上潮间带区域的风机总成安装系统，其特征是：所述打桩导架的高度10～20m。

6.根据权利要求5所述的海上潮间带区域的风机总成安装系统，其特征是：所述作业平台四角置有卷扬机，所述卷扬机与铁锚连接。

7.根据权利要求6所述的海上潮间带区域的风机总成安装系统，其特征是：所述作业平台置有发电机组和办公生活用房。

8.一种根据权利要求1所述的海上潮间带区域的风机总成施工方法，其特征是：具体步骤如下：

一、在涨潮时，当水位满足作业平台吃水深度要求时，利用拖轮将作业平台移动至施打桩位处粗略驻位抛锚，然后通过收放锚缆实现精确驻位，移船驻位时，履带式起重机位于作业平台中部，利用固定装置固定，以保证船舶稳定；精确驻位后将定位桩插入泥中，保证船体平稳；将运桩船驻位停靠在作业平台一侧，通过缆绳将运桩船与作业平台固定；

二、在退潮时，当作业平台坐滩后，其上搭载的1000t履带式起重机移动至运桩船附近，起吊大直径钢管桩，然后将钢管桩插入作业平台上的打桩导架内，通过导架顶部的千斤顶对桩进行微调，当桩的垂直度满足规范及设计要求时，下放吊钩使桩自沉入泥，当桩自沉入泥稳定后，履带式起重机收起吊钩，起吊打桩锤，进行沉桩作业，当桩顶打至设计高程后，卸下打桩锤，沉桩完毕；

三、在涨潮时，当水位满足作业平台吃水深度要求时，由拖轮拖带作业平台进行移船驻位，以便进行下一步风机设备安装施工，运桩船装载风机设备后返回仍靠泊在作业平台一侧；

四、在退潮时，当作业平台坐滩后，其上搭载的1000t履带式起重机移动至运桩船附近，先进行基础桩连接筒起吊安装，通过灌浆或焊接方式将其与钢管桩基础连接，再进行风机塔筒的安装，然后在作业平台上将风机叶片、轮毂、机舱的组装成为一个整体风机总成，最后由履带式起重机整体吊起风机总成，安装在风机塔筒上，至此风机设备安装完毕。

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