CN117868073A - 一种海上风电平台固桩室的装配方法 - Google Patents

Abstract

一种海上风电平台固桩室的装配方法，涉及海上风电平台制造技术领域。本发明中，由于固桩架主要受力结构在其高度方向上端，为了保证固桩架上端结构处于良好的安装条件，故在分段建造时采用以顶板为胎板反向建造，完工后再将固桩室进行吊装翻身，保证了装配精度；定环梁、动环梁和固桩架在分段工位建造，在总装工位装配，然后再整体吊装至主甲板上进行装配，解决了原有的自下而上按照装配顺序一步一步安装的操作困难、装配周期长的缺点，本发明大大提高了装配速度，缩短了装配周期，提高了船坞利用率。

Description

一种海上风电平台固桩室的装配方法

技术领域

本发明涉及海上风电平台制造技术领域，特别是一种海上风电平台固桩室的装配方法。

背景技术

海岸线长、沿海岛屿众多，海上风能资源丰富，海上风电开发潜力巨大。自升式风电安装平台广泛应用于海洋风机的安装中，其由平台船体、桩腿、固桩室等组成，作业时利用升降装置驱动桩腿下伸到海底，站立在海床上，利用桩腿托起，并使平台船体离开海面一定的距离，形成不受波浪影响的稳定平台；平台船体设置有四个固桩区，每个固桩区主甲板上方设置有固桩室，固桩室内设有升降装置；固桩室是平台船体沿桩腿进行升降作业的连接纽带及力的传递结构，主要承担升降作业中全平台重力负荷。

现有的固桩室在平台船体上的装配方法通常采用待平台主船体合拢成形后，单个固桩室采用自下而上逐个构件安装的装配流程；如图1所示，即①在平台船体固桩区主甲板1上安装临时支撑结构，将动环梁4先行定位，②在动环梁4上方安装临时支撑，确保定环梁3的安装高度的前提下，将定环梁3先行定位，③在定环梁3上方安装8组缓冲碟簧6，④将固桩架2吊起，将其上端8组开孔与8组缓冲碟簧6以及定环梁3上端8组开孔的中心线对正，使得固桩架2上端下表面搁置在8组缓冲碟簧组件上方，⑤由于拉杆7的安装方向只能从定环梁的下方向上方穿入，故将8组拉杆7逐一穿入上述安装开孔，⑥由于升降油缸5的安装方向也只能从定环梁3的下方向上方穿入，故待8组拉杆7安装后，再将8组升降油缸5进行安装，⑦将升降油缸5下端与动环梁4通过8组油缸销进行铰链连接，⑧升降油缸5上端与定环梁3以及拉杆通过8组油缸销进行铰链连接，⑨最后锁紧拉杆7上端的螺母使固桩架2，完成整体装配。

上述的固桩室装配方法，只能按照装配顺序一步一步安装，如果上道工序未完成不能进行下道工序；并且在上述构件安装过程中需要起重吊机配合，占用较长时间；由于升降装置集成在固桩室内部，人工操作空间狭小，故设备安装时间也较长；另外由于操作空间狭小，对于定环梁3、升降油缸5以及拉杆7三者的精度尺寸控制也带来诸多困难；导致固桩室整体装配周期加长，继而导致风电平台在船坞合拢时间延长。为解决上述问题，本发明提供了一种全新的海上风电平台固桩室的装配方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海上风电平台固桩室的装配方法，便于装配操作，可以缩短施工周期，减少船坞占用时间，提高船坞周转利用率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种海上风电平台固桩室的装配方法，所述固桩室包括固桩架、定环梁、动环梁、升降油缸、缓冲碟簧、拉杆；固桩架焊接固定在主甲板上，定环梁通过缓冲碟簧和拉杆与固桩架的顶端装配在一起，升降油缸的上端通过油缸销与定环梁铰接在一起，下端通过油缸销与动环梁铰接在一起，所述海上风电平台固桩室的装配方法包含以下步骤：

1）、在分段工位建造定环梁、动环梁和固桩架；所述固桩架以顶板作为胎板反向建造，完工后再将固桩架进行吊装翻身，暂时正向搁置在胎架上；

2）、在总装工位架设高支撑胎架，将定环梁临时固定在高支撑胎架上；

3）、在定环梁的上方安装8组缓冲碟簧；

4）、安装8组拉杆，将拉杆自下而上的穿过定环梁上的拉杆孔，在定环梁的上方设置拉杆预定位工装，在拉杆预定位工装（13）的顶端使用紧固螺母将拉杆予以紧固；

5）、使用油缸吊装工装，吊起升降油缸，将升降油缸上端与定环梁以及拉杆通过油缸销进行铰接，完成连接后，拆除拉杆预定位工装和油缸吊装工装；

6）、安装固桩架，将在分段工位预建造完工的固桩架调整好水平高度吊起，将固桩架上端8组开孔与8组拉杆的中心线对正，吊车缓慢下降高度，最终将拉杆穿过固桩架的开孔，旋紧拉杆上端的螺母，完成固桩架与定环梁的装配；

7）、进行上述装配作业的同时，在另一个总装工位提前将动环梁安放在有一定高度的临时支撑结构上，并在动环梁四周预计固桩架安放的位置，提前布置临时支撑结构；

8）、将步骤6中装配完成的整体结构吊起，搁置在步骤7中的临时支撑结构上，使用铅锤找正定环梁、动环梁的中心线，使得两者的中心线保持同心；

9）、通过手动泵站等方式将8组升降油缸逐一伸出，将升降油缸下端与动环梁通过8组油缸销进行铰接，完成动环梁与升降油缸的装配；

10）、根据固桩架实际的安装位置，调整并安装4组导向柱以及其它舾装件；

11）、将步骤10中装配完成的整体结构吊运至平台主甲板处，将固桩架与主甲板进行焊接固定。

上述的海上风电平台固桩室的装配方法，所述拉杆预定位工装包括左管体、右管体，在左管体、右管体上均设有加强筋和螺栓耳部，使用紧固螺栓穿过螺栓耳部将左管体、右管体紧固在一起，使二者围合成管状结构，在加强筋的下端使用千斤顶支撑。

上述的海上风电平台固桩室的装配方法，所述油缸吊装工装由左、右两部分组成，两部分结构相同，油缸吊装工装的一侧圆孔使用紧固件与升降油缸紧固在一起，另一侧圆孔设为吊耳孔。

本发明具有如下优点：

本发明的海上风电平台固桩室的装配方法，由于固桩架主要受力结构在其高度方向上端，为了保证固桩架上端结构处于良好的安装条件，故在分段建造时采用以顶板为胎板反向建造，完工后再将固桩室进行吊装翻身，保证了装配精度；定环梁、动环梁和固桩架在分段工位建造，在总装工位装配，然后再整体吊装至主甲板上进行装配，解决了原有的自下而上按照装配顺序一步一步安装的操作困难、配周期长的缺点，本发明大大提高了装配速度，缩短了装配周期，提高了船坞利用率。

附图说明

图1为固桩室安装在主甲板上的结构示意图；

图2为固桩室的俯视图；

图3为定环梁结构示意图；

图4为动环梁结构示意图；

图5为定环梁架设在高支撑胎架上的示意图；

图6为固桩架与定环梁装配示意图；

图7为动环梁装配示意图；

图8为拉杆预定位工装示意图；

图9为拉杆预定位工装俯视图；

图10为油缸吊装工装示意图；

图中各标号分别表示为：1、主甲板，2、固桩架，3、定环梁，4、动环梁，5、升降油缸，6、缓冲碟簧，7、拉杆，8、导向柱，9、滑槽，10、桩腿，11、高支撑胎架，12、临时支撑结构，13、拉杆预定位工装，14、油缸吊装工装，13-1、左管体，13-2、右管体，13-3、加强筋，13-4、千斤顶，13-5、螺栓耳部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明的一种海上风电平台固桩室的装配方法，所述固桩室包括固桩架2、定环梁3、动环梁4、升降油缸5、缓冲碟簧6、拉杆7、导向柱8等，固桩室安装在平台船体的主甲板1上，在定环梁3、动环梁4和桩腿10上均设有相对应的销孔，采用液压插销式升降方式进行平台船体的升降作业。

本发明的一种海上风电平台固桩室的装配方法，定环梁3的结构如图3所示 ，动环梁的结构如图4所示 ，首先在分段施工工位分别建造固桩架2、定环梁3、动环梁4；由于固桩架2主要受力结构在其高度方向上端，为了保证固桩架2上端结构处于良好的安装条件，便于施工，故在分段建造时采用以顶板为胎板反向建造，完工后再将固桩架2进行吊装翻身。

本发明的一种海上风电平台固桩室的装配方法，在总装工位进行固桩室的整体装配，装配完毕后再将整体吊运至主甲板1上进行焊接装配作业；总装工位的装配步骤如下：

1）、如图5所示，在总装工位水平地面上架设高支撑胎架11，将定环梁3临时固定在高支撑胎架11的顶端；在定环梁3的上方安装8组缓冲碟簧6；

2）、安装8组拉杆7：如图6所示，由于结构形状原因，拉杆7只能自下而上的穿过定环梁3上的拉杆孔，此时，在定环梁3的上方使用拉杆预定位工装13，临时支撑住拉杆7，使用千斤顶13-4调节高度，并在拉杆预定位工装13的顶端使用紧固螺母将拉杆7予以预紧固，防止拉杆7下滑；

3）、装配8组升降油缸5：同样由于结构形状原因，升降油缸5只能自下而上进行装配，由于升降油缸5自带的吊点不能满足吊装时的使用要求，故使用油缸吊装工装14进行吊装；配合使用千斤顶13-4，将升降油缸5上端与定环梁3以及拉杆7通过油缸销进行铰接，完成连接后，拆除拉杆预定位工装13和油缸吊装工装14；

4）、安装固桩架2：将在分段工位预建造完工的固桩架2调整好水平高度吊起，将固桩架2上端8组开孔与8组拉杆7的中心线对正，吊车缓慢下降高度，最终将拉杆7穿过固桩架2的开孔，旋紧拉杆7上端的螺母，完成固桩架2与定环梁3的装配；

5）、如图7所示，在另一个总装工位提前将动环梁4安放在有一定高度的临时支撑结构12上，并在动环梁4四周预计固桩架2安放的位置，提前布置临时支撑结构12；将上一步骤中装配完成的整体结构吊起，搁置在临时支撑结构12上，使用铅锤找正定环梁3、动环梁4的中心线，使得两者的中心线保持同心；通过手动泵站等方式将8组升降油缸5逐一伸出，将升降油缸5下端与动环梁4通过8组油缸销进行铰接，完成动环梁4与升降油缸5的装配；

6）、根据固桩架2实际的安装位置，调整并安装4组导向柱8以及其它舾装件；保证导向柱8在滑槽9中自由移动。

7）、将在总装工位装配完成的整体结构吊运至平台主甲板1处，将固桩架2与主甲板1进行焊接固定。

本发明的一种海上风电平台固桩室的装配方法，装配过程中使用的拉杆预定位工装13包括左管体13-1、右管体13-2，在左管体13-1、右管体13-2上均设有加强筋13-3和螺栓耳部13-5，使用紧固螺栓穿过螺栓耳部13-5将左管体13-1、右管体13-2紧固在一起，使二者围合成管状结构，在加强筋13-3的下端使用千斤顶13-4支撑。此工装用于预支撑拉杆7的同时，也便于装配中升降油缸5上端与定环梁3以及拉杆7通过油缸销进行铰接时的精确定位。

Claims (3)

1.一种海上风电平台固桩室的装配方法，所述固桩室包括固桩架（2）、定环梁（3）、动环梁（4）、升降油缸（5）、缓冲碟簧（6）、拉杆（7）；固桩架（2）焊接固定在主甲板（1）上，定环梁（3）通过缓冲碟簧（6）和拉杆（7）与固桩架（2）的顶端装配在一起，升降油缸（5）的上端通过油缸销与定环梁（3）铰接在一起，下端通过油缸销与动环梁（4）铰接在一起，其特征在于：所述海上风电平台固桩室的装配方法包含以下步骤：

1）、在分段工位建造定环梁（3）、动环梁（4）和固桩架（2）；所述固桩架（2）以顶板作为胎板反向建造，完工后再将固桩架（2）进行吊装翻身，暂时正向搁置在胎架上；

2）、在总装工位架设高支撑胎架（11），将定环梁（3）临时固定在高支撑胎架（11）上；

3）、在定环梁（3）的上方安装8组缓冲碟簧（6）；

4）、安装8组拉杆（7），将拉杆（7）自下而上的穿过定环梁（3）上的拉杆孔，在定环梁（3）的上方设置拉杆预定位工装（13），在拉杆预定位工装（13）的顶端使用紧固螺母将拉杆（7）予以紧固；

5）、使用油缸吊装工装（14），吊起升降油缸（5），将升降油缸（5）上端与定环梁（3）以及拉杆（7）通过油缸销进行铰接，完成连接后，拆除拉杆预定位工装（13）和油缸吊装工装（14）；

6）、安装固桩架（2），将在分段工位预建造完工的固桩架（2）调整好水平高度吊起，将固桩架（2）上端8组开孔与8组拉杆（7）的中心线对正，吊车缓慢下降高度，最终将拉杆（7）穿过固桩架（2）的开孔，旋紧拉杆（7）上端的螺母，完成固桩架（2）与定环梁（3）的装配；

7）、进行上述装配作业的同时，在另一个总装工位提前将动环梁（4）安放在有一定高度的临时支撑结构（12）上，并在动环梁（4）四周预计固桩架（2）安放的位置，提前布置临时支撑结构（12）；

8）、将步骤6中装配完成的整体结构吊起，搁置在步骤7中的临时支撑结构（12）上，使用铅锤找正定环梁（3）、动环梁（4）的中心线，使得两者的中心线保持同心；

9）、通过手动泵站等方式将8组升降油缸（5）逐一伸出，将升降油缸（5）下端与动环梁（4）通过8组油缸销进行铰接，完成动环梁（4）与升降油缸（5）的装配；

10）、根据固桩架（2）实际的安装位置，调整并安装4组导向柱（8）以及其它舾装件；

11）、将步骤10中装配完成的整体结构吊运至平台主甲板（1）处，将固桩架（2）与主甲板（1）进行焊接固定。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电平台固桩室的装配方法，其特征在于：所述拉杆预定位工装（13）包括左管体（13-1）、右管体（13-2），在左管体（13-1）、右管体（13-2）上均设有加强筋（13-3）和螺栓耳部（13-5），使用紧固螺栓穿过螺栓耳部（13-5）将左管体（13-1）、右管体（13-2）紧固在一起，使二者围合成管状结构，在加强筋（13-3）的下端使用千斤顶（13-4）支撑。

3.根据权利要求2所述的一种海上风电平台固桩室的装配方法，其特征在于：所述油缸吊装工装（14）由左、右两部分组成，两部分结构相同，油缸吊装工装（14）的一侧圆孔使用紧固件与升降油缸（5）紧固在一起，另一侧圆孔设为吊耳孔。