[发明专利]一种适用于风电管桩进行浮动运输和浮式安装的工艺

说明书

本发明公开一种适用于风电管桩进行浮动运输和浮式安装的工艺，属于大型建筑构件的运输和安装的技术领域。本发明借助气囊实现风电管桩的浮动运输和浮式安装。本发明通过在管桩内腔中预先安装高强度的气囊，利用浮力原理使管桩漂浮在海面上，借助低成本、小马力的小拖船就可以将管桩浮运到指定地点，能够减少大吨位驳船的使用，并省去装船的环节，大大节约成本；利用本发明起吊管桩时，借助气囊在水中的浮力可以使管桩处于半浮起状态，减少起重量，管桩可以在水中直接翻桩、轻松实现管桩的水下就位安装，降低安装成本和施工成本，降低辅助吊装设备规格。因此，本发明与现有技术相比，具有工艺简单、操作方便、安全可靠、经济实用的优点。

技术领域

本发明属于大型建筑构件的运输和安装的技术领域，更具体讲是一种适用于风电管桩进行浮动运输和浮式安装的工艺。

背景技术

我国有1.6万公里海岸线，不仅海域广阔，而且海上的风能资源丰富。随着海上风电技术的日益成熟，海上风电产业得到较快发展，因此在我国风能产业的未来发展中，海洋风能产业将会成为主要方向。我国海上风电自2009年启动，经过近10年的发展积累了一定的经验，相关产业链配套也不断完善，但是在海上风电场的建设施工过程中还存在诸多难题尚未得到有效解决，例如风电管桩的运输和安装就是其中的一个难题：目前，海上风电基础多采用单管桩形式，由于单管桩的自重大（最重达800吨以上）和外型尺寸大（最大直径达6.5米、长度达89米），一直存在着运输成本高、吊装翻身困难等问题。

目前，在国内的海上风电项目中都是采用拖船 + 大吨位驳船的方案来对管桩进行运输和安装，此方案存在以下不足之处：（1）驳船要有足够大的尺寸和承载能力；（2）受海上天气和施工进度的影响，驳船的占用时间长、运输费用高，具体地讲在国内海上风电项目中一般都需要租用两千至四千吨级驳船，先将管桩运输至现场等待安装时机，待打桩时驳船才撤离；（3）由于管桩具有长度长和自重大的特征，在管桩需要起升翻身时还需要另配一台起重能力大的浮吊来配合才能完成，大大增加了施工成本。

目前，在国外的海上风电项目中多采用Mono pile-sealing plugs（单桩密封塞装置）作用于管桩的方案来进行海上漂浮运运，但此方案并不适用于国内的施工情况，具体原因及不足之处表现为：（1）该方案只适合于不带法兰的管桩,而国内管桩基本都是上部带连接法兰的结构，法兰侧密封装置不易实现；（2）无安全补救措施，由于两端密封处任何一个位置存在泄露，则管桩就会进水、并存在下沉的风险。（3）多种不同直径规格的管桩需要一一制作对应规格的密封装置，没有通用性，施工成本高。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种适用于风电管桩进行浮动运输和浮式安装的工艺。本发明是借助气囊来实现风电管桩的浮动运输和浮式安装。本发明借助气囊利用水的浮力运输管桩能够减少大吨位驳船的使用，大大节约成本；利用本发明还可以在水中直接翻桩，减少起重量，降低辅助吊装设备规格，降低施工成本。因此本发明的工艺与现有技术工艺相比，具有工艺简单、操作方便、安全可靠、经济实用的优点。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的一种适用于风电管桩进行浮动运输和浮式安装的工艺包括下述步骤：

A、在管桩上布置气囊

A-1、检查管桩的内腔壁是否有尖锐物,发现尖锐物要及时进行打磨处理，以确保气囊安装到管桩内腔后不会被刺破；

A-2、根据管桩的长度、直径以及重量选配5～7根规格相匹配的条状气囊（条状气囊与管桩内腔壁之间通过摩擦力相结合）；

A-3、通过吊带、卸扣和绑带将选配的条状气囊依次串联相接形成气囊链；

A-4、将气囊链放置在管桩的非法兰端，由卷扬机牵引着气囊链的一端前移，在前移的过程中气囊链逐渐拉伸展开，直到气囊链以均布方式排布到预定位置后关闭卷扬机；