[发明专利]单点起吊立桩系统及立桩施工方法

说明书

本发明提出一种单点起吊立桩系统及立桩施工方法，属于海上风电桩基施工技术领域，实现了海上风电桩的单点起吊立桩。该单点起吊立桩系统包括起重机、导向架、翻桩器，以及设置于桩体的卡块和吊点；卡块和吊点分别靠近桩体的轴向两端设置，且卡块位于桩体水平放置时的下侧面；起重机的吊缆与吊点相连接；导向架固定支撑于待立桩位置处的海底，导向架位于桩体水平放置时设有卡块一端的下方，导向架背离吊点的一侧开设有供桩体翻入并限制桩体直立后位置的U型开口；导向架顶部背离U型开口的一侧安装翻桩器，翻桩器朝向U型开口的方向翻转，翻桩器托住桩体水平放置时的下侧面，翻桩器靠近吊点的一侧与卡块背离吊点的一侧相抵。

技术领域

本发明属于海上风电桩基施工技术领域，尤其涉及一种单点起吊立桩系统及立桩施工方法。

背景技术

风电桩的桩重通常在600-1200t，目前，在海上风电桩基施工中，通常是采用两点起吊的方式进行立桩。有的工程中，通过在单艘起重船上设置两个起重钩对风电桩进行起吊立桩，其要求每个起重钩均要满足桩重要求，这种立桩方式对单艘起重船吊重要求高，起重船造价高，施工成本高。还有的工程中，通过两艘起重船分别吊起风电桩两侧的吊点，其中，一艘起重船作为主起重船主要承载桩重，另一艘起重船用于辅助立桩，然而，这种立桩方式需要两艘起重船，施工成本高且占用海域面积大。除两点起吊立桩方式外，还有的工程是通过全回转起重机配合翻桩器进行施工的，其中，全回转起重机主要承载桩重，翻桩器用于辅助立桩，然而，这种立桩方式中，全回转起重机需满足桩重要求，造价较高，而且，由于全回转起重机只能提供单点吊力，翻桩器通常需要设置用于推动风电桩翻转的推动部件，例如液压杆等，其造价同样较高，施工成本整体较高。若翻桩器不设置推动部件，要实现单点起吊立桩，需要克服至少200-300t的水平力，通过常规船舶锚系无法满足要求。

发明内容

本发明针对现有风电桩立桩施工时存在的上述不足，提出一种单点起吊立桩系统及立桩施工方法，实现了海上风电桩的单点起吊立桩，且施工便捷、成本低。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种单点起吊立桩系统，包括起重机、导向架、翻桩器，以及设置于桩体的卡块和吊点；所述卡块和吊点分别靠近所述桩体的轴向两端设置，且所述卡块位于所述桩体水平放置时的下侧面；所述起重机的吊缆与所述吊点相连接；所述导向架固定支撑于待立桩位置处的海底，所述导向架位于所述桩体水平放置时设有所述卡块一端的下方，所述导向架背离所述吊点的一侧开设有供所述桩体翻入并限制所述桩体直立后位置的U型开口，所述U型开口沿竖直方向贯通，所述U型开口的开口尺寸大于所述桩体的直径，所述U型开口的对称面与所述桩体的轴线位于同一竖直平面内；所述导向架顶部背离所述U型开口的一侧安装所述翻桩器，所述翻桩器位于所述U型开口的边缘处，且所述翻桩器朝向所述U型开口的方向翻转，所述翻桩器托住所述桩体水平放置时的下侧面，所述翻桩器靠近所述吊点的一侧与所述卡块背离所述吊点的一侧相抵。

作为优选，所述翻桩器包括底座和托座，所述底座固定连接于所述导向架，所述托座包括铰接于所述底座的铰接部，以及固定连接于所述铰接部的托板；所述托座的铰接部和底座的铰接轴沿水平方向设置且与所述桩体水平放置时的中轴线相垂直，所述托板与桩体水平放置时的下侧面相贴合以托住所述桩体，所述托板靠近所述吊点的一侧与所述卡块背离所述吊点的一侧相抵。

作为优选，所述托板的厚度大于或等于所述卡块的厚度。

作为优选，所述导向架通过多根固定桩支撑于待立桩位置处的海底，多根所述固定桩均布于所述导向架的外周，每根所述固定桩的顶端均与所述导向架固定连接，每根所述固定桩的底端均插入海底。

作为优选，所述导向架的U型开口边沿设有多个千斤顶以抱住直立后的桩体，多个所述千斤顶均布于所述U型开口的边沿。

作为优选，所述单点起吊立桩系统还包括用于水平放置桩体的船舶。

本发明还提供了一种单点起吊立桩施工方法，采用上述单点起吊立桩系统进行施工，施工步骤如下：