本發(fā)明涉及一種外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法。

背景技術(shù)：

對于遠(yuǎn)離陸地且水深達(dá)16m～19m的外海無掩護(hù)區(qū)域進(jìn)行外海風(fēng)機(jī)的施工，由于受氣象、潮流、波浪等自然條件的約束，又處于熱帶風(fēng)暴頻發(fā)區(qū)域，以及風(fēng)機(jī)設(shè)備對基礎(chǔ)的承載、抗拔力、變形有很高的要求，因此需要的樁基礎(chǔ)直徑大、入土深度深，以使風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)能承受巨大的風(fēng)機(jī)傾覆力矩并承受波浪、水流荷載作用，還有就是施工進(jìn)度的工期控制尤為關(guān)鍵。在海上風(fēng)電場基礎(chǔ)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，當(dāng)水深較深、地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，采用斜管樁高樁承臺(tái)基礎(chǔ)方案，由于承臺(tái)基礎(chǔ)上部采用現(xiàn)澆混凝土承臺(tái)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)較為厚重，承臺(tái)自身剛度較大，斜樁對結(jié)構(gòu)受力和抵抗水平位移較為有利，相比其它基礎(chǔ)型式，高樁承臺(tái)基礎(chǔ)在結(jié)構(gòu)型式、施工能力、工程造價(jià)等方面明顯占優(yōu)。在進(jìn)行風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工時(shí)，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)施工的一個(gè)主要環(huán)節(jié)，不但要保證有足夠的承載能力，對安裝的方向和水平度也有較高的要求，風(fēng)機(jī)安裝對基礎(chǔ)環(huán)的法蘭面的水平度要求很高(小于2mm)，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到上部塔筒的連接的垂直度、安全性和可靠性，因此必須尋找解決基礎(chǔ)環(huán)安裝、調(diào)平的有效操作方法及可靠的水平度量測方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法，它能夠使風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的法蘭頂面任意測點(diǎn)的水平度均能達(dá)到風(fēng)機(jī)廠家的要求小于2mm。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法，所述基礎(chǔ)環(huán)包括頂面法蘭和底部法蘭，并在外側(cè)面的下部帶有兩個(gè)抗剪環(huán)；所述安裝方法包括預(yù)埋件的檢查測量工序、安裝與焊接鋼管樁的頂部連接件的工序、基礎(chǔ)環(huán)的起吊工序、基礎(chǔ)環(huán)的安裝工序和基礎(chǔ)環(huán)的固定工序；其中，

進(jìn)行所述預(yù)埋件的檢查測量工序時(shí)，先檢查預(yù)埋件的位置是否正確，所述預(yù)埋件是在澆筑風(fēng)機(jī)承臺(tái)封底混凝土?xí)r預(yù)埋的六塊鋼板，該六塊鋼板以承臺(tái)的中心為圓心并在同一個(gè)圓周線上均布，該圓周線的直徑與基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭上的螺栓孔落在的圓周線的直徑相同，接著根據(jù)基礎(chǔ)環(huán)的中心位置，在預(yù)埋的鋼板上準(zhǔn)確放樣，劃出基礎(chǔ)環(huán)的安裝控制邊線，再根據(jù)該安裝控制邊線在每塊鋼板上分別焊接一個(gè)調(diào)平支架，焊接完成后在風(fēng)機(jī)承臺(tái)封底混凝土的表面采用水平儀測量六個(gè)調(diào)平支架的頂面之間的相對高差，該相對高差值應(yīng)小于5mm，否則應(yīng)在調(diào)平支架的頂面墊鋼板調(diào)平；然后以間隔一個(gè)調(diào)平支架的方式在預(yù)埋的鋼板上焊接三個(gè)定位導(dǎo)向座，該三個(gè)定位導(dǎo)向座位于對應(yīng)的調(diào)平支架的內(nèi)側(cè)，并確保三個(gè)定位導(dǎo)向座的弧形板的外端面至承臺(tái)中心的距離為基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭的內(nèi)圓面的半徑減去5mm；

進(jìn)行所述安裝與焊接鋼管樁的頂部連接件的工序，即先在露出風(fēng)機(jī)承臺(tái)封底混凝土表面的鋼管樁上安裝樁頂連接件，接著在樁頂連接件上對應(yīng)基礎(chǔ)環(huán)上的兩個(gè)抗剪環(huán)點(diǎn)焊兩塊水平連接鋼板，再在兩塊水平連接鋼板之間點(diǎn)焊一塊豎向連接鋼板，然后在豎向連接鋼板與樁頂連接件之間平行地點(diǎn)焊若干塊加筋鋼板；

進(jìn)行所述基礎(chǔ)環(huán)的起吊工序時(shí)，采用起重船通過專用吊具將基礎(chǔ)環(huán)吊至調(diào)平支架上，同時(shí)使基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭的內(nèi)圓面與三個(gè)定位導(dǎo)向座的弧形板的外端面對齊；

進(jìn)行所述基礎(chǔ)環(huán)的安裝工序時(shí)分為初步定位階段和頂升調(diào)平階段；

初步定位階段時(shí)，先將基礎(chǔ)環(huán)的六個(gè)調(diào)整座上的調(diào)整螺栓分別穿入基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭的螺栓孔并用位于底部法蘭下面的兩個(gè)下調(diào)節(jié)螺母緊貼底部法蘭鎖定，使六個(gè)調(diào)整座的底面與基礎(chǔ)環(huán)底面之間的距離一致；接著測量調(diào)平支架頂面的實(shí)際標(biāo)高，將調(diào)平支架頂面的實(shí)際標(biāo)高與基礎(chǔ)環(huán)底面的設(shè)計(jì)標(biāo)高H相減，得出調(diào)平支架頂面與基礎(chǔ)環(huán)底面的實(shí)際空間高差，再將該實(shí)際空間高差減去六個(gè)調(diào)整座的底面與基礎(chǔ)環(huán)底面之間的距離，可以得出基礎(chǔ)環(huán)底面在設(shè)計(jì)標(biāo)高位置時(shí)調(diào)平支架頂面與調(diào)整座底面的實(shí)際空間高差；如果調(diào)平支架頂面與調(diào)整座底面的實(shí)際空間高差剛好為設(shè)計(jì)值7cm，則需要先在調(diào)平支架的頂面墊放厚度為3cm或4cm的鋼板，再將基礎(chǔ)環(huán)下放落底至該墊放的鋼板表面，使螺旋千斤頂?shù)呢Q向調(diào)整行程為3cm～4cm；如果調(diào)平支架頂面與調(diào)整座底面的實(shí)際空間高差小于5cm，直接將基礎(chǔ)環(huán)下放落底至調(diào)平支架頂面；如果調(diào)平支架頂面調(diào)整座底面的實(shí)際空間高差大于7cm，則需要先在調(diào)平支架頂面墊放相應(yīng)厚度的鋼板后，使調(diào)平支架頂面與調(diào)整座底面的空間高差調(diào)整至小于5cm，再將基礎(chǔ)環(huán)下放落底至墊放的鋼板表面。

頂升調(diào)平階段時(shí)，先在調(diào)平支架的表面均布三臺(tái)螺旋千斤頂，并在基礎(chǔ)環(huán)的頂部法蘭表面安裝水平儀，接著人工操作千斤頂，將基礎(chǔ)環(huán)頂升調(diào)平至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再移除調(diào)平支架頂面墊放的鋼板，然后解除六個(gè)調(diào)整座上的下調(diào)節(jié)螺母，將六個(gè)調(diào)整座下放落底至調(diào)平支架頂面后再次重新將六個(gè)調(diào)整座的上調(diào)節(jié)螺母和下調(diào)節(jié)螺母鎖定，最后松懈移除三臺(tái)螺旋千斤頂；

進(jìn)行所述基礎(chǔ)環(huán)的固定工序時(shí)，先對基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行臨時(shí)加固，即用臨時(shí)鋼板將基礎(chǔ)環(huán)上的兩個(gè)抗剪環(huán)與樁頂連接件點(diǎn)焊連接，再檢查基礎(chǔ)環(huán)的頂面法蘭標(biāo)高和頂面法蘭水平度，滿足要求后拆除臨時(shí)鋼板，然后依次進(jìn)行豎向連接鋼板與基礎(chǔ)環(huán)上的兩個(gè)抗剪法蘭的水平面焊接、豎向連接鋼板與基礎(chǔ)環(huán)的側(cè)壁焊接、水平連接鋼板與兩個(gè)抗剪法蘭的外端面焊接、復(fù)核基礎(chǔ)環(huán)的頂面法蘭的水平度、調(diào)整螺栓與上、下調(diào)節(jié)螺母焊接牢固、調(diào)整座與調(diào)平支架焊接牢固、繼續(xù)檢測基礎(chǔ)環(huán)的頂面法蘭的水平度、焊接加筋鋼板，最后依次焊接豎向連接鋼板、水平連接鋼板與樁頂連接件的立焊縫和平焊縫。

上述的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法，其中，所述水平儀為激光水平儀并由一個(gè)具有自調(diào)水平功能的旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射器和三個(gè)分辨率為0.01mm的激光接收器組成的具有串口輸出功能的高度傳感器。

上述的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法，其中，所述定位導(dǎo)向座包括上、下底板、連接在上、下底板外端的弧形板和連接在上、下底板之間并且外端面與弧形板的內(nèi)端面連接的支撐筋板，所述弧形板的外端面的曲率半徑與基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭的內(nèi)圓面的半徑相同，該弧形板的上部向內(nèi)彎曲。

上述的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法，其中，進(jìn)行所述基礎(chǔ)環(huán)的固定工序時(shí)，是采用對稱焊接的方式。

本發(fā)明的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法，采用風(fēng)機(jī)廠家配套的六個(gè)調(diào)平支架和調(diào)整座并且配合三個(gè)專用的定位導(dǎo)向座進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)法蘭平面的初步定位，采用德國進(jìn)口的激光水平儀進(jìn)行支撐點(diǎn)豎向高程的精確測量和調(diào)整，使風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的法蘭頂面任意測點(diǎn)的水平度均能達(dá)到風(fēng)機(jī)廠家的要求小于2mm。本發(fā)明的安裝方法成功解決了海外風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的吊裝定位及調(diào)平問題，是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)安裝的一個(gè)創(chuàng)新工藝。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法中的基礎(chǔ)環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法中的預(yù)埋件的平面布置圖

圖3是本發(fā)明的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法中的調(diào)平支架的立面圖；

圖3a是本發(fā)明的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法中的調(diào)平支架的工作狀態(tài)圖；

圖4是圖3a中的I部位的放大圖(調(diào)整座的立面圖)；

圖5是本發(fā)明的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法中的定位導(dǎo)向座的立面圖；

圖5a是圖5的側(cè)視圖；

圖5b是圖5的俯視圖；

圖5c圖5中的A-A向視圖；

圖6是本發(fā)明的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法中進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)的固定工序時(shí)的狀態(tài)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

先請參閱圖1，基礎(chǔ)環(huán)10的直徑為6m，高度為9m，包括頂面法蘭11和底部法蘭12，在外側(cè)面的下部帶有兩個(gè)抗剪環(huán)13、14，頂面法蘭11的端面上和底部法蘭12的端面上在直徑為6.15m圓周線上均布地設(shè)有多個(gè)螺栓孔。

再先請參閱圖2至圖6，本發(fā)明的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法，包括預(yù)埋件的檢查測量工序、安裝與焊接鋼管樁的頂部連接件的工序、基礎(chǔ)環(huán)的起吊工序、基礎(chǔ)環(huán)的安裝工序和基礎(chǔ)環(huán)的固定工序。

進(jìn)行預(yù)埋件的檢查測量工序時(shí)，先檢查預(yù)埋件的位置是否正確，預(yù)埋件是在澆筑直徑為14m的風(fēng)機(jī)承臺(tái)封底混凝土20時(shí)預(yù)埋的六塊鋼板21，該六塊預(yù)埋的鋼板21以承臺(tái)的中心為圓心并沿直徑為6.15m的圓周線均勻布置(見圖2)，該圓周線的直徑6.15m與基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭12上的螺栓孔落在的圓周線的直徑相同，該六塊預(yù)埋的鋼板21的表面相對高差應(yīng)小于5mm；接著根據(jù)基礎(chǔ)環(huán)10的中心位置，在六塊預(yù)埋的鋼板21上準(zhǔn)確放樣，劃出基礎(chǔ)環(huán)的安裝控制邊線，再根據(jù)該安裝控制邊線在每塊預(yù)埋的鋼板21上焊接一個(gè)調(diào)平支架30(見圖3)，每個(gè)調(diào)平支架30上分別用于放置一個(gè)調(diào)整座5(見圖3a)；調(diào)整座5由穿入基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭12的螺栓孔的調(diào)整螺栓50和安裝在調(diào)整螺栓50上并位于底部法蘭12上面的兩個(gè)上調(diào)節(jié)螺母51和位于底部法蘭12下面的兩個(gè)下調(diào)節(jié)螺母52(見圖4)；調(diào)平支架30焊接完成后，在風(fēng)機(jī)承臺(tái)封底混凝土20的表面采用水平儀測量六個(gè)調(diào)平支架30的頂面之間的相對高差，該相對高差值應(yīng)小于5mm，否則應(yīng)在調(diào)平支架30的頂面31墊鋼板調(diào)平，然后以間隔一個(gè)調(diào)平支架30的方式在預(yù)埋的鋼板21上焊接三個(gè)定位導(dǎo)向座40，該定位導(dǎo)向座40由上、下底板41、42、連接在上、下底板41、42外端的弧形板43和連接在上、下底板41、42之間并且外端面與弧形板43的內(nèi)端面的中部連接的支撐筋板，弧形板43的外端面的曲率半徑R與基礎(chǔ)環(huán)10底部法蘭的內(nèi)圓面的半徑相同，該弧形板43的上部向內(nèi)彎曲(見圖5至圖5c)，便于基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭12套入對中；焊接三個(gè)定位導(dǎo)向座40時(shí)應(yīng)確保三個(gè)定位導(dǎo)向座40的弧形板43的外端面至承臺(tái)中心的距離為基礎(chǔ)環(huán)底部法蘭的內(nèi)圓面的半徑減去5mm(基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭內(nèi)圓面的半徑是2810mm)。

進(jìn)行安裝與焊接鋼管樁的頂部連接件的工序，即先在露出風(fēng)機(jī)承臺(tái)封底混凝土20表面的鋼管樁60上安裝樁頂連接件61，接著在樁頂連接件61上對應(yīng)基礎(chǔ)環(huán)上的兩個(gè)抗剪環(huán)點(diǎn)焊兩塊水平連接鋼板62，再在兩塊水平連接鋼板62之間點(diǎn)焊一塊豎向連接鋼板63，然后在豎向連接鋼板63與樁頂連接件61之間平行地點(diǎn)焊若干塊加筋鋼板64。

進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)的起吊工序時(shí)，采用起重船并通過專用吊具將基礎(chǔ)環(huán)吊至調(diào)平支架上，同時(shí)使基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭的內(nèi)圓面與三個(gè)定位導(dǎo)向座的弧形板的外端面對齊定位，三個(gè)定位導(dǎo)向座能與基礎(chǔ)環(huán)快速對中及水平限位，以免在吊裝基礎(chǔ)環(huán)時(shí)由于擺幅較大而導(dǎo)致基礎(chǔ)環(huán)落不到調(diào)平支架上。

進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)的安裝工序時(shí)分為初步定位階段和頂升調(diào)平階段；

初步定位階段時(shí)，先將基礎(chǔ)環(huán)的六個(gè)調(diào)整座5上的調(diào)整螺栓50分別穿入基礎(chǔ)環(huán)的底部法蘭12的螺栓孔并用位于底部法蘭12下面的兩個(gè)下調(diào)節(jié)螺母52緊貼底部法蘭12鎖定，使六個(gè)調(diào)整座5的底面53與基礎(chǔ)環(huán)的底面之間的距離一致為12cm；接著測量調(diào)平支架30頂面的實(shí)際標(biāo)高(由于鋼套箱的安裝誤差，調(diào)平支架頂面的實(shí)際標(biāo)高并非為設(shè)計(jì)的+4.75m，因此需要測量調(diào)平支架頂面的實(shí)際標(biāo)高，選擇一個(gè)高差小的調(diào)平支架測量)，將調(diào)平支架頂面的實(shí)際標(biāo)高與基礎(chǔ)環(huán)底面的設(shè)計(jì)標(biāo)高+4.94m相減，得出調(diào)平支架頂面與基礎(chǔ)環(huán)底面的實(shí)際空間高差(設(shè)計(jì)空間高差為19cm)，再將該實(shí)際空間高差減去六個(gè)調(diào)整座的底面與基礎(chǔ)環(huán)底面之間的距離12cm，可以得出基礎(chǔ)環(huán)在設(shè)計(jì)標(biāo)高位置時(shí)調(diào)平支架頂面與調(diào)整座底面的實(shí)際空間高差(設(shè)計(jì)空間高差為19cm-12cm＝7cm)；如果調(diào)平支架頂面與調(diào)整座底面的實(shí)際空間高差剛好為設(shè)計(jì)值7cm，則需要先在調(diào)平支架頂面墊放厚度為3cm或4cm的鋼板，再將基礎(chǔ)環(huán)下放落底至該墊放的鋼板表面，使螺旋千斤頂?shù)呢Q向調(diào)整行程為3cm～4cm；如果調(diào)平支架頂面與調(diào)整座底面的實(shí)際空間高差小于5cm，直接將基礎(chǔ)環(huán)下放落底至調(diào)平支架頂面；如果調(diào)平支架頂面與調(diào)整座底面的實(shí)際空間高差大于7cm，則需要先在調(diào)平支架頂面墊放相應(yīng)厚度的鋼板后，使調(diào)平支架頂面與調(diào)整座底面的空間高差調(diào)整至5cm以內(nèi)，再將基礎(chǔ)環(huán)下放落底至墊放的鋼板表面。

頂升調(diào)平階段時(shí)，先在調(diào)平支架的表面均布三臺(tái)50t的螺旋千斤頂，并在基礎(chǔ)環(huán)的頂部法蘭表面安裝水平儀，接著人工操作千斤頂，將基礎(chǔ)環(huán)頂升調(diào)平至設(shè)計(jì)標(biāo)高(基礎(chǔ)環(huán)頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高為+13.94m，底面設(shè)計(jì)標(biāo)高為+4.94m)，再移除調(diào)平支架頂面墊放的鋼板(如果有)，然后解除六個(gè)調(diào)整座上的下調(diào)節(jié)螺母52，將六個(gè)調(diào)整座下放落底至調(diào)平支架頂面后再次重新將六個(gè)調(diào)整座的上調(diào)節(jié)螺母51和下調(diào)節(jié)螺母52鎖定，最后松懈移除三臺(tái)螺旋千斤頂。

進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)的固定工序時(shí)，先對基礎(chǔ)環(huán)進(jìn)行臨時(shí)加固，即用臨時(shí)鋼板將基礎(chǔ)環(huán)上的兩個(gè)抗剪環(huán)13、14與樁頂連接件61點(diǎn)焊連接，再檢查基礎(chǔ)環(huán)的頂面法蘭標(biāo)高和頂面法蘭水平度，滿足要求后拆除臨時(shí)鋼板，然后采用對稱焊接的方式依次進(jìn)行豎向連接鋼板62與基礎(chǔ)環(huán)上的兩個(gè)抗剪法蘭13、14的水平面焊接、豎向連接鋼板62與基礎(chǔ)環(huán)10的側(cè)壁焊接、水平連接鋼板63與兩個(gè)抗剪法蘭13、14的外端面焊接、復(fù)核基礎(chǔ)環(huán)的頂面法蘭的水平度、調(diào)整螺栓與上下調(diào)節(jié)螺母焊接牢固、調(diào)整座與調(diào)平支架焊接牢固、繼續(xù)檢測基礎(chǔ)環(huán)10的頂面法蘭的水平度、焊接加筋鋼板64，最后依次焊接豎向連接鋼板62、水平連接鋼板63與樁頂連接件61的立焊縫和平焊縫(見圖6)。

本發(fā)明采用的激光水平儀為德國進(jìn)口的激光水平儀，它由一個(gè)T310旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射器和3個(gè)R310激光接收器組成的高度傳感器，T310旋轉(zhuǎn)激光發(fā)射器有自調(diào)水平功能，R310激光接收器的分辨率為0.01mm并具有串口輸出功能，能在安放基礎(chǔ)環(huán)時(shí)進(jìn)行調(diào)平，使基礎(chǔ)環(huán)的頂面法蘭和底部法蘭的平整度小于2mm。

本發(fā)明的外海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的安裝方法，采用風(fēng)機(jī)廠家配套的六個(gè)調(diào)平支架和調(diào)整座并且配合三個(gè)專用的定位導(dǎo)向座進(jìn)行基礎(chǔ)環(huán)法蘭平面的初步定位，并采用德國進(jìn)口的激光水平儀進(jìn)行支撐點(diǎn)豎向高程的精確測量和調(diào)整，使風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的法蘭頂面任意測點(diǎn)的水平度均能達(dá)到風(fēng)機(jī)廠家的要求小于2mm。本發(fā)明的安裝方法成功解決了海外風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)的吊裝定位及調(diào)平問題，是風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)環(huán)安裝的一個(gè)創(chuàng)新工藝。

以上實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。