海上风电中钢管桩翻转的工艺研究

高成洋 王坤 黄剑

【摘 要】华电阳江青洲三海上风电项目包括Ι标段和П标段工程，本工程（标段II）是贵州电建踏足的第一个海上风电项目，项目包括33台风机其中包含15台8.3MW的风机和18台6.8MW的风机。钢管桩吊装时，在钢管桩运输船上设置翻桩通道辅以止链器、翻桩器、溜尾钩辅助翻桩。

【关键词】海上风电、止链器、翻桩器、溜尾钩、钢管桩翻身

1、工程背景

华电阳江青洲三海上风电场项目工程场址位于广东省阳江市阳西县沙扒镇附近海域，在阳江近海深水风电项目规划场址东侧中部区域内，场址涉海面积约81.03 km?，风机外围包络海域面积约73.69km?，水深范围41m～46m，场址离岸最近距离约55km。本工程（标段II）包括33台风机其中包含15台8.3MW的风机和18台6.8MW的风机。33台风机基础均为四桩导管架基础，采用先桩法工艺，桩直径2.8m，桩长82～97.55m，单桩重约250～315t，。

目前，钢管桩在运输船上均为水平放置运输，运往风场后为满足钢管桩沉桩前的吊装需求，需在运输船上设置翻桩通道，通道上放有翻桩器、支撑桩体的工装、通道的甲板上安装有止链器和溜尾钩。在吊机将钢管桩由水平放置状态翻转90°保持竖直状态的过程要利用大型吊机起吊，辅助翻身，而且起吊过程中需要船上人员辅助配合，整个过程费时费力、效率低下。为了提高钢管桩翻身效率和吊装成本，同时减小吊装船舶吊高和吊重等因素的限制。在钢管桩运输船的船尾安装一台翻桩器辅以止链器、溜尾钩来辅助钢管桩翻身吊装。这些装置的使用可以实现仅用一台起重机就能完成钢管桩的90°翻身。

2、翻桩辅具介绍

2.1翻桩器

结构：如图2.1.1所示，翻桩器由底部支撑、垫板、基座、螺栓、上部支座组成。

位置：翻桩器安装在船尾的位置，翻桩器边缘与船尾边缘平齐，基座焊接于钢结构垫板上，垫板与底部支撑，底部支撑与船的甲板之间均为焊接，上部支座与基座采用螺栓连接，翻转时上部支座可随钢管桩绕螺栓旋转180°。

作用：翻桩器起到限制钢管柱的水平位移，防止钢管桩在水平方向过多滑动，形成安全隐患;在吊机起吊钢管桩的过程，起到支撑桩体的作用，防止桩身挤压船体;起吊过程中伴随桩体翻转而转动，提高翻桩效率。

2.2止链器

结构：止链板件。止链板件垂直于工程船的甲板设置，止链板件上开有止链槽。

位置：如图2.2.1所示，止链器焊接在甲板上，锚链通过止链器，与钢管桩、翻桩器、溜尾钩在同一竖直平面上。

作用：吊机翻转钢管桩的过程中，止链板件中的止链槽固定锚链，防止锚链滑出。

2.3溜尾钩

结构：溜尾钩如图2.3.1所示，钩身开有卡槽，并配有卸扣。

位置：如图2.2.1所示，溜尾钩连接在从止链器处与拉出的锚链连接在一起的钢丝绳上。

作用：锁定在钢管桩尖处，溜尾钩上卸扣与钢丝绳连接，为锚链提供吊点，同時在翻转钢管桩的过程中溜尾钩始终紧紧钩住桩尖，防止桩体突然滑落，使吊机短时间内承受巨大拉力，形成安全隐患，同时溜尾钩也起到在钢管桩翻转时减小晃动幅度的作用。

3、翻桩辅具施工工艺

第一步：先将溜尾钩安装在桩尖勾住桩壁;第二步：吊机将运输船上连着溜尾钩的单桩平吊至与翻桩器同一直线的翻桩通道上，为满足船舶的吊高限制，桩尖位置超出船体26-30m，此时翻桩器处于紧贴钢管桩的状态;第三步：起桩器夹紧桩顶缓慢提起钢管桩并调整吊钩与翻桩器的相对位置同时移动运输船辅助起吊钢管桩，此时止链器始终保持受力状态，溜尾钩紧紧勾住桩尖。在提起钢管桩的过程，翻桩器上部支座随着钢管桩的翻转而转动，止链器通过锚链和钢丝绳拉着溜尾钩在吊桩过程中保持受力状态，期间钢管转、止链器、溜尾钩、翻桩器始终在同一个竖直平面内;第四步：钢管桩翻转90°后，溜尾钩自动脱落，随后吊机将钢管桩吊离运输船至水下架的导向筒位置进行沉桩作业。

结束语：

由于国内工程船大多不满足风机基础钢管桩的吊高要求，同时为了降低船舶使用成本，增大船舶选择范围，提高风机基础钢管桩吊装的施工效率和海上风电施工窗口期的利用率。

参考文献：

[1]张跃辉.超大直径钢管桩近海施工关键技术[J].中国港湾建设，2017，（3）：57-60.

[2]李芬花.邓丹平.周子楠.基于ANSYS的近海工程桩基础p-y曲线研究[J].水利水电技术，2017，（6）：60-65.