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内稳桩平台、钢管桩垂直度控制方法及钢管桩施工方法实质审查 发明

技术领域

[0001] 本申请涉及水上钢管桩工程技术领域,尤其涉及一种内稳桩平台、钢管桩垂直度控制方法及钢管桩施工方法。

相关背景技术

[0002] 钢管桩是一种常用的建筑基础材料,主要用于支撑建筑物的结构。同时也是海上工程的重要结构,特别是在海上风电场、桥梁、码头和其他海洋结构中被广泛应用。
[0003] 随着海上风电产业的发展,预计未来几年钢管桩的需求将持续增长。出于对海上项目的长远考虑,如何对到达使用寿命的海上钢管桩进行翻新或者更换,是一个重要的课题。钢管桩一般需要通过稳桩平台进行安装,这类平台的特点是能够在深海环境中保持稳定的作业状态,即使在恶劣的海况下也能确保钻探设备的安全运行。现有技术中,稳桩平台的搭建更为复杂,用于钢管桩套接方案工期较长,实施复杂。
[0004] 针对上述缺陷,本申请提出一种内稳桩平台、钢管桩垂直度控制方法及钢管桩施工方法,能够实现钢管桩基础施工垂直度连续、自动控制。

具体实施方式

[0062] 这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的设备和方法的例子,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0063] 在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以使固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0064] 在本申请的描述中,需要理解的是,所使用的术语包括“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等用于指示方位或者位置关系,为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请的设备或者方法,而不是用于指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
[0065] 本申请的说明书和权利要求书及上述附图中,其中存在的术语“第一”、“第二”、“第三”是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解,这样使用的对象在适当的情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0066] 图1为本申请实施例提供的一种内稳桩平台的使用场景示意图;包括第一钢管桩110和第二钢管桩120,第一钢管桩110为基础桩,也可以为上述嵌套式钢管桩,第二钢管桩
120为上述嵌套式钢管桩;使用时需要将第一钢管桩110水面150以上的部分环切后,将本申请实施例提供的内稳桩平台300固定在环切口处,通过本申请实施例提供方法将第二钢管桩120套接在第一钢管桩110外层,一般工况下,其主吊耳230的处于泥面140上。
[0067] 进一步的,若嵌套后的钢管桩需要更新时,将嵌套后的钢管桩作为第一钢管桩110,根据本申请实施例提供的内稳桩平台和方法,继续嵌套新的第二钢管桩120。
[0068] 其中作为一种实施例,嵌套式钢管桩包括钢管桩本体210,钢管桩本体210内壁上固定有卡槽结构240,卡槽结构240可通过固定件220固定在钢管桩本体210内壁上;钢管桩本体210的内径大于基础钢管桩的外径,卡槽结构240用于卡接在基础钢管桩的主吊耳230上。
[0069] 图2为本申请实施例提供的一种内稳桩平台在使用时的示意图;图3为本申请实施例提供的一种内稳桩平台在使用过程中钢管桩施工位置的示意图,如图2,需要将本申请实施例提供的内稳桩平台300固定在环切后的环切口处,如图3,通过内稳桩平台300,在第二钢管桩120在下放、喂桩、打桩的过程中对第二钢管桩120的倾斜度进行校正,引导第二钢管桩120依次进入水面150、泥面140、持力层130直至完成施工;考虑到不同阶段的需求,保障施工的稳定性和安全性,实现精准定位。
[0070] 现有技术中,通常采用稳桩平台进行打桩,也可用于上述场景,用于将第二钢管桩120套接在第一钢管桩110上,稳桩平台包括四角的定位桩。四个定位桩之间通过衍架结构相互连接以搭载平台,稳桩平台的中心设置有供单桩通过的单桩通道口,多个液压千斤顶以单桩通道口为圆心呈环形阵列设置;当单桩设置在单桩通道口处时,液压千斤顶驱动支撑杆的顶端面向单桩移动,液压千斤顶的端部设置有滚轮,方便定位钢管桩后对钢管桩进行移动和下放、调整单桩打桩的水平度与垂直度。稳桩平台的搭建更为复杂,用于上述的钢管桩套接方案非常的不便,无法连续施工,需不断停止打桩观测垂直度。
[0071] 针对上述缺陷,本申请提供一种内稳桩平台及其控制方法、施工方法、设备、介质及程序,本申请用于将第二钢管桩120套接在第一钢管桩110上,对第一钢管桩110进行更新。
[0072] 下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图,对本申请的实施例进行描述。
[0073] 图4为本申请实施例提供的一种内稳桩平台的结构示意图;图5为本申请实施例提供一种图4的俯视图一;图6为本申请实施例提供一种图4的俯视图二。
[0074] 参考图4 图6,本申请实施例提供的一种内稳桩平台300,包括底座310、顶盖320、~主纠偏油顶组和测距设备;其中:
[0075] 底座310固定在顶盖320的底端,底座310的直径小于顶盖320的直径;
[0076] 主纠偏油顶组包括至少四个第一伸缩油顶330,第一伸缩油顶330分布在顶盖320的边缘且向外伸缩,第一伸缩油顶330的伸缩端固定有滚轮350;第一伸缩油顶330设置在顶盖320的同一横截面上;
[0077] 测距设备设置在顶盖320上,测距设备用于测量顶盖320与第二钢管桩120内壁的距离。
[0078] 具体的,在进行钢管桩套接作业时,将第一钢管桩110环切,该内稳桩平台300中通过底座310与环切口过盈配合,下放第二钢管桩120,通过主纠偏油顶组中的第一伸缩油顶330出力抵住第二钢管桩120内壁;通过测距设备获取第一钢管桩110与第一钢管桩110的距离信息,根据距离信息调整第一伸缩油顶330的出力以调整第二钢管桩120的位置,从而完成第二钢管桩120的精准打桩。
[0079] 可选的,第一伸缩油顶330可以固定在顶盖320的顶部,也可以固定在顶盖320的外壁上。
[0080] 具体的,第一伸缩油顶330沿顶盖320的边缘均匀分布,第一伸缩油顶330的伸缩方向为沿顶盖320的径向方向。
[0081] 具体的,伸缩油顶对应的油顶动力箱370也可以固定在顶盖320上。
[0082] 具体的,底座310和顶盖320均为圆柱型,底座310与第一钢管桩110内壁能够过盈配合,顶盖320的直径大于底座310的直径,顶盖320的直径小于第二钢管桩120的直径。
[0083] 进一步的,本申请实施例还包括备用纠偏油顶组,备用纠偏油顶组包括至少四个第二伸缩油顶340,第二伸缩油顶340分布在顶盖320的边缘且向外伸缩,第二伸缩油顶340的伸缩端固定有滚轮350;第二伸缩油顶340设置在顶盖320的同一横截面上。
[0084] 具体的,与主纠偏油顶组类似,第二伸缩油顶340可以固定在顶盖320的顶部,也可以固定在顶盖320的外壁上;第一伸缩油顶330沿顶盖320的边缘均匀分布,第一伸缩油顶330的伸缩方向为沿顶盖320的径向方向。
[0085] 具体的,备用纠偏油顶组用于在主纠偏油顶组出现故障时,采用备用纠偏油顶组的伸缩油顶进行工作。
[0086] 作为一种实施方式,主纠偏油顶组可以与备用油顶组设置在顶盖320的同一截面上,也可以设置在不同高度的截面上,当主纠偏油顶组中存在第一伸缩油顶330故障,替换为备用纠偏油顶组中的四个第二伸缩油顶340工作。
[0087] 作为另一种实施方式,主纠偏油顶组与备用油顶组设置在顶盖320的不同高度的截面上,且四个第二伸缩油顶340分别与四个第一伸缩油顶330所在方位相同,当第一伸缩油顶330故障时,采用相同方位的第二伸缩油顶340代替工作。
[0088] 需要说明的是,若采用上述另一种实施方式,主纠偏油顶组与备用油顶组中相同方位的第一伸缩油顶330与第二伸缩油顶340之间的距离需要尽可能的小,以避免后续拟合曲线时出现测量误差。
[0089] 进一步的可选的,第一伸缩油顶330和第二伸缩油顶340采用单作用液压油缸、负载敏感型液压油缸等。
[0090] 具体的,根据本申请实施例总伸缩油顶所用到的应用场景,在伸缩油缸在外部负载大于伸缩油顶推力时,需要伸缩油缸回缩,以保持不同伸缩油顶在不同方向上出力时第二钢管桩120的受力平衡;采用单作用液压油缸或者负载敏感型液压油缸能够满足上述条件。
[0091] 下面对测距设备进行说明:
[0092] 测距设备为全站仪380或者传感器组,在第二钢管桩120下放时,均可用于测量顶盖320与第二钢管桩120内壁的距离。如图5为将全站仪380作为测距设备的结构图;图6为将传感器组作为测距设备的结构图。
[0093] 具体的,全站仪380固定在顶盖320的中心,能够通过全站仪380的探头持续旋转扫描获取全站仪380在不同方向上与第二钢管桩120内壁的距离。
[0094] 下面对传感器组进行具体说明:
[0095] 可选的,测距传感器360可以固定在伸缩油顶的伸出端,也可以固定在顶盖320上,测距传感器360用于获取该测距传感器360据第二钢管桩120内壁的距离;
[0096] 具体的,以轴线为中心,五个测距传感器360分别固定在顶盖320的不同方位上。
[0097] 进一步的,为了方便后续的测量与计算,其中四个测距传感器360分别对应一个第一伸缩油顶330,每个测距传感器360分别与对应的第一伸缩油顶330的方位相同。
[0098] 进一步的,顶盖320上还固定有平台吊耳,方便对内稳桩平台300进行吊起回收。
[0099] 本申请实施例提供一种内稳桩平台300,包括底座310、顶盖320、主纠偏油顶组和传感器组;具有以下技术效果:
[0100] 在本申请实施例进行钢管桩套接施工时,将底座310固定在内部钢管桩的顶部,下放外部钢管桩时,通过主纠偏油顶组中的第一伸缩油顶330或者备用纠偏油顶组的第二伸缩油顶340伸出抵住外部钢管桩的内壁,能够通过测距设备确定第一钢管桩110和第二钢管桩120之间的相对距离,通过调整第一伸缩油顶330的出力调整第二钢管桩120的位置,完成精准打桩。
[0101] 备用纠偏油顶组用于在主纠偏油顶组出现故障时,采用备用纠偏油顶组的伸缩油顶进行工作继续施工,避免重复施工延迟工期。
[0102] 相比与现有的稳桩平台,本申请提供的方法不需要在外部搭建稳桩平台,能够节省人力物力,大大缩短了施工周期,且能够实现钢管桩基础施工垂直度的自动控制。
[0103] 图7为本申请提供的一种基于内稳桩平台的钢管桩垂直度控制方法的流程图一。本方法用于对上述内稳桩平台进行控制,其目的在于在第二钢管桩下放过程中调整第二钢管桩的倾斜方向,以确保第二钢管桩的垂直度不大于施工要求的最大垂直度。
[0104] 如图7所示,本方法用于上述内稳桩平台的控制器,其中控制器用于控制伸缩油顶以及接受测距设备获取的距离信息。该方法包括:
[0105] S710、在第二钢管桩下放至第一预设高度时,以初始力伸出伸缩油顶;第一预设高度为内稳桩平台进入第二钢管桩内时的下放高度。
[0106] 具体的,在第二钢管桩下放至第一预设高度时,四个伸缩油顶均以初始力向外伸出抵住第二钢管桩的内壁。
[0107] 具体的,初始力为人工预设值,能够使伸缩油顶抵住第二钢管桩的内壁,对第二钢管桩进行初步定位,以及防止第二钢管桩过快下放。
[0108] S720、在第二钢管桩下放置第二预设高度时,通过测距设备拟合第二钢管桩内壁的截面轨迹,根据截面轨迹确定第二钢管桩的垂直度;第二预设高度为第二钢管桩进入泥面时的高度。
[0109] 具体的,在第二钢管桩进入泥面后,第二钢管桩通过打桩机继续下沉;在下沉过程中需要监控第二钢管桩的垂直度,且根据垂直度对第二钢管桩进行纠正。
[0110] 具体的,由于第二钢管桩可能存在倾斜角度,其截面不会时刻为标准圆形,根据椭圆方程对第二钢管桩内壁的截面进行拟合获取截面轨迹;通过截面轨迹可确定第二钢管桩的垂直度。
[0111] 具体的,测距设备为全站仪或者传感器组;均能够获取第二钢管桩内壁上多个点所在的角度和对应的距离;获取至少5个点可拟合第二钢管桩内壁的截面轨迹。
[0112] S730、若垂直度大于预设垂直度,根据截面轨迹确定目标油顶和目标油顶的出力值;根据目标油顶和目标油顶的出力值纠正第二钢管桩的位置;
[0113] 具体的,将截面轨迹与预设标准轨迹进行对比,可确定目标油顶和目标油顶的出力值,对目标油顶施加对应的出力值以完成对第二钢管桩的校正。
[0114] S740、在预设时间周期或者预设高度周期后返回通过测距设备拟合第二钢管桩内壁的截面轨迹的步骤,直至第二钢管桩下放高度到达第三预设高度。
[0115] 具体的,在第二钢管桩进入泥面起,重复步骤S720 S740,直至施工完成。其中第三~预设高度为第二钢管桩与第一钢管桩完成卡接时的下放高度。
[0116] 本申请实施例提供一种基于内稳桩平台的钢管桩垂直度控制方法,在第二钢管桩下放至内稳桩平台处时以初始力伸出伸缩油顶;下放置进入泥面时,通过测距设备拟合第二钢管桩内壁的截面轨迹,确定第二钢管桩的垂直度;在垂直度大于预设垂直度时,确定目标油顶和目标油顶的出力值;根据目标油顶和目标油顶的出力值纠正第二钢管桩的位置。本申请实施例具有以下技术效果:
[0117] 能够在第二钢管桩进入泥面后监控第二钢管桩的截面轨迹和垂直度,并根据截面轨迹和垂直度确定目标油顶和目标油顶的出力值;根据目标油顶和目标油顶的出力值纠正第二钢管桩的位置,从而完成钢管桩的套接工程,与现有的稳桩平台相比,本申请提供的方法不需要在钢管桩外部搭建稳桩平台,能够节省人力物力,大大缩短了施工周期,且能够实现钢管桩基础施工垂直度的自动控制。
[0118] 图8为本申请提供的一种基于内稳桩平台的钢管桩垂直度控制方法的流程图二。
[0119] 如图8所示,本方法用于上述内稳桩平台的控制器,其中控制器用于控制伸缩油顶以及接受测距设备获取的距离信息。该方法包括:
[0120] S810、在第二钢管桩下放至第一预设高度时,以初始力伸出伸缩油顶;第一预设高度为内稳桩平台进入第二钢管桩内时的高度。
[0121] 具体的,伸缩油顶为主纠偏油顶组的四个第一伸缩油顶,或者备用纠偏油顶组的四个第二伸缩油顶。
[0122] 具体的,初始力为人工预设值,能够使伸缩油顶抵住第二钢管桩的内壁,对第二钢管桩进行初步定位,以及防止第二钢管桩过快下放。
[0123] 在一些实施例中,初始力不大于10%倍的额定出力值,其中额定出力值为伸缩油顶标定的额定出力值。
[0124] 具体的,每组的伸缩油顶中,相邻的伸缩油顶之间呈90°设置。
[0125] S820、在第二钢管桩下放置第二预设高度时,获取测距设备获取的预设截面上多个第二钢管桩内壁在预设坐标系上的坐标点,根据坐标点获取截面轨迹,其中,预设坐标系的原点为第一钢管桩的轴心,截面轨迹为椭圆形。
[0126] 具体的,测距设备为全站仪或者传感器组,全站仪固定在顶盖的中心,能够通过全站仪的探头持续旋转扫描获取全站仪在不同方向上与第二钢管桩内壁的距离。也可以传感器组中的测距传感器均可获取上述距离。
[0127] 作为一种实施方式,以该截面上第一钢管桩的轴心为原点,建立极坐标系或者平面坐标系作为预设坐标系,根据测距传感器的预设角度和对应的距离能够确定对应的坐标点。
[0128] 具体的,根据椭圆方程公式,根据至少5个坐标点能够拟合一个椭圆轨迹。
[0129] 进一步的,现有的数据工具均根据坐标点进行截面轨迹拟合,例如:
[0130] OpenCV库中的fitEllipse函数。
[0131] S830、根据截面轨迹确定第二钢管桩的垂直度。
[0132] 具体的,根据第二钢管桩与两倍长半轴的比值获取第一比值,根据1与第一比值平方的差获取垂直度。其中,长半轴为截面轨迹的长半轴。
[0133] 具体的,图9为本申请实施例提供的垂直度获取方法的原理示意图;如图9所示为第二钢管桩的侧视图,其中第一矩形910为垂直度为0时第二钢管桩局部的纵向截面,第二矩形920为第二钢管桩局部实际的纵向截面;虚线930为用于示意截面轨迹所在的横截面,其中a为截面轨迹的长半轴大小,D为第二钢管桩的直径,为第二钢管桩的切斜角度。根据其几何关系,可知:
[0134]
[0135]
[0136] 其中, 为第二钢管桩的垂直度, 为某一个时间段内第二钢管桩下沉的垂直高度。
[0137] 具体的,第二钢管桩的下放高度的获取方法,其原理如图9,可在每个下放阶段,例如每个时刻(以下公式用i表示),获取第二钢管桩下放的长度Δl,根据Δl获取该阶段的下放高度 ;总的下放高度即为所有阶段下放高度的总和。
[0138] 作为一种实施例,可根据一下公式获取:
[0139]
[0140]
[0141] 其中,X为下放高度。
[0142] S840、判断垂直度是否大于预设垂直度,若大于,执行S850;若不大于,返回S820~840,继续更新垂直度,直至大于时执行S850。
[0143] 具体的,预设垂直度为施工标准要求的最大垂直度;一般情况下,预设垂直度为3‰。
[0144] 具体的,第二钢管桩持续下放打桩,若垂直度大于预设垂直度,可在一个时间周期或者下放一个高度周期后返回S820,通过S820 840重新进行截面轨迹拟合、获取垂直度和~进行垂直度判断,在垂直度大于预设垂直度之后执行S850。
[0145] S850、根据截面轨迹确定目标油顶和目标油顶的出力值。
[0146] 作为一种实施方式,具体可通过S851 S854实现,该方法包括:~
[0147] S851、根据截面轨迹确定第二钢管桩的应受合力及应受合力的方向。
[0148] 具体的,根据截面轨迹的长半轴偏离预设标准轨迹的反方向获取应受合力的方向;获取长半轴与第二钢管桩半径的差值,确定差值与预设出力系数的乘积作为应受合力。
[0149] 具体的,预设标准轨迹为以轴心为原点,以第二钢管桩半径为半径的圆形轨迹。
[0150] 图10为本申请实施例提供的应受合力和出力值获取方法的原理示意图。如图10所示,预设坐标系为以第一钢管桩轴心点为原点,以四个伸缩油顶所在为x轴正负轴,y轴正负轴的平面坐标系。
[0151] 根据如图10,第一轨迹1010为根据S840获取的椭圆形截面轨迹;第二轨迹1020为预设标准轨迹,其椭圆形截面轨迹的长半轴相对预设标准轨迹向第四象限偏移,则其反方向即为应受合力的方向。
[0152] 如图10,应受合力的计算公式为:
[0153]
[0154] 其中,F为应受合力,D为第二钢管桩的直径,a为截面轨迹的长半轴大小,为预设出力系数,出于安全性考虑,预设出力系数设置为:
[0155]
[0156] 其中, 为伸缩油顶标定的额定出力值, 为垂直度达到3‰时截面轨迹的长半轴的值。
[0157] S852、判断应受合力的方向是否与伸缩油顶的方向重合,其中伸缩油顶的方向为伸缩油顶的伸出方向;若与伸缩油顶重合,执行S853、若不与伸缩油顶重合,执行S854。
[0158] 具体的,若应受合力的方向与伸缩油顶的方向重合,通过S853确定目标油顶和目标油顶的出力值;否则通过S854确定目标油顶和目标油顶的出力值。
[0159] S853、确定重合的伸缩油顶为目标油顶,确定应受合力为目标油顶的出力值;
[0160] 具体的,应受合力的方向与伸缩油顶的方向重合时,通过调整一个伸缩油顶即可,其应受合力即为目标油顶的出力值。
[0161] S854、确定与应受合力相邻的两个伸缩油顶为目标油顶;获取应受合力在目标油顶上分力的作为目标油顶的出力值。
[0162] 具体的,如图10,即为应受合力的方向与伸缩油顶的方向不重合情况,由于目标油顶位于x轴和y轴上,应受合力位于第二象限,则应受合力相邻的两个伸缩油顶为位于x轴正半轴上的伸缩油顶和位于y轴正半轴上的伸缩油顶,即目标油顶。
[0163] 进一步的,应受合力在x轴正半轴上和y轴正半轴上的分力即为对应的目标油顶的出力值;其计算公式为:
[0164] Fx=Fcosα
[0165] Fy=Fsinα
[0166] 其中,Fx为应受合力在x轴正半轴上的分力,应受合力在Fy为y轴正半轴上的分力,α为应受合力与x轴正半轴的夹角。
[0167] S860、根据第二钢管桩的下沉速度判断是否发生溜桩,若出力值大于第一预设出力值,更新出力值为第一预设出力值;
[0168] 如图3,在一般工况中,当第二钢管桩底部下沉至泥层140和持力层130之间时,容易发生溜桩。
[0169] 具体的,若下沉速度大于预设速度且能够持续预设时间以上,则确定溜桩。
[0170] 作为一种实施方式,若连续3秒以上,第二钢管桩的速度大于5cm/s,第二钢管桩判断为发生溜桩,需要减少出力上限;此时的出力上限为第一预设出力值。
[0171] 具体的,若出力值未超过第一预设出力值,则保持不变;若超过第一预设出力值,则将第一预设出力值作为出力值。
[0172] 作为一种实施例,第一预设出力值设置为70%F额。
[0173] S870、在第二钢管桩的下放高度大于第二预设高度且小于第四预设高度时,判断出力值是否大于第二预设出力值,更新出力值为第二预设出力值;若下放高度大于第四预设高度,判断出力值是否大于第三预设出力值,更新出力值为第三预设出力值。
[0174] 具体的,第二预设高度为第二钢管桩底部位于泥面时钢管桩的下放高度;第四预设高度为第二钢管桩底部位于持力层时钢管桩的下放高度。
[0175] 具体的,本步骤用于控制第二钢管桩底部进入泥层和进入持力层的出力上限。
[0176] 作为一种实施例,第二预设出力值设置为100%F额;第三预设出力值设置为80%F额。
[0177] S880、根据目标油顶和目标油顶的出力值纠正第二钢管桩的位置,在一个时间周期或者下放一个高度周期后返回S820,重复S820 S880直至第二钢管桩的下放高度到达第~三预设高度。
[0178] 具体的,在第二钢管桩进入泥面起,重复步骤S820 S880,直至施工完成。其中第三~预设高度为第二钢管桩与第一钢管桩完成卡接时的下放高度。
[0179] 本申请实施例提供的一种基于内稳桩平台的钢管桩垂直度控制方法,具有以下技术效果:
[0180] 相比与现有的稳桩平台,本申请提供的方法不需要在钢管桩外部搭建稳桩平台,能够节省人力物力,大大缩短了施工周期,且能够实现钢管桩的精准套接。
[0181] 本申请实施例根据第二钢管桩的下放高度确定第二钢管桩进入水面、泥面、持力层等情况,充分考虑第二钢管桩在不同情况下的安全性,设置出力上限,保障施工的稳定性和安全性,实现精准定位。
[0182] 本申请实施例提供的一种基于内稳桩平台的钢管桩施工方法,如图11和图12,该施工方法包括:
[0183] S1101、对第一钢管桩进行环切;其中,第一钢管桩为在海上打桩成功的钢管桩;环切的位置位于第一钢管桩露出水面的位置。
[0184] 具体的,针对当前的海上项目在环切之前需要将第一钢管桩的套笼拆除,清理第一钢管桩的防冲刷区域中的沙被、石块等(抛石防护可考虑自然冲刷)。
[0185] 具体的,环切可采用火焰切割方式,环切位置位于水面以上即可。
[0186] S1102、在第一钢管桩的环切口上安装内稳桩平台。
[0187] 具体的,该内稳桩平台中通过底座与环切口过盈配合安装。
[0188] S1103、下放第二钢管桩,对第二钢管桩进行喂桩、打桩;根据内稳桩平台调整第二钢管桩的垂直度;根据内稳桩平台调整第二钢管桩的垂直度的方法为上述一种基于内稳桩平台的钢管桩垂直度控制方法。
[0189] 具体的,通过打桩母船定位第一钢管桩的位置,起吊第二钢管桩;其中运桩船用于运输第二钢管桩;将浮吊船稳定在运桩船旁边,浮吊船将运桩船稳定打桩母船与浮吊船之间,起稳定运桩船的作用。
[0190] 具体的,根据内稳桩平台调整第二钢管桩的垂直度的方法为上述一种基于内稳桩平台的钢管桩垂直度控制方法,在这里不再进行赘述。
[0191] S1104、回收内稳桩平台。
[0192] 具体的,通过起吊平台吊耳将内稳桩平台起吊回收。
[0193] 进一步的,对第二钢管桩进行验收,退出打桩母船。
[0194] 本实施例提供的一种基于内稳桩平台的钢管桩施工方法,其实现原理和技术效果类似与上述一种基于内稳桩平台的钢管桩垂直度控制方法相似,本实施例此处不做赘述。
[0195] 图13为本申请提供的一种内稳桩平台控制设备的结构示意图,如图13所示,本实施例提供的控制设备1300包括:
[0196] 初始化模块1310,用于在第二钢管桩下放至第一预设高度时,以初始力伸出伸缩油顶;第一预设高度为内稳桩平台进入第二钢管桩内时的下放高度。
[0197] 垂直度获取模块1320、用于在第二钢管桩下放置第二预设高度时,通过测距设备拟合第二钢管桩内壁的截面轨迹,根据截面轨迹确定第二钢管桩的垂直度;第二预设高度为第二钢管桩进入泥面时的高度。
[0198] 执行模块1330、用于在垂直度大于预设垂直度时,根据截面轨迹确定目标油顶和目标油顶的出力值;根据目标油顶和目标油顶的出力值纠正第二钢管桩的位置。
[0199] 循环模块1340、用于在预设时间周期或者预设高度周期后返回通过测距设备拟合第二钢管桩内壁的截面轨迹的步骤,直至第二钢管桩下放高度到达第三预设位置。
[0200] 进一步的,垂直度获取模块1320,具体用于:
[0201] 获取测距设备获取的预设截面上多个第二钢管桩内壁在预设坐标系上的坐标点,根据坐标点获取截面轨迹,其中,预设坐标系的原点为第一钢管桩的轴心,截面轨迹为椭圆形。
[0202] 进一步的,垂直度获取模块1320,具体还用于:
[0203] 根据第二钢管桩与两倍长半轴的比值获取第一比值,根据1与第一比值平方的差获取垂直度。其中,长半轴为截面轨迹的长半轴。
[0204] 进一步的,执行模块1330,具体用于:
[0205] 根据截面轨迹确定第二钢管桩的应受合力及应受合力的方向;
[0206] 判断应受合力的方向是否与伸缩油顶的方向重合,其中伸缩油顶的方向为伸缩油顶的伸出方向;
[0207] 若与伸缩油顶重合,确定重合的伸缩油顶为目标油顶,确定应受合力为目标油顶的出力值;
[0208] 若不与伸缩油顶重合,确定与应受合力相邻的两个伸缩油顶为目标油顶;获取应受合力在目标油顶上分力的作为目标油顶的出力值。
[0209] 进一步的,执行模块1330,具体还用于:
[0210] 根据截面轨迹的长半轴偏离预设标准轨迹的反方向获取应受合力的方向;其中,预设标准轨迹为以轴心为原点,以第二钢管桩半径为半径的圆形轨迹;
[0211] 获取长半轴与第二钢管桩半径的差值,确定差值与预设出力系数的乘积作为应受合力。
[0212] 进一步的,执行模块1330,具体还用于:
[0213] 根据第二钢管桩的下沉速度判断是否发生溜桩,若出力值大于第一预设出力值,更新出力值为第一预设出力值;
[0214] 在第二钢管桩的下放高度大于第二预设高度且小于第四预设高度时,判断出力值是否大于第二预设出力值,更新出力值为第二预设出力值;
[0215] 若下放高度大于第四预设高度,判断出力值是否大于第三预设出力值,更新出力值为第三预设出力值。
[0216] 本实施例提供的一种内稳桩平台控制设备,可执行上述方法实施例提供的控制方法,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不做赘述。
[0217] 图14为本申请提供的一种电子设备的结构示意图。如图14所示,本实施例提供的电子设备1400包括:至少一个处理器1401和存储器1402。可选地,该设备1400还包括通信部件1403。其中,处理器1401、存储器1402以及通信部件1403通过总线1404连接。
[0218] 在具体实现过程中,至少一个处理器1401执行存储器1402存储的计算机执行指令,使得至少一个处理器1401执行上述的控制方法。
[0219] 处理器1401的具体实现过程可参见上述控制方法实施例,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不再赘述。
[0220] 在上述的实施例中,应理解,处理器可以是中央处理单元(英文:Central Processing Unit,简称:CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文:Digital Signal Processor,简称:DSP)、专用集成电路(英文:Application Specific Integrated Circuit,简称:ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
[0221] 存储器可能包含高速存储器(Random Access Memory,RAM),也可能还包括非易失性存储器(Non‑volatile Memory,NVM),例如至少一个磁盘存储器。
[0222] 总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture,ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component,PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture,EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。
[0223] 本申请还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述的控制方法。
[0224] 本申请还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令,当处理器执行计算机执行指令时,实现上述的控制方法。
[0225] 上述可读存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。可读存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
[0226] 一种示例性的可读存储介质耦合至处理器,从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息,且可向该可读存储介质写入信息。当然,可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits,简称:ASIC)中。当然,处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于设备中。
[0227] 单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0228] 作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0229] 另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0230] 功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0231] 本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0232] 最后应说明的是:本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段,并不 局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。

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