一种海上沉桩用变径送桩器的制作方法

本技术涉及船舶海洋工程装备，具体涉及一种海上沉桩用变径送桩器。

背景技术：

1、海上风电工程的发展随着人们对清洁能源的重视程度，开发也越来越迅速。海上风电具有风速快、风力稳定、不占用土地资源等优点。随着海上风电工程深入远海海域，风电基础钢管桩的桩顶一般都位于水面以下，越来越多的工程需要采用水下沉桩的形式进行基础建设。

2、现有技术中目前海上风机单桩基础的安装，主要依靠震动锤击打送桩器进行沉桩作业，且震动锤内直径需大于基础桩外直径方可作业。但是因震动锤设备资源有限，存在风电基础桩基与打桩震动锤不匹配的现象严重，现有送桩器制作费用高、周期长，且只能满足一种特定规格的基础桩基需求；除此之外，送桩器通常为由多个部件通过焊接或者紧固件连接等方向形成为一体式结构，多次撞击敲打后容易出现开焊或者紧固件断裂而造成损坏，结构强度不够还易影响后续插拔作业。

技术实现思路

1、因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中使用不便的缺陷，从而提供一种海上沉桩用变径送桩器。

2、本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种海上沉桩用变径送桩器，包括桩身，所述桩身呈筒型，所述桩身包括从上至下依次连接的变径段、过渡段和连接段，还包括：

4、变径段，所述变径段包括捶打直筒、变径筒和导向直筒，所述变径筒为内直径和外直径均从上至下依次减小的圆筒状且管壁厚度一致，所述捶打直筒外直径与变径筒顶部外直径相同，所述变径筒底部外直径与导向直筒外直径相同，所述导向直筒顶部设置有导向部与变径筒连接；

5、过渡段，所述过渡段为多个焊接固定的外径一致的过渡直筒，顶端的过渡直筒与导向直筒底部焊接固定且与导向直筒的外径一致，底端的过渡直筒与连接段焊接固定；

6、连接段，所述连接段包括焊接固定的接口部和插入部，所述接口部设置在末端的过渡直筒的下方且与过渡直筒底部焊接固定，所述插入部设置在接口部下方且与接口部焊接固定，所述接口部包括依次设置的连接直筒、接触直筒和变径连接筒，所述插入部包括插入筒和插入板，所述插入板焊接固定在插入筒内。

7、通过采用上述技术方案，变径段、过渡段和连接段通过焊接构成桩身，从而顶部连接震动锤的锤头，底部插入基础桩内，完成锤头与基础桩之间离得传递，且能够调整变径段的直径变化，增加送桩器的送桩适配性，从而能够沉各种规格的基础桩。

8、进一步的，所述捶打直筒顶部还延伸有替打圆环，所述替打圆环竖直设置在捶打直筒顶部，所述替打圆环外径与捶打直筒外径一致。

9、通过采用上述技术方案，替打圆环设在捶打直筒边缘，用于接受震动锤的击打，同时设置替打圆环减小变径送桩器与震动锤之间的直径差，有利于力的传递，有效减少冲击能量损耗。

10、进一步的，所述导向部包括导向凸起和导向凹槽，所述导向凸起延伸设置在导向直筒顶部，所述导向凹槽开设在导向凸起外侧面且相对变径筒设置，所述导向凹槽下方开设有焊接缺口，所述焊接缺口与水平面的夹角为30°。

11、通过采用上述技术方案，导向部增强变径筒与导向直筒之间的连接稳定性，根据强度分析，应力多集中与变径筒的变径位置处，因此在此处增加导向部，避免因为应力集中造成的局部开焊或疲劳损坏的情况，提高送桩器的使用寿命。

12、进一步的，所述桩身内壁圆周阵列设置有加强肋板，所述加强肋板沿桩身长度方向设置且外侧壁与桩身内壁焊接固定，所述加强肋板内侧顶部开设有导向斜角，所述加强肋板底部与插入筒内径留有间隙。

13、通过采用上述技术方案，加强肋板增加桩身纵向的结构强度且加强肋板末端留有间隙一方面能够给插入板留出位置，另一方便能够配合底部的插入板增加结构强度。

14、进一步的，相邻两个所述加强肋板间还设置有加强弧板，所述加强弧板呈圆弧状且两端与加强肋板焊接固定，所述加强弧板外侧还与桩身内壁焊接固定，所述加强弧板沿桩身内壁圆周阵列设置且还沿桩身长度方向阵列设置有多个，所述加强弧板厚度均为30mm，对应过渡段设置的加强弧板的宽度小于对应变径段和连接段设置的加强弧板的宽度，所述加强弧板外侧面的四角开设有45°焊接接点。

15、通过采用上述技术方案，加强弧板增加桩身横向的结构强度，焊接接点便于焊接固定加强板且保证焊接处的美观；过渡段由于承受应力较小，因此在保证结构强度的情况下降低加强弧板的宽度来节约送桩器成本。

16、进一步的，所述连接直筒底部环设有台阶槽，所述台阶槽的内径距离连接直筒的外径为60mm，所述接触直筒的外径与台阶槽的内径一致，所述变径连接筒为从上至下直径依次减小的圆筒，所述变径连接筒顶部外径与接触直筒的外径一致，所述变径连接筒底部外径与插入筒顶部外径一致。

17、通过采用上述技术方案，连接直筒底部环设有台阶槽，从而使得连接直筒下方的接触直筒外壁直接与基础桩内壁接触，且底部的插入部能够完全插入基础桩内，连接直筒未插入基础桩内部分将与基础桩上顶面抵接，从而能够传递冲击力并便于震动锤的击打，提升打桩作业的效率。接触直筒上还预留了剪力键的孔隙，便于适配基础桩。

18、进一步的，所述插入筒底部呈外直径依次减小的圆筒状，所述插入板底部伸出插入筒外，所述插入板底板还焊接设置有定位环。

19、通过采用上述技术方案，插入板配合插入筒顺利插入基础桩内部上端，定位环最先进入基础桩内起到定位导向作用，使得送桩器与基础桩的连接更加可靠。

20、进一步的，所述变径筒外壁还相对设置有吊耳，所述吊耳设置在变径筒上且靠近捶打直筒设置，所述吊耳包括吊筒和吊头，所述吊筒一端与变径筒外壁焊接固定，另一端与吊头焊接固定，所述吊筒呈圆筒状且内部延伸设置有强度板，所述强度板外径与吊筒内径一致，所述吊头倾斜设置在吊筒远离变径筒一端，所述吊头顶端与变径筒之间距离小于吊头底端与变径筒之间距离。

21、通过采用上述技术方案，对称设置的吊耳便于进行强度分析，由于吊耳承重主要来源于送桩器的自重且多集中在吊耳外侧，因此设置强度板，提升吊耳处结构强度。

22、综上所述，本实用新型技术方案，具有如下优点：

23、1.本实用新型提供的海上沉桩用变径送桩器，变径段、过渡段和连接段通过焊接构成桩身，从而顶部连接震动锤的锤头，底部插入基础桩内，完成锤头与基础桩之间离得传递，且能够调整变径段的直径变化，增加送桩器的送桩适配性，提升沉桩作业基础桩的选择范围。

24、2.本实用新型提供的海上沉桩用变径送桩器，导向部增强变径筒与导向直筒之间的连接稳定性，避免因为应力集中造成的局部开焊或疲劳损坏的情况，提高送桩器的使用寿命。

25、3.本实用新型提供的海上沉桩用变径送桩器，连接直筒底部环设有台阶槽，能够传递冲击力并便于震动锤的击打，提升打桩作业的效率；插入板配合插入筒顺利插入基础桩内部上端，使得送桩器与基础桩的连接更加可靠。

技术特征：

1.一种海上沉桩用变径送桩器，包括桩身(1)，所述桩身(1)呈筒型，所述桩身(1)包括从上至下依次连接的变径段(2)、过渡段(3)和连接段(4)，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的一种海上沉桩用变径送桩器，其特征在于，所述捶打直筒(21)顶部还延伸有替打圆环(211)，所述替打圆环(211)竖直设置在捶打直筒(21)顶部，所述替打圆环(211)外径与捶打直筒(21)外径一致。

3.根据权利要求1所述的一种海上沉桩用变径送桩器，其特征在于，所述导向部(24)包括导向凸起(241)和导向凹槽(242)，所述导向凸起(241)延伸设置在导向直筒(23)顶部，所述导向凹槽(242)开设在导向凸起(241)外侧面且相对变径筒(22)设置，所述导向凹槽(242)下方开设有焊接缺口(2421)，所述焊接缺口(2421)与水平面的夹角为30°。

4.根据权利要求1所述的一种海上沉桩用变径送桩器，其特征在于，所述桩身(1)内壁圆周阵列设置有多个加强肋板(5)，所述加强肋板(5)沿桩身(1)长度方向设置且外侧壁与桩身(1)内壁焊接固定，所述加强肋板(5)内侧顶部开设有导向斜角，所述加强肋板(5)底部与插入筒(421)内径留有间隙。

5.根据权利要求4所述的一种海上沉桩用变径送桩器，其特征在于，相邻两个所述加强肋板(5)间还设置有加强弧板(6)，所述加强弧板(6)呈圆弧状且两端与加强肋板(5)焊接固定，所述加强弧板(6)外侧还与桩身(1)内壁焊接固定，所述加强弧板(6)沿桩身(1)内壁圆周阵列设置且还沿桩身(1)长度方向阵列设置有多个，所述加强弧板(6)厚度均为30mm，对应过渡段(3)设置的加强弧板(6)的宽度小于对应变径段(2)和连接段(4)设置的加强弧板(6)的宽度，所述加强弧板(6)外侧面的四角开设有45°焊接接点(61)。

6.根据权利要求1所述的一种海上沉桩用变径送桩器，其特征在于，所述连接直筒(411)底部环设有台阶槽(4111)，所述台阶槽(4111)的内径距离连接直筒(411)的外径为60mm，所述接触直筒(412)的外径与台阶槽(4111)的内径一致，所述变径连接筒(413)为从上至下直径依次减小的圆筒，所述变径连接筒(413)顶部外径与接触直筒(412)的外径一致，所述变径连接筒(413)底部外径与插入筒(421)顶部外径一致。

7.根据权利要求6所述的一种海上沉桩用变径送桩器，其特征在于，所述插入筒(421)底部呈外直径依次减小的圆筒状，所述插入板(422)底部伸出插入筒(421)外，所述插入板(422)底板还焊接设置有定位环(4221)。

8.根据权利要求1所述的一种海上沉桩用变径送桩器，其特征在于，所述变径筒(22)外壁还相对设置有吊耳(7)，所述吊耳(7)设置在变径筒(22)上且靠近捶打直筒(21)设置，所述吊耳(7)包括吊筒(71)和吊头(72)，所述吊筒(71)一端与变径筒(22)外壁焊接固定，另一端与吊头(72)焊接固定，所述吊筒(71)呈圆筒状且内部延伸设置有强度板(711)，所述强度板(711)外径与吊筒(71)内径一致，所述吊头(72)倾斜设置在吊筒(71)远离变径筒(22)一端，所述吊头(72)顶端与变径筒(22)之间距离小于吊头(72)底端与变径筒(22)之间距离。

技术总结本技术涉及船舶海洋工程装备技术领域，具体涉及一种海上沉桩用变径送桩器，旨要解决的技术问题在于克服现有技术中使用不便的缺陷，主要是通过以下技术方案得以实现的：一种海上沉桩用变径送桩器，包括桩身，桩身包括从上至下依次连接的变径段、过渡段和连接段，变径段包括捶打直筒、变径筒和导向直筒，变径筒底部设有导向部与导向直筒连接，过渡段为多个过渡直筒，连接段包括接口部和插入部，接口部包括连接直筒、接触直筒和变径连接筒，插入部包括插入筒和插入板，通过顶部变径段与震动锤配合和底部插入部连接基础桩基，提升震动锤适用范围；导向部增强应力集中部位的结构强度，插入部也便于定位连接基础桩基，提升送桩过程稳定性。技术研发人员：张效聪,王浩,曹沈华,高胜利,张卫伟受保护的技术使用者：南通鹏瑞海工科技有限公司技术研发日：20231115技术公布日：2024/6/5