一种具有自动纠偏功能的稳桩系统及其纠偏方法技术方案

本发明专利技术提出一种具有自动纠偏功能的稳桩系统及其纠偏方法，所述稳桩系统包括液压抱桩器和液压打桩锤；所述液压打桩锤设置有传感检测装置和分析装置，所述传感检测装置与所述分析装置信号连接；所述分析装置与所述液压抱桩器信号连接；所述传感检测装置用于检测桩身多个方向上的位移分量，并将检测的位移分量数据发送至分析装置；所述分析装置，用于接收位移数据并计算桩身的偏离角度，在偏离角度超出阈值时向打桩锤控制系统发出停锤信号，以及向所述液压抱桩器发出纠偏位移信号；本发明专利技术通过打桩过程中检测计算桩基的垂直度偏差角度，实现桩基打桩全过程的垂直度监控和自动纠偏，优化单桩稳桩措施，提高施工作业的稳定性和效率。提高施工作业的稳定性和效率。提高施工作业的稳定性和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自动纠偏功能的稳桩系统及其纠偏方法


[0001]本专利技术涉及的打桩作业的稳桩
，特别是一种具有自动纠偏功能的稳桩系统及其纠偏方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济建设的快速发展，电能对经济建设和人们生活的影响越来越大，而随着石油资源、煤炭资源价格的日益上涨，以及人们对低碳、环保要求的日益提高，清洁能源的优势日益突出，风力发电作为一种绿色能源越来越受到世界各国的重视，并得到广泛的开发和利用，由于海上的风力资源非常丰富，因此，越来越多的风力发电场建设在海上，目前对于海面风力发电场的建筑作业，为了使风力发电建筑物基础坚固，一般需要将桩腿打入土里。
[0003]现有技术中，一般将管桩沉入泥土中一定深度时，再利用液压打桩锤对桩腿进行打桩作业，使其沉至规定深度，在打桩时，桩身会在下沉过程中不可避免发生偏移，不及时进行调整，就会导致风力发电平台的不稳定，甚至导致倾倒等危险发生；现有的施工工艺在打桩的过程中未能实时监控桩身偏移的情况，以及对桩身垂直度偏移的检测精确度较差，缺乏对桩身垂直度偏移的自动纠偏，导致打桩锤持续的打桩造成桩身偏移量越来越大，导致安装在桩基上的风力发电平台的不稳定。

技术实现思路

[0004]针对上述缺陷，本专利技术的目的在于提出一种具有自动纠偏功能的稳桩系统及其纠偏方法，解决缺乏打桩过程中对桩身垂直度偏移进行监控和自动纠偏的问题。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种具有自动纠偏功能的稳桩系统，包括液压抱桩器和液压打桩锤；所述液压打桩锤设置有传感检测装置和分析装置，所述传感检测装置与所述分析装置信号连接；所述分析装置与所述液压抱桩器信号连接；所述传感检测装置用于检测桩身多个方向上的位移分量，并将检测的位移分量数据发送至分析装置；所述分析装置，用于接收位移数据并计算桩身的偏离角度，在偏离角度超出阈值时向打桩锤控制系统发出停锤信号，以及向所述液压抱桩器发出纠偏位移信号。
[0007]优选的，所述传感检测装置包括多个压阻式位移传感器和检测控制电路；所述压阻式位移传感器分别与所述检测控制电路连接；所述检测控制电路与所述分析装置信号连接；所述压阻式位移传感器两两首尾相接呈环形排列设置于桩基的上表面；且所述压阻式位移传感器至少设有六个，六个所述压阻式位移传感器呈正六边形排列设置。
[0008]优选的，所述分析装置包括惠斯通电桥、振荡器、放大器、相敏检波器及低通滤波器与示波器；所述惠斯通电桥、放大器、相敏检波器、低通滤波器和示波器依次信号连接，所述振荡器的两端分别连接所述惠斯通电桥和相敏检波器。
[0009]优选的，所述液压抱桩器包括抱桩器基座、抱臂、伸缩辊轮油缸和油缸位移传感
器；所述抱臂设有两层，两层所述抱臂分别设置于所述抱桩器基座的上部和下部；单层所述抱臂至少设有四个所述伸缩辊轮油缸，四个所述伸缩辊轮油缸两两对称设置于所述抱臂，且四个所述伸缩辊轮油缸沿所述抱臂等距排列设置；每个所述伸缩滚轮油缸均设置有油缸位移传感器，所述油缸位移传感器用于检测活塞杆的伸出位移。
[0010]本专利技术还提出一种纠偏方法，应用于所述具有自动纠偏功能的稳桩系统中，所述纠偏方法包括以下步骤：
[0011]打桩工作开始，液压打桩锤打桩，桩基发生竖直方向位移，触发传感检测装置对桩基多个方向上的位移分量进行检测，并将各个方向上检测的位移分量分别发送至分析装置；分析装置根据各个方向上的位移分量计算得出桩基偏离角度，判断桩基偏离角度是否超出阈值，若计算出的桩基偏离角度未超出阈值，则无动作，等待下一次数据分析；若计算出的桩基偏离角度超出阈值，则向液压打桩锤的控制系统发出停锤信号，向液压抱桩器的控制系统发出纠偏信号；液压打桩锤接收到停锤信号，停止打桩锤的工作；液压抱桩器接收到纠偏信号，控制对桩基进行角度校正。
[0012]优选的，分析装置计算桩基偏离角度的方法包括以下步骤：测量出相对位的两个压阻式位移传感器之间的距离d；压阻式位移传感器检测的竖直方向的位移，分别为X1、X2、X3
……
Xn，其中n≥6，且位移数列均为正数；计算出位移数列的极值Xmax和Xmin：
[0013]Xmax计算：选取任意一个位移数据假定为最大值，分别对待运算位移数据进行求差运算，若差值大于0，则继续，若差值小于0，选取被求差运算的位移数据作为新的假定最大值，继续迭代运算，直到最后一个位移数据经过运算后，输出最终的最大值为Xmax；
[0014]Xmin计算：选取任意一个位移数据假定为最小值，分别对待运算位移数据进行求差运算，若差值小于0，则继续，若差值大于0，选取被求差运算的位移数据作为新的假定最小值，继续迭代运算，直到最后一个位移数据经过运算后，输出最终的最小值为Xmin；
[0015]倾斜角度计算：桩基偏离角度θ的计算公式为：
[0016]优选的，液压抱桩器对桩基的纠偏方法包括以下步骤：液压抱桩器的控制系统设定各个伸缩辊轮油缸的活塞杆的原始伸出位移值为S0；伸缩辊轮油缸上设置的油缸位移传感器对各个伸缩辊轮油缸的活塞杆实际伸出位移S进行检测，并将检测的位移数据发送至分析装置；分析装置计算出各个伸缩辊轮油缸的修正位移，并将修正位移信号分别发送到各个伸缩辊轮油缸；控制各个伸缩辊轮油缸的液压回路，使各个伸缩辊轮油缸增大或减小压强，从而进行角度修正。
[0017]优选的，分析装置计算各个伸缩辊轮油缸的修正位移的方法包括以下步骤：抱桩器控制系统设定各个伸缩辊轮油缸的活塞杆的原始伸出位移值为S0；油缸位移传感器检测各个伸缩辊轮油缸的活塞杆实际伸出位移分别为S1、S2、S3和S4；各伸缩辊轮油缸需要修正的位移分别为|S1
‑
S0|、|S2
‑
S0|、|S3
‑
S0|和|S4
‑
S0|；根据角度的偏差方向和各伸缩辊轮油缸需要修正的位移，分别向各个伸缩辊轮油缸发出伸出或缩回的修正信号。
[0018]上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
[0019]一种具有自动纠偏功能的稳桩系统及其纠偏方法，通过打桩过程中检测计算桩基的垂直度偏差角度，超过阈值控制液压打桩锤停止打桩，液压抱桩器及时采取对桩基进行角度矫正的措施，实现桩基打桩全过程的垂直度监控和自动纠偏，优化单桩稳桩措施，提高
施工作业的稳定性和效率。
附图说明
[0020]图1是本专利技术提出的自动纠偏功能的稳桩系统的一个实施例的安装在风机安装平台上的示意图；
[0021]图2是本专利技术提出的自动纠偏功能的稳桩系统的液压抱桩器的一个实施例的结构示意图；
[0022]图3是本专利技术提出的自动纠偏功能的稳桩系统的液压打桩锤的一个实施例的部分结构示意图；
[0023]图4是本专利技术提出的自动纠偏功能的稳桩系统的分析装置的一个实施例的示意图；
[0024]图5是本专利技术提出的纠偏方法中一个实施例的方法流程示意图。
[0025]其中：液压抱桩器10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自动纠偏功能的稳桩系统，其特征在于：包括液压抱桩器和液压打桩锤；所述液压打桩锤设置有传感检测装置和分析装置，所述传感检测装置与所述分析装置信号连接；所述分析装置与所述液压抱桩器信号连接；所述传感检测装置用于检测桩身多个竖直方向上的位移分量，并将检测的位移分量数据发送至分析装置；所述分析装置，用于接收位移数据并计算桩身的偏离角度，在偏离角度超出阈值时向打桩锤控制系统发出停锤信号，以及向所述液压抱桩器发出纠偏位移信号。2.根据权利要求1所述的一种具有自动纠偏功能的稳桩系统，其特征在于：所述传感检测装置包括多个压阻式位移传感器和检测控制电路；所述压阻式位移传感器分别与所述检测控制电路连接；所述检测控制电路与所述分析装置信号连接；所述压阻式位移传感器两两首尾相接呈环形排列设置于桩基的上表面；且所述压阻式位移传感器至少设有六个，六个所述压阻式位移传感器呈正六边形排列设置。3.根据权利要求1所述的一种具有自动纠偏功能的稳桩系统，其特征在于：所述分析装置包括惠斯通电桥、振荡器、放大器、相敏检波器及低通滤波器与示波器；所述惠斯通电桥、放大器、相敏检波器、低通滤波器和示波器依次信号连接，所述振荡器的两端分别连接所述惠斯通电桥和相敏检波器。4.根据权利要求1所述的一种具有自动纠偏功能的稳桩系统，其特征在于：所述液压抱桩器包括抱桩器基座、抱臂、伸缩辊轮油缸和油缸位移传感器；所述抱臂设有两层，两层所述抱臂分别设置于所述抱桩器基座的上部和下部；单层所述抱臂至少设有四个所述伸缩辊轮油缸，四个所述伸缩辊轮油缸两两对称设置于所述抱臂，且四个所述伸缩辊轮油缸沿所述抱臂等距排列设置；每个所述伸缩滚轮油缸均设置有油缸位移传感器，所述油缸位移传感器用于检测活塞杆的伸出位移。5.一种纠偏方法，其特征在于：应用于权利要求1
‑
4中任意一项所述的具有自动纠偏功能的稳桩系统中，所述纠偏方法包括以下步骤：打桩工作开始，液压打桩锤打桩，桩基发生竖直方向位移，触发传感检测装置对桩基多个方向上的位移分量进行检测，并将各个方向上检测的位移分量分别发送至分析装置；分析装置根据各个方向上的位移分量计算得出桩基偏离角度，判断桩基偏离角度是否超出阈值，若计算出的桩基偏离角度未超出阈值，则无动作，等待下一次数据分析；若计算出的桩基偏离角度超出阈值，则向液压打桩锤的控制系统发出停锤信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马振军，张帅君，吴韩，许振，黄银来，
申请(专利权)人：广东精铟海洋工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：