分片式錨栓組合件在海上風(fēng)機(jī)承臺(tái)基礎(chǔ)中安裝關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

方晶 張竹

一、工程概況

福建興化灣二期項(xiàng)目為亞太單機(jī)容量最大風(fēng)場，單機(jī)容量達(dá)6.7MW，通過地勘和海況勘測，由于本項(xiàng)目海床淤泥較淺，不宜采用單樁基礎(chǔ)，因此采用承臺(tái)基礎(chǔ)的形式，如圖1、圖2所示，本項(xiàng)目承臺(tái)基礎(chǔ)中間采用分片式錨栓組合件結(jié)構(gòu)，安裝后用混凝土澆筑，錨栓結(jié)構(gòu)上錨板與風(fēng)機(jī)塔架對(duì)接，通過張拉法安裝工藝緊固。

海上分片式錨栓組合件安裝主要工藝為：碼頭分片錨板拼裝、錨板吊裝、錨栓組合件安裝、加固裝船運(yùn)輸、機(jī)位吊裝、工裝拆除、調(diào)平和混凝土澆筑驗(yàn)收等環(huán)節(jié)。因此，此安裝工藝關(guān)鍵技術(shù)在于分片式錨栓組合件拼裝后吊裝不變形的控制，可拆卸式加固方案的應(yīng)用，掌握此工藝，并應(yīng)用于實(shí)踐，讓原先在海上機(jī)位拼裝作業(yè)轉(zhuǎn)為碼頭作業(yè)，可大幅節(jié)省海上作業(yè)船舶資源，降低人員海上作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高海上施工作業(yè)安裝效率，極大降低成本。

二、錨栓組合件安裝技術(shù)要求

1、準(zhǔn)備工作

分片式錨栓組合件由不同廠家供應(yīng)，項(xiàng)目用的6MW基礎(chǔ)和8MW基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸有區(qū)別，同時(shí)采用兩片錨板和四片錨板的結(jié)構(gòu)，到貨現(xiàn)場需求根據(jù)合同規(guī)定的清單做詳細(xì)檢查，包括材質(zhì)、長度、直徑和是否錨板有壞牙等細(xì)節(jié)，現(xiàn)場存放地點(diǎn)需要提前明確，需要考慮防風(fēng)、下雨和腐蝕等因素。海上錨栓組件相對(duì)陸上錨栓，結(jié)構(gòu)更大，同時(shí)防腐等級(jí)也要求更高。分片式錨栓組合件與吊具安裝如圖3所示。

2、上、下分片錨板拼裝工藝

上錨板和下錨板為4片（不同廠家為2片或者4片），通過專用吊帶或者夾具起吊錨板，與錨板接觸位置需要做防腐保護(hù)，兩吊點(diǎn)位置距離分片錨板兩端約為0.5m左右，吊帶與錨板接觸位置用膠皮隔開，防止摩擦割壞吊帶或者損壞錨板，起吊過程中保持錨板水平，兩側(cè)吊點(diǎn)高度差控制在2cm以內(nèi)，防止錨板跌落。根據(jù)常規(guī)分片式錨栓基礎(chǔ)圖要求，核對(duì)安裝下錨板的預(yù)埋件數(shù)量、尺寸和位置是否正確。

選用滿足要求的吊車，下錨板吊起后緩慢移動(dòng)到碼頭臨時(shí)拼裝支撐平臺(tái)上方300mm處停住，下錨板拼裝方式為：2片或者4片錨板對(duì)接，根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，中間采用上下連接板結(jié)構(gòu)形式固定，連接板材質(zhì)為Q235，同時(shí)連接螺栓等級(jí)比錨栓等級(jí)低，主要用于連接分片錨板作用，后期安裝后上錨板連接板需要拆除，下錨板連接板澆筑預(yù)埋在混凝土中。上下錨板連接板安裝位置圖，如圖4所示。

3、錨栓組合件準(zhǔn)備工作

錨板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)需要通過計(jì)算，由于6MW和8MW基礎(chǔ)載荷不一樣，因此后者直徑更大，錨栓個(gè)數(shù)更多，根據(jù)地勘和風(fēng)速，海況信息，兩者基礎(chǔ)標(biāo)高設(shè)計(jì)一樣，為保證現(xiàn)場上錨板調(diào)平結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)部分采用可調(diào)節(jié)高度的螺母形式，以保證螺母露出錨板的長度，如圖5所示，在塔筒安裝階段，此部分錨栓和塔架下法蘭對(duì)接安裝。

三、錨栓組合件安裝和加固

1、錨栓組合件安裝

錨栓組件的安裝用到安裝支撐架部分，其作用在于支撐上下錨板之間的高度，以方便錨栓的穿入，在項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)踐過程中，總結(jié)一種新的安裝方案，即通過八點(diǎn)法穿入錨栓：在錨板上均勻的找出8個(gè)點(diǎn)，先穿入8根錨栓，用于支撐和定位，其次調(diào)整錨板之間的間距和高度位置，用可調(diào)節(jié)螺母固定，施加力矩緊固。由于是預(yù)拼裝，現(xiàn)場通過活動(dòng)扳手即可完成，有效地提高施工效率。

分片式錨栓的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是單片錨板結(jié)構(gòu)輕，吊裝錨板對(duì)現(xiàn)場使用的吊索具要求低，滿足碼頭，海上機(jī)位吊裝對(duì)吊索具種類缺乏，以及吊索具通用性的需求，根據(jù)上述八點(diǎn)法拼裝后，可迅速完成錨栓的穿入工作，并以之作為參考，其他錨栓露出部分長度可直觀對(duì)比，通過初步調(diào)平、力矩緊固和刷冷噴鋅等方式做防腐，完成錨栓組件的安裝工作。

2、錨栓組合件加固

錨栓組件在加固前，必須使平面度，同軸度等達(dá)到圖樣技術(shù)要求，現(xiàn)場通過專用測量設(shè)備對(duì)稱均布測量，用激光儀測量水平度，以保證后期塔架對(duì)接安裝過程螺母緊固的安裝余量，如圖6所示。通過力矩扳手檢驗(yàn)錨栓組件安裝調(diào)整后的張緊程度，不同基礎(chǔ)形式的錨栓組件力矩值不同，緊固后，需要做防腐處理。

調(diào)整結(jié)束后，通過設(shè)計(jì)專有的可拆卸式U型卡板工裝加固，主要方案為：內(nèi)側(cè)通過6根斜向槽鋼（均布）加強(qiáng)固定，槽鋼中間通過雙螺母形式支撐調(diào)節(jié)張緊程度，外側(cè)用4根帶U型卡板接頭的豎向槽鋼與錨板固定，通過花蘭螺絲形式拉緊，加固工裝安裝完成后，對(duì)上下錨板水平度和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行重新復(fù)測，使錨板上下水平度達(dá)到設(shè)計(jì)值，栓接支撐加固方式安裝流程如圖7所示。

本方案的關(guān)鍵技術(shù)在于利用錨栓組合件吊具吊耳內(nèi)可側(cè)栓接特性，與斜撐槽鋼的螺栓孔連接固定，不僅對(duì)錨栓組合件起到加固作用，也節(jié)省了組合件在機(jī)位重新安裝錨栓組合件吊具的時(shí)間。

分片式錨栓組合件加固示意圖如圖8所示，通過上U型卡板和上錨板固定，下U型卡板與下錨板固定，上下錨板外側(cè)通過花蘭螺絲上下張緊，內(nèi)側(cè)通過斜支撐槽鋼上下錨板固定，中間通過螺桿調(diào)節(jié)間隙。保證加固工裝的易安裝和可拆卸性。

四、錨栓組合件整體吊裝

吊具結(jié)構(gòu)形式充分利用加固工裝接口，采用斜支撐加固工裝上錨板連接吊耳，直接安裝中間平面支撐結(jié)構(gòu)，不僅不會(huì)破壞組合件防腐涂層，也大大提高吊具的安裝時(shí)間。

吊具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為均布6吊點(diǎn)起吊，錨栓組合件結(jié)構(gòu)受力均衡，中間支撐桿與吊耳部位螺栓連接，可伸長縮短，滿足不同規(guī)格錨栓組合件吊裝接口的通用性，錨栓組合件吊具設(shè)整體連接示意圖如圖9所示。

為了進(jìn)一步保證連接板連接處的安全性，吊具安裝與錨板的接觸位置需要避開連接板接口處。在錨栓組合件整體吊裝前，需將上下錨板之間螺栓副全部緊固，保證整體結(jié)構(gòu)受力均勻完整，如圖10所示，錨板和連接板強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力圖。

五、錨栓組合件海運(yùn)綁扎

為避免錨栓組合件下部錨栓與船體接觸磕碰，下錨板下側(cè)設(shè)置有緩沖裝置塊，規(guī)格為200mm×100mm，為保證下錨板受力均勻，采用不少于20個(gè)均布布局，運(yùn)輸船根據(jù)單次裝載錨栓組件的套數(shù)決定噸位，同時(shí)，根據(jù)運(yùn)輸船甲板上空間以及下錨板尺寸周邊均勻布置擋塊支座，為方便后續(xù)批量運(yùn)輸，提前在甲板上焊接支座，通過螺栓形式與甲板支座連接固定，錨栓組合件在甲板放置穩(wěn)固后，周邊均布用鋼絲繩張緊，待錨栓組合件運(yùn)輸至指定機(jī)位時(shí)，將吊具重新安裝在錨栓上端，并完成力矩緊固，將錨栓組合件吊裝至機(jī)位預(yù)埋件相應(yīng)的位置，按照?qǐng)D紙要求調(diào)整支撐螺栓尺寸。

海運(yùn)有單獨(dú)加速度要求，廣東、福建、江蘇以及山東海域海況均不同，需要對(duì)綁扎方案和綁扎索具進(jìn)行加速度計(jì)算和校核，以確保安全，如圖11所示。

六、機(jī)位吊裝和工裝拆卸

組合件運(yùn)輸?shù)竭_(dá)機(jī)位后，安裝專用吊具吊裝到機(jī)位，先拆卸上部吊具，再拆卸內(nèi)部斜支撐和外部豎向支撐加固工裝，通過下錨板調(diào)平結(jié)構(gòu)，使下錨板上平面到預(yù)埋件的距離根據(jù)基礎(chǔ)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。下錨板的中心對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)中心，將下錨板支撐螺栓與對(duì)應(yīng)的預(yù)埋件焊接牢固，錨栓組合件上下錨板內(nèi)外側(cè)縱向槽鋼拆除，錨栓組合件安裝完成后，重新調(diào)整上下錨板水平度，使錨板上下水平度達(dá)到設(shè)計(jì)值，如圖12所示，考慮到海上工況、環(huán)境氣候特殊，錨栓組合件需采取有效防腐措施。

七、結(jié)論

本安裝技術(shù)方案已經(jīng)應(yīng)用于項(xiàng)目現(xiàn)場，并取得良好效果，目前該吊裝和加固方案已經(jīng)完成總量80%的承臺(tái)基礎(chǔ)錨栓組件安裝。本文通過分片式錨栓組合件分體特性，設(shè)計(jì)出有針對(duì)性的專用吊具和加固工裝結(jié)構(gòu)，探索出一套新的安裝加固技術(shù)，可大大提高現(xiàn)場安裝效率。分片式錨栓組合件現(xiàn)場安裝過程如圖13所示。