一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法与流程

1.本发明涉及船舶制造技术领域，特别是涉及一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法。


背景技术：

2.目前，自升式作业平台适用于用于海上风力发电设备的安装，具有插桩、吊装等功能，海上风电安装平台一般设置有4个围井总成和4套齿轮齿条式升降系统。每套升降系统包含3个升降基础、3个斜撑以及4个围井分段，其中，三个升降基础组成等边三角结构，斜撑设置在相邻的两个升降基础之间，升降基础以主甲板以下500mm的水平焊缝为界，分为上升降基础和下升降基础。由于升降系统与桩腿（10 *10*10米桩腿）之间的间隙只有3mm，桩腿插桩作业相当于穿针引线，精度偏差（≥3mm）都会造成升降系统报废，其建造安装精度直接关系到平台能否顺利升降，因此，升降基础的焊接对其精度影响巨大。而现有技术中升降基础的搭载焊接顺序不同步，使得自升式作业平台的安装精度差，且易导致升降基础焊接后焊接变形量大于3mm，返工维修频繁。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是：如何解决现有技术存在的升降基础焊接顺序不同步而导致安装精度差的缺陷。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，包括以下步骤：主船体围井中心地样线堪划，确定围井中心测量基准；围井和下升降基础分段吊装定位和焊接；上升降基础和斜撑分段吊装定位和焊接。
5.进一步优选地，所述围井和下升降基础分段吊装定位的步骤包括：吊装第一围井分段和第一下升降基础分段，将所述第一围井分段和第一下升降基础分段粗定位固定后，龙门吊松钩；吊装第二围井分段、第三围井分段以及第四围井分段，粗定位固定后，龙门吊松钩；吊装第二下升降基础分段和第三下升降基础分段，所述第二下升降基础分段与所述第四围井分段粗定位固定，所述第三下升降基础分段与所述第三围井分段粗定位固定，龙门吊松钩。
6.进一步优选地，所述围井和下升降基础分段吊装定位的步骤还包括：利用三角测量法进行测量所述下升降基础分段的定位参数，并调节校正，所述下升降基础分段的定位参数需满足垂直度、扭曲度、倾斜度以及120
°
角度线位置的定位要求。
7.进一步优选地，所述围井和下升降基础分段焊接的步骤包括：对所述围井相邻主船体内部进行焊接；
对所述第一围井分段和所述第二围井分段纵缝焊接；对所述第一围井分段和所述第三围井分段横缝焊接；对所述第二围井分段和第四围井分段横缝焊接。
8.进一步优选地，所述围井和下升降基础分段焊接的步骤还包括：所述第一下升降基础分段与所述主船体背部焊接；所述第一下升降基础分段与所述第一围井分段、第二围井分段两侧以及下口位置焊接；所述第二下升降基础分段与所述第四围井分段焊接；所述第三下升降基础分段与所述第三围井分段焊接；所述围井和下升降基础分段焊接完成。
9.进一步优选地，各所述围井和个所述下升降基础分段焊接的过程中均实行精度测量，并监控焊接变形量，确保所述围井与所述下升降基础分段的焊接满足定位要求。
10.进一步优选地，所述上升降基础和斜撑分段吊装定位的步骤包括：吊装所述上升降基础分段及所述斜撑分段以形成完整的环形立体结构，并将所述上升降基础分段与所述斜撑分段粗定位固定。
11.进一步优选地，所述上升降基础分段和所述斜撑分段吊装定位的步骤还包括：对所述上升降基础分段进行精确测量定位。
12.进一步优选地，对所述上升降基础分段进行精确测量定位的步骤包括：利用三角测量法进行测量所述上升降基础分段定位参数，并根据定位参数调节所述上升降基础分段的垂直度、扭曲度、倾斜度以及120
°
角度线位置至合格。
13.进一步优选地，所述利用三角测量法进行测量所述下升降基础分段定位参数的步骤包括：以所述围井中心测量基准为中心点，测量所述围井的120
°
角度线；测量每个所述上升降基础分段导槽中心到所述围井中心测量基准的距离；测量任意两个所述上升降基础分段的中心连线的距离；测量所述上升降基础分段的棱角处到所述围井中心测量基准的距离。
14.进一步优选地，所述上升降基础和斜撑分段焊接的步骤包括：所述上升降基础分段和所述斜撑分段采用中心对称同步焊接方法进行。
15.进一步优选地，所述斜撑分段包括交叉设置的斜撑管以及设于所述斜撑管端部的贴装肘板，所述上升降基础分段和所述斜撑分段采用中心对称同步焊接方法进行的步骤包括：将所述斜撑管与所述贴装肘板焊接；将所述贴装肘板与所述上升降基础分段上下同步焊接。
16.进一步优选地，对三个所述上升降基础同步焊接，且单个所述上升降基础需要进行对称焊接，先焊接对接缝再焊接角焊缝。
17.进一步优选地，所述上升降基础分段包括前板、中板、后板以及导槽，所述上升降基础分段的焊接顺序为：对称焊接中板-对称焊接后板-对称焊接前板-焊接导槽。
18.本发明的有益效果在于：本发明通过对焊接顺序的调整能够保证该自升式作业平台升降基础的焊接安装精度符合要求，通过制定对围井、下升降基础分段、上升降基础分段
和斜撑分段的吊装定位和焊接方案，使得升降基础焊接后焊接变形量小于3mm，避免出现频繁返工维修的问题，且该方法在满足精度要求的前提下能够加快升降基础的定位搭载吊装和焊接的效率，缩短整体的安装周期。
附图说明
19.图1是本发明所述一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法的步骤图。
20.图2是本发明所述主船体围井中心基准线堪划的示意图。
21.图3是本发明所述升降基础与主船体的装配示意图。
22.图4是本发明所述围井与下升降基础的装配示意图。
23.图5是本发明所述上升降基础与斜撑分段的装配示意图。
24.图6是本发明利用三角测量法进行测量的演示图。
25.图7是本发明所述上升降基础分段与斜撑分段的装配示意图。
26.图8是本发明所述上升降基础分段的结构示意图。
27.图中，1、主船体；2、围井中心测量基准；21、围井；211、第一围井分段；212、第二围井分段；213、第三围井分段；214、第四围井分段；3、升降基础；31、下升降基础；311、第一下升降基础分段；312、第二下升降基础分段；313、第三下升降基础分段；32、上升降基础；321、第一上升降基础分段；322、第二上升降基础分段；323、第三上升降基础分段；324、中板；325、后板；326、前板；327、导槽；4、斜撑分段；41、斜撑管；42、贴装肘板；5、导槽中心。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
29.在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“之间”、“相邻”、“靠近”、“内”、“外”等指示的方位或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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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发明的限制。
30.术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.需要说明的是，如图2-图3，本发明所述的自升式作业平台是在主船体1上设置有4个围井总成和4套齿轮齿条式升降系统。每套升降系统包含3个升降基础3、3个斜撑以及4个围井分段，其中，三个升降基础组成等边三角结构，斜撑设置在相邻的两个升降基础之间，升降基础以主甲板以下500mm的水平焊缝为界，分为下升降基础31和上升降基础32。
32.如图1所示，本发明实施例提供一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，包括以下步骤：步骤s1：主船体1围井中心地样线堪划，确定围井中心测量基准2；步骤s2：围井21和下升降基础分段吊装定位和焊接；
步骤s3：上升降基础和斜撑分段4吊装定位和焊接。
33.参见图4，在上述示例的步骤s2中，所述围井和下升降基础分段吊装定位的步骤包括：吊装第一围井分段211和第一下升降基础分段311，将所述第一围井分段211和第一下升降基础分段311粗定位固定后，龙门吊松钩；吊装第二围井分段212、第三围井分段213以及第四围井分段214，粗定位固定后，龙门吊松钩；吊装第二下升降基础分段312和第三下升降基础分段313，所述第二下升降基础分段312与所述第四围井分段214粗定位固定，所述第三下升降基础分段313与所述第三围井分段213粗定位固定，龙门吊松钩，完成围井和下升降基础分段的合拢。
34.在上述示例的步骤s2中，所述围井和下升降基础分段吊装定位的步骤还包括：利用三角测量法进行测量所述下升降基础分段的定位参数，并调节校正，所述下升降基础分段的定位参数需满足垂直度、扭曲度、倾斜度以及120
°
角度线位置的定位要求；具体为，由于三个下升降基础分段组成等边三角结构，因此，需采用全站仪架设于围井中心测量基准，并获取下升降基础分段垂直度、扭曲度、倾斜度以及120
°
角度线位置参数，以实现对围井和下升降基础分段的精准定位调节。
35.在上述示例的步骤s2中，所述围井和下升降基础分段焊接的步骤包括：对所述围井相邻主船体1内部进行焊接；对所述第一围井分段211和所述第二围井分段212纵缝焊接；对所述第一围井分段211和所述第三围井分段213横缝焊接；对所述第三围井分段213和第四围井分段214横缝焊接；对所述第三围井分段213和第二围井分段212横缝焊接，依次实现围井和下升降基础分段的定位精度，满足焊接需求。
36.需要说明的是，在上述示例中，“横缝”指的是平行于主船体长度方向的缝隙，“纵缝”指的是平行于主船体宽度方向的缝隙。
37.在上述示例的步骤s2中，所述围井和下升降基础分段焊接的步骤还包括：所述第一下升降基础分段311与所述主船体1背部焊接；所述第一下升降基础分段311与所述第一围井分段211、第二围井分段212两侧以及下口位置焊接；所述第二下升降基础分段312与所述第四围井分段214焊接；所述第三下升降基础分段313与所述第三围井分段213焊接；所述围井和下升降基础分段焊接完成。
38.在上述示例的步骤s2中，各所述围井和个所述下升降基础分段焊接的过程中均实行精度测量，并监控焊接变形量，确保所述围井与所述下升降基础分段的焊接满足定位要求。
39.在上述示例的步骤s3中，所述上升降基础和斜撑分段吊装定位的步骤包括：吊装所述上升降基础分段及所述斜撑分段以形成完整的环形立体结构，并将所述上升降基础分段与所述斜撑分段粗定位固定，如图5所示，上升降基础分段包括第一上升降基础分段321、第二上升降基础分段322以及第三上升降基础分段323，斜撑分段4连接于相邻的两个上升降基础分段之间，从而形成一个等边三角的环形立体结构。
40.在上述示例的步骤s3中，所述上升降基础分段和所述斜撑分段吊装定位的步骤还包括：对所述上升降基础分段进行精确测量定位。
41.请结合图6，在上述示例的步骤s3中，对所述上升降基础分段进行精确测量定位的步骤包括：利用三角测量法进行测量所述上升降基础分段定位参数并调节所述上升降基础分段的垂直度、扭曲度、倾斜度以及120
°
角度线位置至合格。
42.请结合图6，在上述示例的步骤s3中，所述利用三角测量法进行测量所述下升降基础分段定位参数的步骤包括：以所述围井中心测量基准2为中心点，测量所述围井的120
°
角度线；测量每个所述上升降基础分段导槽中心5到所述围井中心测量基准2的距离l1；测量任意两个所述上升降基础分段的中心连线的距离l2；测量所述上升降基础分段的棱角处到所述围井中心测量基准2的距离l3，通过120
°
角度线、l1、l2以及l3的数据判断上升降基础分段的垂直度、扭曲度、倾斜度以及120
°
角度线位置，直至符合安装要求。
43.在上述示例的步骤s3中，所述上升降基础和斜撑分段焊接的步骤包括：所述上升降基础分段和所述斜撑分段采用中心对称同步焊接方法进行。
44.如图7所示，在上述示例的步骤s3中，所述斜撑分段4包括交叉设置的斜撑管41以及设于所述斜撑管端部的贴装肘板42，所述上升降基础分段和所述斜撑分段采用中心对称同步焊接方法进行的步骤包括：将所述斜撑管与所述贴装肘板焊接；将所述贴装肘板与所述上升降基础分段上下同步焊接。
45.在上述示例的步骤s3中，对三个所述上升降基础同步焊接，且单个所述上升降基础需要进行对称焊接，先焊接对接缝再焊接角焊缝。
46.如图8所示，在上述示例的步骤s3中，所述上升降基础分段包括前板326、中板324、后板325以及导槽327，所述上升降基础分段的焊接顺序为：对称焊接中板324-对称焊接后板325-对称焊接前板326-焊接导槽327，上述焊接顺序能够有效提升升降基础的焊接效率，缩短组装周期，且能够降低焊接变形量，避免出现频繁返工维修。
47.综上，本发明实施例提供一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其通过对焊接顺序的调整能够保证该自升式作业平台升降基础的焊接安装精度符合要求，通过制定对围井、下升降基础分段、上升降基础分段和斜撑分段的吊装定位和焊接方案，使得升降基础焊接后焊接变形量小于3mm，避免出现频繁返工维修的问题，且该方法在满足精度要求的前提下能够加快升降基础的定位搭载吊装和焊接的效率，缩短整体的安装周期。
48.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点 ,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述优选实施方式的细节，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
49.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，包括以下步骤：主船体围井中心地样线堪划，确定围井中心测量基准；围井和下升降基础分段吊装定位和焊接；上升降基础和斜撑分段吊装定位和焊接。2.根据权利要求1所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，所述围井和下升降基础分段吊装定位的步骤包括：吊装第一围井分段和第一下升降基础分段，将所述第一围井分段和第一下升降基础分段粗定位固定后，龙门吊松钩；吊装第二围井分段、第三围井分段以及第四围井分段，粗定位固定后，龙门吊松钩；吊装第二下升降基础分段和第三下升降基础分段，所述第二下升降基础分段与所述第四围井分段粗定位固定，所述第三下升降基础分段与所述第三围井分段粗定位固定，龙门吊松钩。3.根据权利要求2所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，所述围井和下升降基础分段吊装定位的步骤还包括：利用三角测量法进行测量所述下升降基础分段的定位参数，并调节校正，所述下升降基础分段的定位参数需满足垂直度、扭曲度、倾斜度以及120
°
角度线位置的定位要求。4.根据权利要求2所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，所述围井和下升降基础分段焊接的步骤包括：对所述围井相邻主船体内部进行焊接；对所述第一围井分段和所述第二围井分段纵缝焊接；对所述第一围井分段和所述第三围井分段横缝焊接；对所述第二围井分段和第四围井分段横缝焊接。5.根据权利要求4所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，所述围井和下升降基础分段焊接的步骤还包括：所述第一下升降基础分段与所述主船体背部焊接；所述第一下升降基础分段与所述第一围井分段、第二围井分段两侧以及下口位置焊接；所述第二下升降基础分段与所述第四围井分段焊接；所述第三下升降基础分段与所述第三围井分段焊接；所述围井和下升降基础分段焊接完成。6.根据权利要求5所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，各所述围井和个所述下升降基础分段焊接的过程中均实行精度测量，并监控焊接变形量，确保所述围井与所述下升降基础分段的焊接满足定位要求。7.根据权利要求1所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，所述上升降基础和斜撑分段吊装定位的步骤包括：吊装所述上升降基础分段及所述斜撑分段以形成完整的环形立体结构，并将所述上升降基础分段与所述斜撑分段粗定位固定。8.根据权利要求7所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，所述上升降基础分段和所述斜撑分段吊装定位的步骤还包括：对所述上升降基础分段进行精确测量定位。9.根据权利要求8所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，对所述上升降基础分段进行精确测量定位的步骤包括：利用三角测量法进行测量所述上升降基础分段定位参数，并根据定位参数调节所述上升降基础分段的垂直度、扭曲度、倾斜度以及120
°
角度线位置至合格。10.根据权利要求9所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，所述利用三角测量法进行测量所述上升降基础分段定位参数的步骤包括：以所述围井中心测量基准为中心点，测量所述围井的120
°
角度线；测量每个所述上升降基础分段导槽
中心到所述围井中心测量基准的距离；测量任意两个所述上升降基础分段的中心连线的距离；测量所述上升降基础分段的棱角处到所述围井中心测量基准的距离。11.根据权利要求10所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，所述上升降基础和斜撑分段焊接的步骤包括：所述上升降基础分段和所述斜撑分段采用中心对称同步焊接方法进行。12.根据权利要求11所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，所述斜撑分段包括交叉设置的斜撑管以及设于所述斜撑管端部的贴装肘板，所述上升降基础分段和所述斜撑分段采用中心对称同步焊接方法进行的步骤包括：将所述斜撑管与所述贴装肘板焊接；将所述贴装肘板与所述上升降基础分段上下同步焊接。13.根据权利要求12所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，对三个所述上升降基础同步焊接，且单个所述上升降基础需要进行对称焊接，先焊接对接缝再焊接角焊缝。14.根据权利要求13所述的一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，其特征在于，所述上升降基础分段包括前板、中板、后板以及导槽，所述上升降基础分段的焊接顺序为：对称焊接中板-对称焊接后板-对称焊接前板-焊接导槽。

技术总结
本发明涉及船舶制造技术领域，具体公开了一种自升式作业平台升降基础结构焊接安装方法，包括以下步骤：主船体围井中心地样线堪划，确定围井中心测量基准；围井和下升降基础分段吊装定位和焊接；上升降基础和斜撑分段吊装定位和焊接。本发明通过对焊接顺序的调整能够保证该自升式作业平台升降基础的焊接安装精度符合要求，通过制定对围井、下升降基础分段、上升降基础分段和斜撑分段的吊装定位和焊接方案，使得升降基础焊接后焊接变形量小于3mm，避免出现频繁返工维修的问题，且该方法在满足精度要求的前提下能够加快升降基础的定位搭载吊装和焊接的效率，缩短整体的安装周期。缩短整体的安装周期。缩短整体的安装周期。


技术研发人员：戴小明 雷炳育 江金芬 梁俊民 赵李君 郭敏生 周建华 肖琳嵘 邵丹丹
受保护的技术使用者：中船黄埔文冲船舶有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/8/28