文章通过水下钢桩-土耦合系统的冲击响应特性有限元分析,研究桩壁厚、初始贯入度、摩擦系数对贯入度的影响规律,通过锤打击贯入度仿真结果与超深水液压打桩锤实际数据对比,表明ABAQUS软件仿真模拟可应用于液压打桩锤水下打桩的前期模拟。

针对液压打桩锤监测系统不完善、控制系统执行效率不理想等问题,从分析液压打桩锤关键性能指标及其相互作用关系入手,建立了面向液压打桩锤的数据采集、传输系统和基于模糊控制的模块化控制系统。搭建了液压打桩锤控制系统物理试验平台,在液压打桩锤的复杂工况的条件下进行了试验。试验结果表明,液压打桩锤在不同工作速度下的打击能量误差值都小于5%,在70次/min的高频开关电流冲击下,控制系统也能够对各受控执行器发出指令,证明了该监控系统具有较高的实时响应能力及鲁棒性。

针对液压打桩锤冲击引起的管路泄漏问题,对管路中的O型圈进行流固耦合仿真分析。先对管路进行建模,进行体积抽取得到流体域,再用非结构化网格对流体域进行划分。对O型圈施加约束后,导入流体域耦合面的压力数据并进行仿真,求出O型圈耦合面上的凡弥赛思应力和弹性应变,以判断各结构参数对管路密封性的影响。研究结果表明:通过增加压缩率,O型圈的最大应力减少了22.45%,最小应力减少了97.32%,最大应变减少了8.38%,最小应变减少了97.52%;通过增加管壁厚度,O型圈受到的的最大应力减少了4.62%,最小应力减少了33.85%,最大应变减少了17.90%,最小应变减少了25.55%。因此,在高压工况下,可以通过增加O型圈压缩率和管壁厚度提升管路密封性。

本文以明阳阳江青洲四海上风电场项目为例,介绍了IHC-S1800液压打桩锤的性能特点及施工工艺,阐述了其在施工中的应用,工程实施效果良好,运行安全稳定,为海上风电同类工程实施提供借鉴意义。

海上风电液压打桩锤过去长期以进口为主,价格比较昂贵,而且维护不便,成为制约我国海洋风力发电发展的瓶颈。液压打桩锤控制系统的好坏直接影响到打桩锤是否能够高效、稳定、安全的工作。基于此文章对液压打桩锤控制系统进行研究和开发,对其各部分结构,以及操作使用进行详细说明,为液压打桩锤系统的安装、使用和维护提供帮助。

作为海上风电建设的利器,大型液压打桩锤因优点众多,深受国内外施工单位青睐。国外大型液压打桩锤经过近百年发展,其性能和配套辅助工具比较完善,而国内在大型液压打桩锤的配套辅助工具特别是长距离柔性管束防护装置方面尚处于摸索阶段。文章通过开发设计长距离柔性管束的机械防护装置,使柔性管束在使用过程中得到保护,延长管束使用寿命。

液压打桩锤的蓄能器与常规蓄能器不同,其放置于液压打桩锤的腔体内部,对蓄能器充气时既要保证液压打桩锤充气气道无泄漏,还要求充气工具可以满足高压、快速、安全的功能,而常规的充气工具无法满足此工况要求,需要设计一种专用工具来满足液压打桩锤蓄能器充放气的功能。

根据液压打桩锤系统运动和动力特性的要求，建立了液压打桩锤液压系统的设计方法，并将设计过程程序化，实现了液压打桩锤液压系统的计算机辅助设计。

液压打桩锤是一种新型的打桩设备，其动态性能的好坏直接影响打桩质量及打桩效率；在分析新型氮爆式液压打桩锤工作原理的基础上，建立桩锤上升和下降阶段的数学模型；并对同一控制压力、不同氮气初始压力下的几种工况进行仿真，通过对比、分析，确定该控制压力下的最佳氮气初始压力；为开发液压打桩锤产品和优化桩锤参数提供理论依据。

章文介绍了双缸双作用液压打桩锤液压系统的组成、工作原理及设计特点。