[發(fā)明專利]樁索組合平臺及其適應(yīng)潮差變化的運(yùn)用方法

在審

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• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104443294A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慧
• 申請（專利權(quán)）人: 華北水利水電大學(xué)
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋平臺構(gòu)造技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種樁索組合平臺及其適應(yīng)潮差變化的運(yùn)用方法。

背景技術(shù)

海洋平臺結(jié)構(gòu)是海上油氣開采、海上生產(chǎn)基地的重要結(jié)構(gòu)物，近些年來為了開發(fā)深水海域油氣資源，保護(hù)國家海洋權(quán)益，在外海深水海域建立海洋平臺已是迫在眉睫。然而外海海域環(huán)境荷載惡劣，受風(fēng)、浪、流等巨大的水平荷載控制，傳統(tǒng)的樁基平臺需要很高的承載力富余度。為增加基礎(chǔ)承載能力，需要將樁基直徑和規(guī)模都設(shè)計(jì)的很大，這使得平臺的建設(shè)費(fèi)用迅速增加，特別是在外海環(huán)境中，大直徑樁基施工困難施工風(fēng)險(xiǎn)大。以上這些原因?qū)е铝藰痘A(chǔ)這一傳統(tǒng)的基礎(chǔ)形式在海洋平臺中的應(yīng)用受到限制。

此外，海洋平臺結(jié)構(gòu)面臨著眾多災(zāi)害因素的威脅，特別在大潮差海域，大浪與風(fēng)暴增水及天文大潮增水的疊加，常常會使海平面上升十余米，為避免平臺上部結(jié)構(gòu)受到風(fēng)浪的作用而承受巨大的環(huán)境荷載，樁基平臺常常需要賦予很高的氣隙設(shè)計(jì)值。受這樣的高水位和惡劣環(huán)境因素控制，樁基礎(chǔ)的自由長度也會大幅增加，根據(jù)水平設(shè)計(jì)荷載和樁基礎(chǔ)自身強(qiáng)度的要求，樁徑也就需要相應(yīng)的增大。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，隨著設(shè)計(jì)水深的增大，樁基平臺的造價(jià)將加速上升，這是因?yàn)檩^長的自由長度增大了樁基礎(chǔ)的直徑，增加基礎(chǔ)規(guī)模也使得結(jié)構(gòu)的施工變得更加困難。此外，過高的氣隙也使得正常海況條件下，船舶停靠困難，平臺物資轉(zhuǎn)運(yùn)和生產(chǎn)成本增加，平臺的功能受到影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要解決上述背景技術(shù)的不足，提供一種適用于風(fēng)暴頻繁、潮差變化大、環(huán)境條件惡劣的樁索組合平臺及其運(yùn)用方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種樁索組合平臺，它包括具有自浮能力的頂部平臺和由多個樁體構(gòu)成的樁基礎(chǔ)，其特征在于：所述頂部平臺開設(shè)有多個與所述樁體對應(yīng)并契合的圍阱，所述頂部平臺上設(shè)置有多個固定在所述圍阱頂部的張力索箱，所述張力索箱通過張力索與所述樁體頂部連接，所述張力索箱能調(diào)整所述張力索的張力并對其進(jìn)行收放；所述圍阱內(nèi)壁從上至下依次對稱設(shè)有升降裝置和固樁系統(tǒng)，所述升降裝置可使頂部平臺與樁體上下相對運(yùn)動，所述固樁系統(tǒng)可將頂部平臺固定于樁體合適位置處。

進(jìn)一步地，所述樁體兩側(cè)對稱固定設(shè)有齒條；所述升降裝置包括電動機(jī)、減速器和若干個設(shè)置在所述圍阱內(nèi)壁兩側(cè)上并與所述齒條相嚙合的齒輪，所述電動機(jī)通過減速器與位于同一側(cè)的齒輪傳動連接；所述固樁系統(tǒng)包括復(fù)位油缸及齒塊，所述復(fù)位油缸固定端固定設(shè)置在所述圍阱內(nèi)壁上，所述復(fù)位油缸的輸出端與齒塊外側(cè)固定連接，所述齒塊內(nèi)側(cè)與所述齒條相嚙合。

進(jìn)一步地，所述齒塊上下兩側(cè)均設(shè)有與所述齒塊滑動配合的導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板外端端部固定連接在所述圍阱內(nèi)壁上。

所述樁體頂部設(shè)有用于與所述張力索下端連接的預(yù)埋件。

一種大潮差海域樁索組合平臺適應(yīng)潮差變化的運(yùn)用方法，其特征在于，它包括以下步驟：

1)、在高潮位及風(fēng)暴劇烈增水的條件下，釋放張力索，頂部平臺在浮力作用下隨水面上升；

2)、在低潮位時(shí)，隨著水位的下降，收緊張力索，頂部平臺緩慢下降至使樁體頂部進(jìn)入頂部平臺的圍阱內(nèi)，并依靠升降裝置使頂部平臺沿樁體下降至需求高度后，依靠固樁系統(tǒng)將頂部平臺固定在樁體上。

本發(fā)明通過樁基礎(chǔ)與頂部平臺的相對升降運(yùn)動來適應(yīng)水位的正常變化，通過張力索的收放來適應(yīng)水深的劇烈變化，增大了頂部平臺的適用水深和潮位的變化范圍，解決了在大潮差海域平臺設(shè)計(jì)氣隙過高的限制下，樁基礎(chǔ)中的各個樁體尺寸過大的問題，由于減小了樁體的自由長度與直徑，相應(yīng)的可降低海上施工費(fèi)用，是一種適用于風(fēng)暴頻繁、潮差變化大、環(huán)境條件惡劣的外海平臺結(jié)構(gòu)形式。

附圖說明

圖1為大潮差海域樁索組合平臺的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為頂部平臺和樁體發(fā)生相對運(yùn)動示意圖；

圖3為將頂部平臺固定在樁體上的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為在低潮位時(shí)施工預(yù)制樁基礎(chǔ)示意圖；

圖5為在高潮位時(shí)頂部平臺的安裝示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參考圖1，本實(shí)施例的一種大潮差海域樁索組合平臺，它包括具有頂部平臺1和由多個樁體2構(gòu)成的樁基礎(chǔ)，頂部平臺1為浮式結(jié)構(gòu)，具有自浮能力，在頂部平臺1內(nèi)設(shè)有壓載水艙，而樁體2為預(yù)制打入樁，在低潮位時(shí)樁頂露出水面，在高潮位時(shí)樁頂被水面淹沒。