[發(fā)明專利]一種預(yù)拉力海底真空管道結(jié)構(gòu)及其拉伸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110069064.7
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112878373B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張耀平
• 申請（專利權(quán)）人: 西京學(xué)院
• 主分類號: E02D29/063
• 分類號: E02D29/063
• 代理公司: 西安眾和至成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61249
• 代理人: 強(qiáng)宏超

1.一種預(yù)拉力海底真空管道結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括海底真空管道和多個墩臺(1)，所述墩臺(1)的底部固定設(shè)置于安裝位置，所述海底真空管道固定支撐于所述墩臺(1)的頂部，所述墩臺(1)具有彈性強(qiáng)度，所述海底真空管道包括依次設(shè)置的多個真空管道管段(2)，所述真空管道管段(2)具有拉伸強(qiáng)度，相鄰的兩個所述真空管道管段(2)的相對端設(shè)置有法蘭(3)，相鄰的兩個所述真空管道管段(2)的所述法蘭(3)之間間隔設(shè)置有間隙(5)，且相鄰的兩個所述真空管道管段(2)的所述法蘭(3)之間通過拉緊機(jī)構(gòu)(4)連接；每個所述真空管道管段(2)對應(yīng)設(shè)置有一個所述墩臺(1)，所述真空管道管段(2)的中間部位固定支撐于所述墩臺(1)；或者，多個所述真空管道管段(2)中間隔設(shè)定數(shù)量的所述真空管道管段(2)對應(yīng)設(shè)置一個所述墩臺(1)，所述真空管道管段(2)的中間部位固定支撐于所述墩臺(1)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)拉力海底真空管道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述真空管道管段(2)的中間部位固定套設(shè)有管箍(6)，所述管箍(6)固定于所述墩臺(1)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)拉力海底真空管道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述拉緊機(jī)構(gòu)(4)包括多個拉桿，多個所述拉桿沿周向插接連接于相鄰的兩個所述真空管道管段(2)的所述法蘭(3)之間，且所述拉桿的軸向兩端螺接有螺母。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種預(yù)拉力海底真空管道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述拉桿套接有墊圈，所述墊圈位于所述螺母和所述法蘭(3)之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)拉力海底真空管道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述間隙(5)的初始值為S₀＝f(σ)，σ為張拉應(yīng)力，f(σ)為張拉應(yīng)力函數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)拉力海底真空管道結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述墩臺(1)為圓柱形、矩形或梯形的管樁或樁基結(jié)構(gòu)。

7.一種采用權(quán)利要求1至6中任一項所述的一種預(yù)拉力海底真空管道結(jié)構(gòu)的拉伸方法，包括設(shè)置具有彈性強(qiáng)度的多個墩臺(1)，將多個真空管道管段(2)鋪設(shè)于墩臺(1)上，多個真空管道管段(2)進(jìn)行局部分組后采用排序拉伸法進(jìn)行拉伸，且采用分步拉伸法，使每一個真空管道管段(2)分步拉伸，相鄰的兩個真空管道管段(2)的法蘭(3)之間的間隙(5)分步拉伸閉合。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種拉伸方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在安裝位置修建具有彈性強(qiáng)度的多個墩臺(1)；

步驟2：在墩臺(1)上鋪設(shè)真空管道管段(2)，相鄰的兩個真空管道管段(2)的法蘭(3)之間通過拉緊機(jī)構(gòu)(4)臨時連接，不加力緊固，且相鄰的兩個真空管道管段(2)的法蘭(3)之間預(yù)留初始值為S₀的間隙(5)；

步驟3：選取任意相鄰的兩個真空管道管段(2)的間隙(5)作為第0間隙(5₀)，拉緊第0間隙(5₀)對應(yīng)的拉緊機(jī)構(gòu)(4)，使第0間隙(5₀)縮小定量值2Δs，第0間隙(5₀)兩側(cè)的左第1墩臺(1_L1)和右第1墩臺(1_R1)被拉向第0間隙(5₀)位移量Δd，第0間隙(5₀)縮小至s＝S₀-2Δs，第0間隙(5₀)和左第1墩臺(1_L1)之間的半管段，以及第0間隙(5₀)和右第1墩臺(1_R1)之間的半管段均被拉伸L_hs＝Δs-Δd；

步驟4：拉緊左第1間隙(5_L1)對應(yīng)的拉緊機(jī)構(gòu)(4)，使左第2墩臺(1_L2)被向右拉動位移量Δd，左第2管段(2_L2)的右端法蘭(3)被向右拉動位移量Δs，左第2管段(2_L2)的右半段被拉伸L_hs＝Δs-Δd，左第1間隙(5_L1)縮小至s＝S₀-(Δs+2L_hs-Δd)＝S₀-3L_hs；同時，拉緊右第1間隙(5_R1)對應(yīng)的拉緊機(jī)構(gòu)(4)，使右第2墩臺(1_R2)被向左拉動位移量Δd，右第2管段(2_R2)的左端法蘭(3)被向左拉動位移量Δs，右第2管段(2_R2)的左半段被拉伸L_hs＝Δs-Δd，右第1間隙(5_R1)縮小至s＝S₀-(Δs+2L_hs-Δd)＝S₀-3L_hs；

步驟5：重復(fù)步驟3和步驟4；

步驟6：拉緊左第2間隙對應(yīng)的拉緊機(jī)構(gòu)(4)，左第3墩臺被向右拉動位移量Δd，左第3管段的右端法蘭(3)被向右拉動位移量Δs，左第3管段的右半段被拉伸L_hs＝Δs-Δd，左第2間隙縮小至s＝S₀-(Δs+2L_hs-Δd)＝S₀-3L_hs，左第1間隙(5_L1)縮小至S₀-3L_hs-(Δs-Δd)＝S₀-4L_hs；

同時，拉緊右第2間隙對應(yīng)的拉緊機(jī)構(gòu)(4)，右第3墩臺被向左拉動位移量Δd，右側(cè)第3管段的左端法蘭(3)被向左拉動位移量Δs，右側(cè)第3管段的左半段被拉伸L_hs＝Δs-Δd，右第2間隙s縮小至s＝S₀-(Δs+2L_hs-Δd)＝S₀-3L_hs，右第1間隙(5_R1)縮小至S₀-3L_hs-(Δs-Δd)＝S₀-4L_hs；

步驟7：重復(fù)步驟3至步驟6，向左擴(kuò)展至左第n間隙，向右擴(kuò)展至右第n間隙，直至第0間隙(5₀)完全閉合，左第1墩臺(1_L1)和右第1墩臺(1_R1)恢復(fù)到原始位置，且受到的縱向作用力趨近于0；對第0間隙(5₀)對應(yīng)的拉緊機(jī)構(gòu)(4)進(jìn)行加力緊固，以保證密封和連接強(qiáng)度要求；左第n間隙和右第n間隙之間的管段真空管道管段(2)即為一個序列組；

步驟8：重復(fù)步驟3至步驟7，直至所有間隙(5)閉合，所有墩臺(1)恢復(fù)到原始位置，且受到的縱向作用力趨近于0，拉緊機(jī)構(gòu)(4)進(jìn)行加力緊固，完成所有真空管道管段(2)的預(yù)拉力操作。