一种自稳型海上作业平台

技术领域

本发明涉及工作台制作领域，尤其涉及一种自稳型海上作业平台。

背景技术

海上施工的单桩基础，由于所处位置基岩裸露，需要嵌岩植入中风化岩内，嵌岩植入深度达17m，其中全风化岩5m，中风化岩12m。

为完成嵌岩植入施工，需要将自稳型海上作业平台吊装到施工位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自稳型海上作业平台，本发明安装工序简单，潮流和波浪作用下，平台自重实现抗倾和抗滑移，而且有效减小了风浪对平台的影响，进而实现自稳。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种自稳型海上作业平台，包括导管架，支撑桩，连锁钢梁，排水阀组以及吊装系统，还包括以下施工步骤：

步骤一：所述导管架和支撑桩按照要求整体制作成型；

步骤二：将导管架吊至运输驳上，利用加劲钢板将导管架底口与运输船甲板焊接加固；

步骤三：将支撑桩逐根插入竖向套管内；

步骤四：在支撑桩位于竖向套管顶部处，对称焊接限位钢板，使得支撑桩挂在竖向套管上；

步骤五：利用起重船将导管架吊至安装点，缓慢下放至设计标高，割除限位钢板，让支撑桩在自重作用下插至海底基岩上；

步骤六：在导管架竖向套管顶部以下400mm处开孔，在该孔最准支撑桩的桩壁上也开同样的孔，将连锁钢梁水平穿入孔内，完成导管架与支撑桩的锁定；

步骤七：起重船大钩下放，让导管架压载至连锁横梁上，并通过支撑桩形成竖向支撑，整个平台搭设完成。

在本发明的一个优选实施例中，所述支撑桩采用16根，所述步骤六的开孔尺寸为230mmx230mm。

在本发明的一个优选实施例中，所述导管架为钢框架结构，尺寸为30mx30mx29m，由横向钢管、纵向钢管、竖向套管、斜撑钢管、水平撑钢管组成，按排架分为4片制作。

在本发明的一个优选实施例中，每片钢框架结构由竖向套管、纵向钢管和斜撑钢管组成；采用卧式组装方式，将第1片桁架平放于台座上，将横杆竖向对接至第1片桁架的竖向套管上；将第2片桁架平放于台座上，将第1片桁架吊起翻身后倒扣于第2片桁架上，横杆对准竖向套管的相应节点，形成第1段框架结构；按上述方法完成第3片和第4片桁架的组装，形成第2段框架结构；将第1、2段框架结构竖起，保持一个横向钢管的距离；将2段框架结构之间的横向钢管安装至相应节点，对准竖向套管，并焊接完成；最后焊接安装剩余水平撑钢管和斜撑钢管，形成整体导管架。

在本发明的一个优选实施例中，利用四组吊装锁具吊装自稳型海上作业平台，吊装锁具选择60°夹角进行吊装，吊装锁具的高度大于自稳型海上作业平台的高度，使得吊装锁具的吊高能力满足自稳型海上作业平台的吊装要求。

在本发明的一个优选实施例中，吊装系统包括：第一组吊装锁具、第二组吊装锁具、第三组吊装锁具和第四组吊装锁具，所述第一组吊装锁具和所述第二组吊装锁具相对设置，所述第三组吊装锁具和所述第四组吊装锁具相对设置；

所述第一组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点与所述第三组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点位于同一条直线，所述第二组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点与所述第四组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点位于同一条直线；

所述第一组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点正对所述第二组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点，所述第三组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点正对所述第四组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点；

所述第一组吊装锁具、所述第二组吊装锁具、所述第三组吊装锁具和所述第四组吊装锁具的吊装夹角均为60°。

作为本发明的进一步改进，所述第一组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点、所述第二组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点、所述第三组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点、所述第四组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点均位于自稳型海上作业平台沿宽度方向的中部。

作为本发明的进一步改进，所述自稳型海上作业平台包括第一框架结构、第二框架结构和第三框架结构，第一框架结构、第二框架结构和第三框架结构依次拼接；

所述第一组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点和所述第二组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点位于所述第一框架结构；

所述第三组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点和所述第四组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点位于所述第三框架结构。

作为本发明的进一步改进，所述第一框架结构包括N根第一横梁和N根第一纵梁，N≥3；

N根第一横梁平行设置，N根第一纵梁平行设置，每根第一横梁均与N根第一纵梁连接，每根第一纵梁均与N根第一横梁连接；

所述第一组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点位于正数第二根的第一横梁上，所述第二组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点位于倒数第二根的第一横梁上。

作为本发明的进一步改进，所述第三框架结构包括Z根第三横梁和Z根第三纵梁，Z≥3；

Z根第三横梁平行设置，Z根第三纵梁平行设置，每根第三横梁均与Z根第三纵梁连接，每根第三纵梁均与Z根第三横梁连接；

所述第三组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点位于正数第二根的第三横梁上，所述第四组吊装锁具在自稳型海上作业平台的吊装点位于倒数第二根的第三横梁上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明安装工序简单，潮流和波浪作用下，平台自重实现抗倾和抗滑移，而且有效减小了风浪对平台的影响，进而实现自稳；

并进一步利用四组吊装锁具吊装自稳型海上作业平台，吊装锁具选择60°夹角进行吊装，吊装锁具的高度大于自稳型海上作业平台的高度，使得吊装锁具的吊高能力满足自稳型海上作业平台的吊装要求。

附图说明

图1为第一框架结构的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图中，1-自稳型海上作业平台；2-第一组吊装锁具；3-第二组吊装锁具；4-第三组吊装锁具；5-第四组吊装锁具；6-吊装点。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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创造和简化描述，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创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1：

一种自稳型海上作业平台，包括导管架，支撑桩，连锁钢梁，排水阀组以及吊装系统，还包括以下施工步骤：

步骤1：导管架结构和支撑桩在厂内整体制作成型(导管架为钢框架结构，尺寸为30mx30mx29m，由横向钢管、纵向钢管、竖向套管、斜撑钢管、水平撑钢管组成，按排架分为4片制作。每片由竖向套管、纵向钢管和斜撑钢管组成；采用卧式组装方式，将第1片桁架平放于台座上，将横杆竖向对接至第1片桁架的竖向套管上；将第2片桁架平放于台座上，将第1片桁架吊起翻身后倒扣于第2片桁架上，横杆对准竖向套管的相应节点，焊缝均实现水平焊接，确保焊接质量，形成第1段框架结构。按上述方法完成第3片和第4片桁架的组装，形成第2段框架结构。将第1、2段框架结构竖起，保持一个横向钢管的距离；将2段框架结构之间的横向钢管安装至相应节点，对准竖向套管，并焊接完成；最后焊接安装剩余水平撑钢管和斜撑钢管，形成整体导管架)

步骤2：将导管架吊至运输驳上，利用加劲钢板将导管架底口与运输船甲板焊接加固。

步骤3：将支撑桩逐根插入竖向套管内，共16根支撑桩。

步骤4：在支撑桩位于竖向套管顶部处，对称焊接2块限位钢板，使得支撑桩挂在竖向套管上。

步骤5：运输船到达现场海域，利用起重船将导管架吊至安装点，缓慢下放至设计标高，割除限位钢板，让支撑桩在自重作用下插至海底基岩上。

步骤6：在导管架竖向套管顶部以下400mm处开孔，孔尺寸为230mmx230mm，在该孔最准支撑桩的桩壁上也开同样的孔，将连锁钢梁水平穿入孔内，完成导管架与支撑桩的锁定。逐一完成16根支撑桩的锁定。

步骤7：起重船大钩下放，让导管架压载至连锁横梁上，并通过支撑桩形成竖向支撑，整个平台搭设完成。在潮流和波浪作用下，利用平台自重实现抗倾和抗滑移，进而实现自稳。

实施例2：

请参阅图1至图3，本发明的实施例提供了一种用于自稳型海上作业平台1的吊装系统，包括：第一组吊装锁具2、第二组吊装锁具3、第三组吊装锁具4和第四组吊装锁具5，第一组吊装锁具2和第二组吊装锁具3相对设置，第三组吊装锁具4和第四组吊装锁具5相对设置；第一组吊装锁具2在自稳型海上作业平台1的吊装点与第三组吊装锁具4在自稳型海上作业平台1的吊装点位于同一条直线，第二组吊装锁具3在自稳型海上作业平台1的吊装点与第四组吊装锁具5在自稳型海上作业平台1的吊装点位于同一条直线；第一组吊装锁具2在自稳型海上作业平台1的吊装点正对第二组吊装锁具3在自稳型海上作业平台1的吊装点，第三组吊装锁具4在自稳型海上作业平台1的吊装点正对第四组吊装锁具5在自稳型海上作业平台1的吊装点；第一组吊装锁具2、第二组吊装锁具3、第三组吊装锁具4和第四组吊装锁具5的吊装夹角均为60°。

在本发明的实施例中，第一组吊装锁具2在自稳型海上作业平台1的吊装点、第二组吊装锁具3在自稳型海上作业平台1的吊装点、第三组吊装锁具4在自稳型海上作业平台1的吊装点、第四组吊装锁具5在自稳型海上作业平台1的吊装点均位于自稳型海上作业平台1沿宽度方向的中部。

在本发明的实施例中，自稳型海上作业平台1包括导管架结构和支撑桩，导管架为钢框架结构，尺寸为30mx30mx29m，由横向钢管、纵向钢管、竖向套管、斜撑钢管、水平撑钢管组成，按排架分为4片制作。每片由竖向套管、纵向钢管和斜撑钢管组成；采用卧式组装方式，将第1片桁架平放于台座上，将横杆竖向对接至第1片桁架的竖向套管上；将第2片桁架平放于台座上，将第1片桁架吊起翻身后倒扣于第2片桁架上，横杆对准竖向套管的相应节点，焊缝均实现水平焊接，确保焊接质量，形成第1段框架结构。按上述方法完成第3片和第4片桁架的组装，形成第2段框架结构。将第1、2段框架结构竖起，保持一个横向钢管的距离；将2段框架结构之间的横向钢管安装至相应节点，对准竖向套管，并焊接完成；最后焊接安装剩余水平撑钢管和斜撑钢管，形成整体导管架)，导管架结构和支撑桩在厂内整体制作成型。

导管架同样利用部分或全部吊装系统吊至运输驳上，利用加筋钢板将导管架底口与运输船甲板焊接加固。将支撑桩逐根插入竖向套管内，共16根支撑桩。在支撑桩位于竖向套管顶部处，对称焊接2块限位钢板，使得支撑桩挂在竖向套管上。运输船到达现场海域，利用起重船将导管架吊至安装点，缓慢下放至设计标高，割除限位钢板，让支撑桩在自重作用下插至海底基岩上。在导管架竖向套管顶部以下400mm处开孔，孔尺寸为230mmx230mm，在该孔最准支撑桩的桩壁上也开同样的孔，将连锁钢梁水平穿入孔内，完成导管架与支撑桩的锁定。逐一完成16根支撑桩的锁定。起重船大钩下放，让导管架压载至连锁横梁上，并通过支撑桩形成竖向支撑，整个平台搭设完成。在潮流和波浪作用下，利用平台自重实现抗倾和抗滑移，进而实现自稳。

在本发明的实施例中，第一框架结构包括N根第一横梁和N根第一纵梁，N≥3；N根第一横梁平行设置，N根第一纵梁平行设置，每根第一横梁均与N根第一纵梁连接，每根第一纵梁均与N根第一横梁连接；第一组吊装锁具2在自稳型海上作业平台1的吊装点位于正数第二根的第一横梁上，第二组吊装锁具3在自稳型海上作业平台1的吊装点位于倒数第二根的第一横梁上。

在本发明的实施例中，第三框架结构包括Z根第三横梁和Z根第三纵梁，Z≥3；Z根第三横梁平行设置，Z根第三纵梁平行设置，每根第三横梁均与Z根第三纵梁连接，每根第三纵梁均与Z根第三横梁连接；第三组吊装锁具4在自稳型海上作业平台1的吊装点位于正数第二根的第三横梁上，第四组吊装锁具5在自稳型海上作业平台1的吊装点位于倒数第二根的第三横梁上。

运输驳干舷高度1.5m，自稳型海上作业平台1加底座总高度29m，钢丝绳有效高度15m，调离甲板时安全高度为4m，则总起吊高度为49.5m。根据安装时的锚位布置情况，选择大臂60"夹角进行吊装，船首至自稳型海上作业平台1中心距离为42.5m，起重船此状态下的最大吊高为82mp49.5m，吊高能力满足要求。本发明实施例的自稳型海上作业平台1和吊索具总重达1240t(其中吊索具30t)，而起重船四钩总吊重可达1760t，吊重能力满足作业要求。

本发明实施例的自稳型海上作业平台1，包括：用于现场安装的辅助支撑以及提前制作完成的一个第一框架结构、两个第二框架结构和一个第三框架结构；第一框架结构、第二框架结构和第三框架结构放置在拼装台座拼装成一个整体；第一框架结构与一个第二框架结构拼接，另一个第二框架结构与第三框架结构拼接，两个第二框架结构拼接；第一至第三框架结构拼接成用于自稳型海上作业平台1的吊装系统，辅助支撑安装于用于自稳型海上作业平台1的吊装系统。

在本发明的实施例中，第一框架结构包括N根第一横梁和N根第一纵梁，N≥3；N根第一横梁平行设置，N根第一纵梁平行设置，每根第一横梁均与N根第一纵梁连接，每根第一纵梁均与N根第一横梁连接；第一横梁与第一纵梁的中心处开设第一安装孔。

在本发明的实施例中，第一框架结构还包括若干第一型钢角撑，每个第一横梁与每根第一纵梁的连接处均固设至少一个第一型钢角撑；第一型钢角撑支撑第一横梁和第一纵梁。

在本发明的实施例中，第二框架结构包括M根第二横梁和M根第二纵梁，M≥4；M根第二横梁平行设置，M根第二纵梁平行设置，每根第二横梁均与M根第二纵梁连接，每根第二纵梁均与M根第二横梁连接；第二横梁与第二纵梁的中心处开设第二安装孔；第一框架结构与第二框架结构拼接成一个整体，第一安装孔的中心和第二安装孔的中心处于同一条直线。

在本发明的实施例中，第二框架结构还包括若干第二型钢角撑，每个第二横梁与每根第二纵梁的连接处均固设至少二个第二型钢角撑；第二型钢角撑支撑第二横梁和第二纵梁。

在本发明的实施例中，第三框架结构包括Z根第三横梁和Z根第三纵梁，Z≥3；Z根第三横梁平行设置，Z根第三纵梁平行设置，每根第三横梁均与Z根第三纵梁连接，每根第三纵梁均与Z根第三横梁连接；第三横梁与第三纵梁的中心处开设第三安装孔；第一至第三框架结构拼接成整体后第一至第三安装孔处于同一条直线。

在本发明的实施例中，第三框架结构还包括若干第三型钢角撑，每个第三横梁与每根第三纵梁的连接处均固设至少三个第三型钢角撑；第三型钢角撑支撑第三横梁和第三纵梁。

在本发明的实施例中，围绕第一安装孔设置的四根第一型钢角撑的长度大于剩余第一型钢角撑的长度；围绕第二安装孔设置的四根第二型钢角撑的长度大于剩余第二型钢角撑的长度；围绕第三安装孔设置的四根第三型钢角撑的长度大于剩余第三型钢角撑的长度。

本发明实施例的用于自稳型海上作业平台1的吊装系统，利用2400t起重船进行安装，并完成调平固定。然后安装直径4m的外护筒，利用回转钻机一边成孔一边跟进埋设外护筒，形成嵌岩孔。如果外护筒跟进困难，将采取在护筒底口焊接38块牙轮进行嵌岩。清孔后拆除外护筒，然后植入直径3.5m钢立柱并灌浆固结。最后拆除自稳型海上作业平台1。

本发明实施例的用于自稳型海上作业平台1的吊装系统，选择在制作厂内进行制作。由于结构尺寸较大，采取厂内分段制作，在基地码头前沿的空地上拼装成型。

本发明实施例的用于自稳型海上作业平台1的吊装系统，分片制作的构件采取卧式制作法制作成型，共分为4大段，尺寸分别为20mx20mx29m(共1段)、10mx15mx29m(共2段)、10mx20mx29m(共1段)，由船厂500t门机将其落驳至运输船上，拖运至码头。利用基地码头上的500t固定吊，将自稳型海上作业平台1分段吊至运输驳上(提前制作拼装台座)，然后拼装成整体结构。

本发明实施例的用于自稳型海上作业平台1的吊装系统，利用固定吊或50t汽车吊将H400型钢安装至自稳型海上作业平台1顶部，间距1000mm，放置履带吊和钻机的区域加密为间距500mm.型钢需与自稳型海上作业平台1纵第一横梁系上的搁置马鞍座焊接固定。

本发明实施例的用于自稳型海上作业平台1的吊装系统，其套管顶部对称开200mmx200mm的安装孔，孔顶距离套管顶400mm。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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，各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。