本發(fā)明涉及海洋平臺領(lǐng)域，特別涉及一種液壓插銷式自升平臺的樁腿合攏方法。

背景技術(shù)：

自升式平臺的樁腿從結(jié)構(gòu)上分類主要分為桁架式和圓柱式，從升降方式上分類主要分為齒條嚙合式和液壓插銷式。

對于傳統(tǒng)的桁架式或圓柱式的齒條嚙合式樁腿，樁靴樁腿設(shè)計的結(jié)構(gòu)重量相對較輕，且其樁靴無需進行水壓結(jié)構(gòu)試驗，因此在樁靴樁腿合攏時，樁靴底部支撐胎架所需承受的重量即為樁靴和陸地上所合攏的樁腿分段的總重量，支撐胎架布置難度不大，支撐胎架向地面?zhèn)鬟f的壓力也不會超過地面的承重能力，能夠保證安全性。

然而對于液壓插銷式的自升平臺而言，樁靴需要在樁靴樁腿陸地合攏階段（即平臺下水前）完成水壓結(jié)構(gòu)試驗。此結(jié)構(gòu)試驗需要往樁靴內(nèi)打水，使樁靴所承受的壓力達到其設(shè)計水壓頭，試驗過程水的重量非常大，增加了樁靴樁腿合攏時樁靴底部支撐胎架的難度，加之樁靴樁腿自身結(jié)構(gòu)重量非常大，但樁靴的底面積有限，樁靴下的地面很容易被支撐胎架傳遞而來的超強壓力所破壞，從而影響合攏精度，甚至可能導(dǎo)致合攏時樁靴樁腿倒塌的現(xiàn)象，進而影響平臺建造周期，安全性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種液壓插銷式自升平臺的樁腿合攏方法，解決現(xiàn)有技術(shù)的自升平臺的樁腿在建造過程中因樁腿樁靴重量較大且樁靴需要做結(jié)構(gòu)試驗，以上所提所有重量疊加后對支撐胎架具有較高的要求，且容易對地面造成損壞，從而影響合攏精度，安全性差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種液壓插銷式自升平臺的樁腿合攏方法，包括步驟：

將樁靴和主船體分別支撐于預(yù)定位置，樁靴由樁靴支撐裝置所支撐，主船體由主船體支撐裝置所支撐，樁靴在樁腿合攏前就位于主船體上的升降系統(tǒng)的正下方；

吊裝合攏第一段樁腿分段，將樁腿分段底部合攏縫與樁靴進行合攏焊接，樁腿分段穿過主船體上的升降系統(tǒng)，并與升降系統(tǒng)中軸線對位；

利用主船體上的升降系統(tǒng)鎖定第一段樁腿分段；

保持升降系統(tǒng)與第一段樁腿分段鎖定的狀態(tài)，逐段依次向上合攏第二段及以上樁腿分段。

優(yōu)選地，在逐段依次向上合攏樁腿分段的過程中，還進行樁靴水壓結(jié)構(gòu)試驗。

優(yōu)選地，所述樁靴水壓結(jié)構(gòu)試驗在合攏的樁腿分段總高度大于等于樁靴設(shè)計水壓頭后進行。

優(yōu)選地，在主船體由主船體支撐裝置支撐之后并在吊裝合攏第一段樁腿分段之前，將所述升降系統(tǒng)安裝于所述主船體上，并配套安裝固樁架和圍井；其中，固樁架位于主船體上，所述升降系統(tǒng)安裝于固樁架內(nèi)，升降系統(tǒng)中軸線與固樁架中軸線重合；圍井位于主船體內(nèi)，圍井的中軸線與固樁架的中軸線重合；樁靴的所述預(yù)定位置為所述圍井理論位置的正下方。

優(yōu)選地，在吊裝合攏第一段樁腿分段前，還在固樁架的上端加工上導(dǎo)向板，以及在圍井的下端加工下導(dǎo)向板。

優(yōu)選地，在吊裝合攏第一段樁腿分段前，還包括步驟：調(diào)整樁靴的位置使得樁靴的中軸線與固樁架的中軸線重合。

優(yōu)選地，在吊裝合攏第一段樁腿分段的步驟中，樁靴與第一段樁腿分段的合攏縫距圍井底部的距離大于等于0.5米。

優(yōu)選地，所述升降系統(tǒng)為液壓插銷式升降系統(tǒng)，設(shè)有定環(huán)梁插銷和動環(huán)梁插銷，所述動環(huán)梁插銷可升降；所述樁腿分段上設(shè)有插銷孔；所述利用主船體上的升降系統(tǒng)鎖定第一段樁腿分段時，通過定環(huán)梁插銷或動環(huán)梁插銷與樁腿分段的插銷孔插接配合，從而鎖定樁腿分段。

優(yōu)選地，在利用主船體上的升降系統(tǒng)鎖定第一段樁腿分段的步驟中，在定環(huán)梁插銷不能與樁腿分段上插銷孔對位時，調(diào)整動環(huán)梁插銷的高度，使動環(huán)梁插銷與樁腿分段上的插銷孔相對，并利用動環(huán)梁插銷鎖定第一段樁腿分段。

優(yōu)選地，所述樁靴支撐裝置具有多個支撐點，均勻支撐所述樁靴，且樁靴支撐裝置的總承重大于樁靴及第一段樁腿分段的總重量。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：本發(fā)明中，由于第一段樁腿分段與主船體通過升降系統(tǒng)進行鎖定，在后續(xù)第二段及以上樁腿分段合攏的過程中，合攏的樁腿分段的重量將通過升降系統(tǒng)傳遞至主船體上，再通過主船體支撐裝置傳遞至地面（或船臺），原本由樁靴支撐裝置所承擔(dān)的重量分散到了主船體支撐裝置上，相當(dāng)于增加了對樁靴樁腿支撐的接觸面積。對于樁靴水壓結(jié)構(gòu)試驗需在樁靴和樁腿內(nèi)打水所增加的水的重量，同樣可通過主船體分散至主船體支撐裝置。通過該方法，可降低樁靴支撐裝置的難度，加速項目生產(chǎn)進度，節(jié)約建造成本，同時避免了僅由樁靴支撐裝置承擔(dān)重量造成樁靴所處地面被壓壞的情況發(fā)生，有效地解決了因地面被樁靴支撐裝置損壞造成合攏精度偏差的問題，降低了樁腿合攏的安全風(fēng)險，提高了合攏的精度，保證樁腿合攏作業(yè)的安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明液壓插銷式自升平臺樁腿合攏工藝優(yōu)選實施例的方法流程示意圖。

圖2是液壓插銷式自升平臺按本發(fā)明的方法進行樁腿合攏時的布墩方案示意圖。

圖3是本發(fā)明圖2中A-A視圖。

圖4是本發(fā)明圖3中B-B視圖簡圖，其中，升降系統(tǒng)的液壓缸處于縮回狀態(tài)。

圖5是本發(fā)明圖3中B-B視圖簡圖，其中，升降系統(tǒng)的液壓缸處于伸出狀態(tài)。

圖6是本發(fā)明一應(yīng)用實例中樁腿分段合攏至樁靴上時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是從圖6的狀態(tài)升降系統(tǒng)動作使動環(huán)梁下降后的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明如下：1、地面；2、支撐胎架；3、布墩；4、樁靴；5、樁腿分段；51、插銷孔；6、主船體；61、甲板；62、船底板；7、升降系統(tǒng)；71、定環(huán)梁；711、定環(huán)梁插銷；72、液壓缸；721、輸出軸；73、動環(huán)梁；731、動環(huán)梁插銷；8、固樁架；81、上導(dǎo)向板；9、圍井；91、下導(dǎo)向板；92、圍井底板。

具體實施方式

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施方式將在以下的說明中詳細敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實施方式上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。

參閱圖1，本發(fā)明提供一種液壓插銷式自升平臺的樁腿合攏方法，主要包括步驟：

S10：將樁靴和主船體分別支撐于預(yù)定位置；其中，樁靴由樁靴支撐裝置所支撐，主船體由主船體支撐裝置所支撐，樁靴對應(yīng)位于主船體上的升降系統(tǒng)的正下方。樁靴在樁腿合攏前就位。

S20：吊裝合攏第一段樁腿分段；該步驟中，將第一段樁腿分段底部合攏縫與樁靴進行合攏焊接，樁腿分段穿過主船體上的升降系統(tǒng)，并與升降系統(tǒng)中軸線對位，即：使樁腿分段的中軸線與升降系統(tǒng)的中軸線重合。

S30：利用主船體上的升降系統(tǒng)鎖定第一段樁腿分段；第一段樁腿分段由升降系統(tǒng)鎖定后，該樁腿分段及樁靴即與主船體相固定，該樁腿分段及樁靴后續(xù)的承重將可以傳遞至主船體上。升降系統(tǒng)鎖定樁腿分段可利用升降系統(tǒng)的插銷裝置實現(xiàn)。

S40：逐段依次向上合攏第二段及以上樁腿分段；該步驟中，保持升降系統(tǒng)與第一段樁腿分段鎖定的狀態(tài)。

該方法中，由于第一段樁腿分段與主船體通過升降系統(tǒng)進行鎖定，在后續(xù)第二段及以上樁腿分段合攏的過程中，合攏的樁腿分段的重量將通過升降系統(tǒng)傳遞至主船體上，再通過主船體支撐裝置傳遞至地面（或船臺），原本由樁靴支撐裝置所承擔(dān)的重量分散到了主船體支撐裝置上，相當(dāng)于增加了對樁靴樁腿支撐的接觸面積。對于樁靴水壓結(jié)構(gòu)試驗需在樁靴和樁腿內(nèi)打水所增加的水的重量，同樣可通過主船體分散至主船體支撐裝置。通過該方法，可降低樁靴支撐裝置的難度，加速項目生產(chǎn)進度，節(jié)約建造成本，同時避免了僅由樁靴支撐裝置承擔(dān)重量造成樁靴所處地面被壓壞的情況發(fā)生，有效地解決了因地面被樁靴支撐裝置損壞造成合攏精度偏差的問題，降低了樁腿合攏的安全風(fēng)險，提高了合攏的精度，保證樁腿合攏作業(yè)的安全性。

較優(yōu)地，樁靴水壓結(jié)構(gòu)試驗可在步驟S40中穿插進行。具體地，可在合攏的樁腿分段總高度大于等于樁靴設(shè)計水壓頭后進行。例如：如果合攏第二段樁腿分段后，總高度超出了樁靴設(shè)計水壓頭，即可先進行樁靴水壓結(jié)構(gòu)試驗，待試驗完成且試驗結(jié)果合格，則再進行繼續(xù)合攏第三段及以上的樁腿分段。

樁靴水壓結(jié)構(gòu)試驗可依以下步驟進行：

S410：在樁靴的上方形成一氣密空間，使該氣密空間位于樁腿分段內(nèi)并與樁靴的內(nèi)腔連通而構(gòu)成一注水腔，并在該注水腔上方支撐一與該注水腔連通的水管，使注水腔頂端的高度小于樁靴的設(shè)計水壓頭高度，并使水管上端的高度大于樁靴的設(shè)計水壓頭高度。

S420：往注水腔和水管內(nèi)注水，使水充滿整個注水腔，并使水管內(nèi)水的高度達到樁靴的設(shè)計水壓頭高度。

S430：注水完成后保壓，觀察試驗結(jié)果。

采用這種方式，由于水管的直徑遠小于樁腿分段的直徑，可在滿足設(shè)計水壓頭的條件，大大減少所需的水量，且水管容易支撐，試驗難度小，安全性高。

參閱圖2，自升平臺根據(jù)上述的方法進行樁腿合攏時，用以支撐樁靴4的樁靴支撐裝置為支撐胎架2，用以支撐主船體6的主船體支撐裝置為布墩3。為使表述更為簡潔，以下將直接以支撐胎架2指代樁靴支撐裝置，以布墩3指代主船體支撐裝置。

主船體6上對應(yīng)于升降系統(tǒng)7配套安裝有固樁架8和圍井9。固樁架8位于主船體6的甲板61上，升降系統(tǒng)7安裝于固樁架8內(nèi)，升降系統(tǒng)7的中軸線與固樁架8的中軸線L8重合。圍井9位于主船體6內(nèi)，圍井9的圍井底板92不超出主船體6的船底板62，圍井9的中軸線L9與固樁架8的中軸線L8重合。

樁靴4位于圍井9的正下方，樁靴4由其下方的多個支撐胎架2支撐于地面1上。支撐胎架2的總承重大于樁靴4及第一段樁腿分段5的總重量，根據(jù)總承重計算支撐胎架2的材料及數(shù)量，而后均勻布置于圍井9理論位置的正下方，各支撐胎架2的承重不超出所在地面1處所能承重的能力。

步驟S10中，先將樁靴4放置于支撐胎架2上，使樁靴4位于圍井9理論位置的正下方。而后將主船體6搭載于布墩3上，主船體6支撐完成后，再在主船體6上安裝好升降系統(tǒng)7、固樁架8及圍井9。

主船體6的布墩方案按照地面1的承重能力進行合理設(shè)計，主船體6在地面1的理論位置可預(yù)先規(guī)劃好，而后根據(jù)布墩方案將數(shù)量合適的布墩3布置于合適的位置。

較優(yōu)地，固樁架8和圍井9安裝之后，還在固樁架8上端通過機械加工形成上導(dǎo)向板81，在圍井9的下端加工出下導(dǎo)向板91，加工過程以固樁架8的中軸線L8為基準，并滿足精度要求。上導(dǎo)向板81和下導(dǎo)向板91可便于后續(xù)步驟中樁腿分段5合攏時的導(dǎo)向。上、下導(dǎo)向板81、91最終均需符合尺寸及加工精度要求。

在進行步驟S20前，較優(yōu)地，還以固樁架8實際的中軸線L8為基準調(diào)整樁靴4的位置，使得樁靴4的中軸線L4與固樁架8的中軸線L8重合，滿足同軸度的精度要求。當(dāng)然，如果樁靴4和主船體6按照理論位置布置好后，樁靴4的中軸線L4與固樁架8的中軸線L8恰好重合，則此處可不必再調(diào)整，直接根據(jù)步驟S20吊裝第一段樁腿分段5。

在步驟S20中，第一段樁腿分段5的吊裝合攏以固樁架8的中軸線L8為基準，第一段樁腿分段5穿過固樁架8內(nèi)的升降系統(tǒng)7及主船體6內(nèi)的圍井9，第一段樁腿分段5的下端再與樁靴4裝配焊接。

為便于樁腿分段5與樁靴4的焊接，較優(yōu)地，樁靴4與第一段樁腿分段5的合攏縫W距圍井底板92的距離H0大于等于0.5米，便于工人正常焊接施工。這一高度差可根據(jù)主船體6的布墩3和/或樁靴4的支撐胎架2進行調(diào)節(jié)，按照公式H2+H4+500＜H3+H92進行計算，其中，H2為支撐胎架2高度，H4為樁靴4高度，H3為布墩3高度，H92為圍井底板92距船底板62的高度；在布墩3高度H3一定時，可通過調(diào)整支撐胎架2的高度H2來滿足要求。

參閱圖2至圖5，升降系統(tǒng)7為液壓插銷式升降系統(tǒng)，該升降系統(tǒng)7包括相對于固樁架8固定的定環(huán)梁71、豎直向下安裝于定環(huán)梁71上的液壓缸72、安裝于液壓缸72輸出軸721上而可相對于定環(huán)梁71升降的動環(huán)梁73。定環(huán)梁71上設(shè)有可水平移動的定環(huán)梁插銷711，動環(huán)梁73上設(shè)有可水平移動的動環(huán)梁插銷731。定環(huán)梁插銷711和動環(huán)梁插銷731均為四個，沿固樁架8中軸線L8周向均勻分布，各插銷的水平移動軌跡的延長線與固樁架8中軸線L8垂直相交。

與升降系統(tǒng)7相應(yīng)地，樁腿分段5上沿周向設(shè)有插銷孔51，該插銷孔51可與定環(huán)梁插銷711、動環(huán)梁插銷731相配合。

步驟S30中，利用升降系統(tǒng)7鎖定第一段樁腿分段5時，即通過定環(huán)梁插銷711或動環(huán)梁插銷731與樁腿分段5上插銷孔51的插接配合而鎖定樁腿分段5。

在該過程中，如果第一段樁腿分段5合攏至樁靴4上后，升降系統(tǒng)7的定環(huán)梁插銷711剛好與樁腿分段5上某一組插銷孔51相對，可直接采用定環(huán)梁插銷711鎖定樁腿分段5。

對比參閱圖4和圖5，另外還可對比參閱圖6和圖7，若定環(huán)梁插銷711和動環(huán)梁插銷731均未與樁腿分段5上的插銷孔51相對，則使液壓缸72的輸出軸721伸長而調(diào)整動環(huán)梁73的高度，當(dāng)動環(huán)梁插銷731與某一組插銷孔51相對時，再使動環(huán)梁插銷731向樁腿分段5方向伸出，與插銷孔51相配合鎖定樁腿分段5。

一并參閱圖2、圖6和圖7，以下以一實例具體介紹樁腿的合攏過程。

一、準備階段：

1、將樁靴4布置于圍井9理論位置的正下方，根據(jù)樁靴4及第一段樁腿分段5的重量計算支撐胎架2的材料及數(shù)量，保證支撐胎架2是對稱均勻布置的。

例如，在樁靴4重量T為95噸，第一段樁腿分段5重量T為215噸時，支撐胎架2總承重T=T+T=95+215=310噸，支撐點為13個，則平均每個支撐點承重T=T/13=24噸。

2、按照地面1承重能力，計算出布墩3數(shù)量，做好布墩方案，搭載主船體6。

3、主船體6搭載完畢，合攏安裝固樁架8及升降系統(tǒng)7。

4、安裝圍井9，并根據(jù)精度要求機加工上導(dǎo)向板81和下導(dǎo)向板91，安裝及加工過程以固樁架8的中軸線L8為基準，保證圍井9的中軸線L9與固樁架8的中軸線L8重合。

5、確保升降系統(tǒng)7的各液壓缸72可機械運動，使得動環(huán)梁73及其上的動環(huán)梁插銷731可升降，且定環(huán)梁插銷711與動環(huán)梁插銷731均能水平運動。

二、合攏階段：

1、調(diào)整樁靴4位置，根據(jù)上述準備階段中固樁架8安裝完畢后的實際中軸線L8重新定位樁靴4，使樁靴4中軸線L4與固樁架8中軸線L8的同軸度滿足精度要求。另外，保證樁靴4與第一段樁腿分段5的合攏縫W在圍井底板92以下至少500mm，以樁靴4高度H4=2480mm，布墩3高度H3=1500mm，圍井底板92距船底板62的高度H92=3000mm進行計算，支撐胎架2高度H2＜H3+H92-H4-500=1500+3000-2480-500=580mm，H2可取整并增加余量取為300mm。

2、吊裝第一段樁腿分段5，與樁靴4裝配焊接，仍以固樁架8中軸線L8為基準。

3、伸縮升降系統(tǒng)7的液壓缸72，利用動環(huán)梁插銷731將樁腿分段5鎖定于主船體6上。

4、確保鎖定安全后，繼續(xù)用龍門吊或其他吊機吊裝合攏其他樁腿分段，在合攏的樁腿分段總高度滿足試驗要求后，完成樁靴4水壓結(jié)構(gòu)試驗，試驗完成后繼續(xù)樁腿分段的合攏。如果龍門吊高度無法吊裝完成所有樁腿分段的合攏，則可以使主船體6下水后繼續(xù)進行樁腿分段的合攏。

以上是從單個樁腿合攏的角度進行詳細描述，自升平臺中一般具有三個或四個樁腿，每一樁腿均可按上述方法進行建造。

雖然已參照幾個典型實施方式描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實施方式不限于任何前述的細節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。