本發(fā)明涉及海洋工程建造領(lǐng)域，尤其涉及自升式平臺的樁腿合攏方法。
背景技術(shù)：
：自升式平臺由于不受洋流的影響，在海上作業(yè)時不存在橫搖、縱搖、垂蕩等浮式結(jié)構(gòu)的水動力響應(yīng)，與陸地作業(yè)非常接近，同時，樁腿站在海底，也不存在系泊的問題，在大淺海大陸架的應(yīng)用非常廣泛。以重量和強(qiáng)度的綜合性能考慮，超過250呎的自升式平臺均采用桁架式樁腿。其中，300呎自升式平臺的樁腿長度在122米左右，400呎自升式鉆井平臺的樁腿長度167米左右，500呎自升式平臺的樁腿長度在205米左右。而目前船廠的陸地龍門吊或岸吊的起吊高度一般在70米左右。因此，傳統(tǒng)桁架式樁腿的合攏均有一部分在下水后進(jìn)行合攏。目前，具有桁架式樁腿的自升式平臺的主流建造合攏方法主要有以下三種：第一種方法是租用浮吊，目前，大起升高度的浮吊比較少，并且最大起重能力(3000噸以上)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比需要合攏的樁腿重量(300噸左右)大得多，因此，這種浮吊的日租金都很高，并且從吊機(jī)廠家開始動員就進(jìn)行計時。例如，某船廠合攏400呎的自升式平臺，其中利用浮吊的時間為12天，日租金為100萬元，加上動復(fù)員時間，浮吊租金的費用約1500萬元。顯然這種方式的最大缺點是費用昂貴，并且受天氣影響比較大，風(fēng)浪大時無法作業(yè)。第二種方法是采用自升式平臺自帶的升降裝置，把需要合攏的分段放在平臺的主船體上，把主船體沿已合攏好的樁腿段升起來，并升至樁腿段上端合攏口位置，通過移動小車或其他動力裝置將預(yù)合攏的樁腿分段移至該合攏口位置進(jìn)行合攏。其缺點在于，其一，該方法需要把平臺的升降裝置和鎖緊裝置調(diào)試好，而大多數(shù)情況下，在這個時期調(diào)試工作還沒有開始；其二，需要采用樁腿的固定裝置，額外增加了成本；其三，這種方式使用了升降系統(tǒng)有限的疲勞壽命，會使其使用壽命降低30％以上。第三種方法是改造碼頭吊機(jī)的方案。缺點是改造費用很高，一次改造費 用為2000多萬元。如果新建特種龍門吊或全回轉(zhuǎn)將軍柱吊，成本會更高。上述三種合攏方案都是一部分在海上合攏，一部分在陸地合攏。成本較高且受天氣、海況影響大。由于自升式平臺絕大多數(shù)都沒有自航系統(tǒng)，即便有自航系統(tǒng)，也只能在下水后進(jìn)行安裝。在海上合攏時需要租用拖輪對平臺進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和移動的工作，費用高，周期長。同時，在海上移動時受洋流和過往船只的影響非常大，極易發(fā)生碰撞。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明在于提供一種自升式平臺的樁腿合攏方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中需分別在陸地和水下進(jìn)行樁腿合攏而帶來的成本較高以及水下合攏受天氣影響等問題。針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種自升式平臺樁腿的合攏方法，包括如下步驟：設(shè)置多節(jié)樁腿分段，其中至少一樁腿分段構(gòu)成基層樁腿段安裝在平臺的主船體上，其他樁腿分段構(gòu)成上部樁腿段；確定構(gòu)成所述上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段的起吊參數(shù)，其中，該起吊參數(shù)包括起重重量、起吊高度和最小起吊半徑；依照構(gòu)成所述上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段的起吊參數(shù)，確定能夠起吊并合攏所述上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段的最小噸位的履帶吊；通過組合選取至少兩種不同噸位的履帶吊實現(xiàn)上部樁腿段的合攏；其中，所述自升式平臺樁腿的合攏均在陸地上進(jìn)行。在優(yōu)選方案中，所述確定所述最小噸位的履帶吊的步驟中，還包括：確定各履帶吊在不同工況下的起重能力參數(shù)，根據(jù)該起重能力參數(shù)與所述上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段的起吊參數(shù)對比，確定各工況下履帶吊所能起吊的樁腿分段；其中，所有履帶吊在不同工況下所能起吊的樁腿分段的合集能夠覆蓋所有上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段。在優(yōu)選方案中，所述通過組合選取至少兩種不同噸位的履帶吊實現(xiàn)上部樁腿段的合攏的步驟中，還包括：確定各樁腿分段所需采用的履帶吊噸位及工況，并采用對應(yīng)的履帶吊對樁腿分段進(jìn)行起吊合攏，直至完成所有樁腿分段的合攏。在優(yōu)選方案中，所述履帶吊的工況包括：履帶吊主臂長度、履帶吊塔式輔臂長度和履帶吊配重重量；履帶吊的起重能力參數(shù)包括履帶吊起吊重量、履帶吊起吊高度、履帶吊起吊半徑。在優(yōu)選方案中，所述履帶吊起吊高度為所述基層樁腿段高度、已吊裝合攏樁腿分段高度和被吊裝樁腿分段頂端到吊臂滑輪頂端的高度之和。在優(yōu)選方案中，所述履帶吊選用起吊高度大的塔式輔臂。在優(yōu)選方案中，在所述通過組合，選取至少兩種不同噸位的履帶吊實現(xiàn)上部樁腿段的合攏的步驟中，選用小噸位的履帶吊對較低高度處的樁腿分段進(jìn)行合攏，采用大噸位的履帶吊對較高高度處的樁腿分段進(jìn)行合攏。在優(yōu)選方案中，所述六節(jié)樁腿分段高度不全相同，且高度最小的樁腿分段位于所述上部樁腿段的頂部位置。在優(yōu)選方案中，所述樁腿為桁架式樁腿。在優(yōu)選方案中，所述上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段的起吊半徑由平臺的布置和履帶吊可以操作的位置限定。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點：本發(fā)明采用全陸地樁腿合攏方式，可以大幅降低成本。另一方面，在陸地合攏，其電力來自市政電網(wǎng)，電壓穩(wěn)定且成本較低，而在海上，需要采用柴油發(fā)電，成本較高。全陸地樁腿合攏方式基本不受天氣影響，只要風(fēng)力不是太大，如9級以下風(fēng)力，都不會影響合攏，而在海上合攏，只要風(fēng)力超過5級，形成的風(fēng)浪就會使得浮吊無法作業(yè)。同時，降低了在海上的作業(yè)周期，使得平臺在碼頭受海生物腐蝕的時間變短。本發(fā)明的樁腿合攏方法大大降低了整個平臺的建造周期，在陸地建造時，吊機(jī)使用方便，各專業(yè)的作業(yè)也可以交叉進(jìn)行。附圖說明圖1是本發(fā)明自升式平臺桁架式樁腿合攏方法的流程示意圖。圖2是本發(fā)明自升式平臺樁腿合攏的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明自升式平臺樁腿合攏的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實施例的自升式平臺樁腿合攏的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明如下：1、吊耳；2、索具；3、樁腿分段；4、鋼絲繩；5、吊鉤；6、塔式輔臂；7、主臂；8、配重；9、主船體。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(xì)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至圖4，本發(fā)明提供一種自升式平臺樁腿的合攏方法，該方法包括如下步驟：s10：設(shè)置多節(jié)樁腿分段3，其中至少一樁腿分段3構(gòu)成基層樁腿段并安裝在平臺的主船體9上，其他樁腿分段3構(gòu)成上部樁腿段。s20：確定構(gòu)成上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段3的起吊參數(shù)，其中，該起吊參數(shù)包括起重重量、起吊高度和最小起吊半徑。s30：依照構(gòu)成上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段3的起吊參數(shù)，確定能夠起吊并合攏上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段3的最小噸位的履帶吊。s40：通過組合選取至少兩種不同噸位的履帶吊實現(xiàn)上部樁腿段的合攏。其中，自升式平臺樁腿的合攏均在陸地上進(jìn)行，避免了在水下合攏受天氣影響，保證了樁腿合攏的正常作業(yè)。較優(yōu)地，在步驟s30中確定最小噸位的履帶吊，還包括：確定各履帶吊在不同工況下的起重能力參數(shù)，根據(jù)該起重能力參數(shù)與上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段的起吊參數(shù)對比，確定各工況下履帶吊所能起吊的樁腿分段；其中，所有履帶吊在不同工況下所能起吊的樁腿分段的合集能夠覆蓋所有上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段。其中，履帶吊的工況包括：履帶吊主臂7長度、履帶吊塔式輔臂6長度和履帶吊配重8重量；履帶吊的起重能力參數(shù)包括履帶吊起吊重量、履帶吊起吊高度、履帶吊起吊半徑。進(jìn)一步地，確定各樁腿分段所需采用的履帶吊噸位及工況，并采用對應(yīng)的履帶吊在陸地上對樁腿分段進(jìn)行起吊合攏，直至完成所有樁腿分段的合攏。一般來說，履帶吊一旦生產(chǎn)出來，其起重能力就已經(jīng)確定，根據(jù)其主臂、塔式輔臂、配重的不同組合即可確定不同工況下的起重重量、起吊高度和起吊半徑，也就是說可以確定它的起重能力曲線或起重能力表格。在本發(fā)明中，樁腿的分段的長度可以依據(jù)齒條鋼板的長度而初步劃分，并可以綜合考慮履帶吊的起重能力后進(jìn)行調(diào)整。樁腿分段3長度lb一旦確定，其重量mb也就確定了。進(jìn)一步地，根據(jù)自升式鉆井平臺的布置，履帶吊可以作業(yè)的位置也是有限制的，那么樁腿分段3起吊所需要的最小起吊半徑r也就可以確定了。除了上述條件，由于起吊時吊帶或鋼絲繩4與樁腿的吊耳1呈一定的角度，并且角度范圍有一定的限制，所以從吊耳1的位置到吊鉤5要一定的長度lh。而吊耳1在樁腿分段3的位置也是確定的，所以從樁腿分段3頂端到吊鉤5必須有一定的距離lt。同時，考慮到起重安全，樁腿的邊界距離吊臂要保持一定的安全距離，這就使得從吊鉤5到到塔式輔臂頂端的滑輪必須還要有一定的安全距離lp。綜合以上長度，就可以確定從樁腿分段3頂端從到吊臂滑輪頂端的安全距離ls。綜合以上各因素，就可以確定起吊一節(jié)樁腿分段3所需的起重重量能力、起重高度和起吊半徑以及滿足這些起重能力參數(shù)時的主臂7、輔臂、配重8等工況參數(shù)，為便于查看，可將起重能力參數(shù)與工況參數(shù)組合起來制定表格，依據(jù)該表根據(jù)最小更換吊臂的原則對各樁腿分段3選擇合適噸位的履帶吊及該履帶吊應(yīng)處的工況，而后實施樁腿分段3的合攏。按照本發(fā)明的方法，各樁腿分段3均在陸地上進(jìn)行合攏，并采用多種噸位的履帶吊以及不同工況的組合使用，充分節(jié)約樁腿合攏的成本。上述方法的具體實施可按如下步驟進(jìn)行：首先，確定樁腿分段3的起重重量和起吊高度：根據(jù)采購的齒條鋼板的長度，可以大致確定一根齒條板分段的長度lr，樁腿分段3長度由二至三根齒條板分段組成。當(dāng)然，為了使效率更高，在起吊高度低時，采用更大的樁腿分段3，也就是三根齒條接起來的長度即為該節(jié)樁腿分段3的長度為3lr，記為lb。一節(jié)樁腿分段3的重量記為mb。另外，以陸地龍門吊可以合攏到的高度為基準(zhǔn)高度，記為lg。除了樁腿分段3自身重量之外，吊鉤5本身、滑輪上垂下的鋼絲繩4、吊裝索具2、腳手架等還有一個固定的重量，記為mf。其次，上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段3的起吊半徑參數(shù)由平臺的布置和履帶吊可以操作的位置限定。也就是說，根據(jù)自升式平臺的布置，可以確定履帶吊的活動范圍，也就確定了最小的起吊半徑。依據(jù)上述參數(shù)即可確定各樁腿分段3的起吊參數(shù)，為便于直觀查看，可制定各樁腿分段的起吊參數(shù)信息表，如表1-1所示。表1-1較優(yōu)地，位于較低高度處的樁腿分段3可以具有較大的高度，而位于頂部的樁腿分段3具有較小的高度，以提高吊裝的安全性。如上表中位于頂部的兩節(jié)樁腿分段d01、e01的高度lb*可以設(shè)置為小于其他樁腿分段的高度lb。相應(yīng)地，樁腿分段d01、e01的重量mb*也會小于其他樁腿分段的重量mb。對于履帶吊的起重能力參數(shù)，同樣也可以制定相關(guān)表格而直觀示意，即履帶吊起重能力信息表，該履帶吊起重能力信息表包括：履帶吊起吊重量mc、履帶吊起吊高度h、履帶吊起吊半徑r、履帶吊主臂7長度lm、履帶吊塔式輔臂6長度la、履帶吊配重重量m和履帶吊可合攏的樁腿分段3。其中，履帶吊起吊高度h為基層樁腿段高度、已吊裝樁腿分段3高度和被吊裝樁腿分段3頂端到吊臂滑輪頂端的高度之和。該履帶吊起重能力信息表是在滿足表1-1要求的情況下制定，如表1-2所示。表1-2履帶吊起重能力信息表較優(yōu)地，在步驟s30中履帶吊選用起吊高度大的塔式輔臂6，避免后續(xù)起吊較高的樁腿分段3時進(jìn)行塔式輔臂的加長而花費更多的作業(yè)時間，有效提高工作效率。在本合攏方法中，樁腿分段3的長度不完全相同，為了提高效率，在起 吊高度低時，采用較長的樁腿分段3，起吊高度高時，采用較短的樁腿分段3。最后，根據(jù)表1-1和表1-2，按成本最低，周期最短的原則，通過組合，選取至少兩種不同噸位的履帶吊實現(xiàn)上部樁腿段的合攏。在本發(fā)明中，進(jìn)行更高位置吊裝合攏時，通過塔式輔臂6的加長，對重量更輕的樁腿分段進(jìn)行吊裝合攏。在實際的操作中由于進(jìn)行塔式輔臂6的加長耗時比較長，為了使履帶吊的利用效率更高，中間還可以穿插其余的吊裝作業(yè)。根據(jù)目前市場上履帶吊的租金情況，起重噸位與租金并不是呈正比的關(guān)系，租金大約與起重噸位的三次方成正比。如起重能力為2000噸的吊機(jī)與起重能力為1250噸的吊機(jī)，前者的租金超過后者的4倍。所以為成本上考慮，會采用兩種不同噸位的履帶吊進(jìn)行組合使用，以節(jié)約成本。下面結(jié)合附圖和一實際應(yīng)用實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。請參閱圖4，本實施例的自升式平臺樁腿的合攏方法是以ju2000e型400呎自升式鉆井平臺的樁腿合攏為例進(jìn)行說明，本實施例中的樁腿為桁架式樁腿；樁腿分段3由呈三角形布置的三個主弦管和連接于主弦管之間的多個撐管構(gòu)成，主弦管由兩半弦管和設(shè)置于兩半弦管之間的齒條板組成，齒條板由一至三個齒條板分段連接構(gòu)成。具體的實施方法和操作步驟包括：第一步：每一樁腿劃分為由七節(jié)樁腿分段構(gòu)成，該七節(jié)樁腿分段分別由低到高的編號為l401、l501、l601、l701、l801、l901-1和l901-2。樁腿分段l401構(gòu)成基層樁腿段，可采用250噸龍門吊起吊并安裝在平臺的主船體9上。樁腿分段l501、l601、l701、l801、l901-1和l901-2將在后續(xù)步驟中依次合攏于樁腿分段l401上，該六節(jié)樁腿分段構(gòu)成上部樁腿段。第二步：確定構(gòu)成上部樁腿段的樁腿分段l501、l601、l701、l801、l901-1和l901-2的起吊參數(shù)，該起吊參數(shù)包括起重重量、起吊高度和最小起吊半徑，并制定各樁腿分段的起吊參數(shù)信息表。具體地，起吊高度參數(shù)由下述信息確定：因為采購的齒條鋼板的長度為9.0米，一張齒條鋼板可以切割兩根齒條板分段，考慮兩根齒條板分段要相差一個齒距，切割后的齒條板分段長8.5米左右。為了使效率更高，在起吊高度低時，采用更大的樁腿分段，也就是三根齒條板分段接起來和兩個半弦管 構(gòu)成的樁腿分段。根據(jù)平臺的總高度，調(diào)整各樁腿分段的長度，樁腿分段l501、l601和l801采用三根齒條板分段連接，長度為25.6米，重約190噸；樁腿分段l701采用兩根齒條板分段連接，長17.7米，重127噸；樁腿分段l901-1和l901-2采用兩根齒條板分段連接并適當(dāng)切割而成，總長17.7米，總重127噸，其中，最頂部的樁腿分段l901-2，長為12.8米，重95噸。以陸地250龍門吊的起吊高度為60米，但是，考慮到分段劃分，實際可以合攏到的高度為基準(zhǔn)高度為48.2米。樁腿分段的起重重量參數(shù)，除了樁腿分段自身重量之外，吊鉤5本身、滑輪上垂下的鋼絲繩4、吊裝索具2、腳手架等還有一個固定的重量，約32噸。實際的樁腿分段距離塔式輔臂6的安全距離在15米左右。根據(jù)ju2000e自升式鉆井平臺的布置，可以確定履帶吊的最小的起吊半徑為28米。根據(jù)以上參數(shù)，制定各樁腿分段的起吊參數(shù)信息表。如表2-1所示：表2-1各樁腿分段的起吊參數(shù)信息表樁腿分段編號起吊半徑起吊重量起吊高度l50128m222t88.7ml60128m222t124.3ml70128m159t131.4ml80128m222t157ml901-128m127t169ml901-228m127t182m第三步：依照各樁腿分段的起吊參數(shù)信息表，確定能夠起吊合攏每節(jié)樁腿分段的最小噸位的履帶吊，并制定履帶吊起重能力信息表(見表2-2)。在該履帶吊起重能力信息表中包括：每個履帶吊在不同工況下的起重能力參數(shù)，并根據(jù)該起重能力參數(shù)與上部樁腿段的每節(jié)樁腿分段的起吊參數(shù)對比，確定各工況下履帶吊所能起吊的樁腿分段。表2-2履帶吊起重能力信息表第四步：通過組合選取至少兩種不同噸位的履帶吊實現(xiàn)上部樁腿段的合攏。根據(jù)表2-2，可選取出多種吊裝方案，例如可以采用下述兩種：第一種吊裝方案是：采用1250t履帶吊，48m塔式輔臂把樁腿分段l501，l601和l701全部吊裝完成；采用2000t履帶吊84m塔式輔臂把樁腿分段l801、l901-1和l901-2吊裝完成。第二種吊裝方案是：采用1250t履帶吊，42m塔式輔臂吊裝樁腿分段l501和樁腿分段l601，用54m塔式輔臂吊裝樁腿分段l701。其中，對54m塔式輔臂配重80t和180t均可實現(xiàn)吊裝，為了不改變前一工況(吊裝l601分段)配重，選擇與前一工況配重相同的配重180t。采用2000t履帶吊84m塔式輔臂把樁腿分段l801、l901-1和l901-2吊裝完成。兩種方案中，前者節(jié)省時間和費用，而后者更為安全可靠，可根據(jù)船廠的操作工人的水平選擇更合適的一種方案。根據(jù)市場上履帶吊的租金情況，起重噸位與租金并不是呈正比的關(guān)系，租金幾乎與起重噸位的三次方成正比。目前市場上的2000t履帶吊的租金超過1250t履帶吊的四倍。所以，盡管前面的l501，l601，l701分段也可以采用2000t履帶吊，102m主臂和54m塔式輔臂進(jìn)行吊裝，但考慮到吊機(jī)的租金，本發(fā)明采用1250t履帶吊進(jìn)行吊裝l501，l601和l701。采用2000t履帶吊進(jìn)行吊裝l801、l901-1和l901-2分段。較優(yōu)地，在滿足表2-1的情 況下，盡可能選用起吊高度大的塔式輔臂6?？紤]到1250噸履帶吊的租金不到2000噸履帶吊的1/4，盡量采用1250噸的履帶吊。按上述本發(fā)明的方法對ju2000e類型的400呎自升式鉆井平臺進(jìn)行樁腿的合攏，比在海上合攏減少平臺在海上的時間50天，有效地提高了工作效率；同時，與租用浮吊相比租金就節(jié)約超過1000萬，大大降低了工作成本。根據(jù)上述介紹，本發(fā)明自升式平臺樁腿的合攏方法，采用全陸地合攏，至少具有以下優(yōu)點：1、全陸地樁腿合攏方式，大大縮短了整個平臺的建造周期。2、采用多種履帶吊進(jìn)行起吊合攏，與采用浮吊相比降低了成本約90％。3、受天氣影響較小，尤其不受海浪影響。4、降低了在海上的作業(yè)周期，使得平臺在碼頭受海生物腐蝕的時間變短。雖然已參照以上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(xì)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。當(dāng)前第1頁12