用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置制造方法
【專利摘要】一種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置，屬于海洋工程裝備【技術(shù)領(lǐng)域】。該連接裝置在模塊化海洋結(jié)構(gòu)物之間采用多個(gè)抗壓連接單元連接，抗壓連接單元包含連接鋼索、彈性介質(zhì)彈簧和限位鋼板，連接鋼索的自由長(zhǎng)度小于彈性介質(zhì)彈簧的自由長(zhǎng)度，連接鋼索和彈性介質(zhì)彈簧的兩端各與一個(gè)限位鋼板固定連接，連接鋼索連接在限位鋼板的中心位置，位于彈性介質(zhì)彈簧中軸線上，組裝后的抗壓連接單元，位于兩端的限位鋼板上的四個(gè)銷孔在一個(gè)平面內(nèi)。該連接裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，可實(shí)現(xiàn)在海上快速安裝和拆卸，且對(duì)連接裝置沒(méi)有損傷，可重復(fù)使用，穩(wěn)定性好，能承受較大的剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)引起的應(yīng)力和變形。
【專利說(shuō)明】用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置，具體地說(shuō)是用于海洋結(jié)構(gòu)物能快速裝卸的半順應(yīng)、半剛式連接裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]由于海上風(fēng)浪大施工困難、平臺(tái)建造有誤差，海上模塊化平臺(tái)安裝作業(yè)很困難。目前海洋結(jié)構(gòu)物之間普遍采用固定連接和鉸接兩種連接方式。海洋結(jié)構(gòu)物之間如果固定連接，在連接處會(huì)承受9個(gè)自由度的剪力和彎矩，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有潛在的威脅。海洋結(jié)構(gòu)物之間如果鉸接，會(huì)影響模塊間的穩(wěn)定性，組成的整體穩(wěn)定性不佳，對(duì)使用產(chǎn)生不利影響。上述兩種連接方式均不能實(shí)現(xiàn)快速安裝和拆卸，且對(duì)連接裝置有損傷，不能重復(fù)使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)操作強(qiáng)度大，建造精度對(duì)安裝影響大，連接方式不能滿足使用需求的諸多不足，提供一種可在工廠規(guī)?；圃?，連接機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單造價(jià)低廉，可實(shí)現(xiàn)在海上快速安裝和拆卸，且對(duì)連接裝置沒(méi)有損傷，可重復(fù)使用，穩(wěn)定性好，能承受較大的9個(gè)自由度的剪力、彎矩和扭轉(zhuǎn)，兼顧固定連接與鉸接優(yōu)點(diǎn)的用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的半順應(yīng)半剛式連接裝置。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置包括第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物，它還包括抗壓連接單元，所述第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物與第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物之間采用多個(gè)抗壓連接單元連接，所述抗壓連接單元包含一個(gè)連接鋼索、一個(gè)彈性介質(zhì)彈簧和二個(gè)限位鋼板，連接鋼索的自由長(zhǎng)度小于彈性介質(zhì)彈簧的自由長(zhǎng)度，在限位鋼板的對(duì)邊各設(shè)有一個(gè)銷孔，連接鋼索和彈性介質(zhì)彈簧的兩端各與一個(gè)限位鋼板固定連接，連接鋼索連接在限位鋼板的中心位置，位于彈性介質(zhì)彈簧的中軸線上，組裝后的抗壓連接單元，位于兩端的限位鋼板上的四個(gè)銷孔在一個(gè)平面內(nèi)；在所述第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物與第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物的側(cè)面設(shè)有位置相互對(duì)應(yīng)的固定鋼板，在每個(gè)固定鋼板上設(shè)有位置和數(shù)量相同的與限位鋼板相配合的孔，在每個(gè)固定鋼板的兩側(cè)設(shè)有與限位鋼板的銷孔相配合的銷軸孔；在組裝第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物時(shí)，先把抗壓連接單元一端的限位鋼板置于第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物的固定鋼板上，與限位鋼板相配合的孔中，把銷軸插入固定鋼板的銷軸孔和限位鋼板的銷孔中固定，再把抗壓連接單元另一端的限位鋼板置于第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物的固定鋼板上，與限位鋼板相配合的孔中，把銷軸插入固定鋼板的銷軸孔和限位鋼板的銷孔中固定。
[0005]所述第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物的上甲板接縫處各固定設(shè)置一個(gè)帶孔的接縫蓋板，兩個(gè)接縫蓋板之間留有10-20_間隙。
[0006]所述限位鋼板采用長(zhǎng)方形、正方形或圓形結(jié)構(gòu)。
[0007]所述固定鋼板采用長(zhǎng)方形、正方形或圓形結(jié)構(gòu)。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:這種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置包括第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物、第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物和抗壓連接單元，模塊化海洋結(jié)構(gòu)物之間采用多個(gè)抗壓連接單元連接，抗壓連接單元包含連接鋼索、彈性介質(zhì)彈簧和限位鋼板，連接鋼索的自由長(zhǎng)度小于彈性介質(zhì)彈簧的自由長(zhǎng)度，彈性介質(zhì)彈簧處于壓縮狀態(tài)，連接鋼索和彈性介質(zhì)彈簧的兩端各與一個(gè)限位鋼板固定連接，連接鋼索連接在限位鋼板的中心位置，位于彈性介質(zhì)彈簧的中軸線上，組裝后的抗壓連接單元，位于兩端的限位鋼板上的四個(gè)銷孔在一個(gè)平面內(nèi)。該連接裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，可實(shí)現(xiàn)在海上快速安裝和拆卸，且對(duì)連接裝置沒(méi)有損傷，可重復(fù)使用，穩(wěn)定性好，能承受較大的剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)引起的應(yīng)力和變形。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是一種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置的結(jié)構(gòu)正視圖。
[0010]圖2是一種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0011]圖3是圖1中的A放大圖。
[0012]圖4是圖2中的B放大圖。
[0013]圖5是抗壓連接單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖6是圖5中的C向視圖。
[0015]圖中:1、連接鋼索，2、彈性介質(zhì)彈簧，3、限位鋼板，3a、銷孔，4、固定鋼板，5、銷軸，6、第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物，7、第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物，8、抗壓連接單元，9、接縫蓋板。

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步描述。
[0017]圖1、2、3、4、5、6表示出了一種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖中，用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置包括第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6、第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7和抗壓連接單元8，第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6與第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7之間采用多個(gè)抗壓連接單元8連接，第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7的上甲板接縫處各固定設(shè)置一個(gè)帶孔的接縫蓋板9，兩個(gè)接縫蓋板9之間留有10-20_間隙。
[0018]抗壓連接單元8包含一個(gè)連接鋼索1、一個(gè)彈性介質(zhì)彈簧2和二個(gè)圓形結(jié)構(gòu)的限位鋼板3，連接鋼索I的自由長(zhǎng)度小于彈性介質(zhì)彈簧2的自由長(zhǎng)度，在限位鋼板3的對(duì)邊各設(shè)有一個(gè)銷孔3a，連接鋼索I和彈性介質(zhì)彈簧2的兩端各與一個(gè)限位鋼板3固定連接，連接鋼索I連接在限位鋼板3的中心位置，處于彈性介質(zhì)彈簧2的中軸線上，組裝后的抗壓連接單元8，位于兩端的限位鋼板3上的四個(gè)銷孔3a在一個(gè)平面內(nèi)。在第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6與第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7的側(cè)面設(shè)有位置相互對(duì)應(yīng)的固定鋼板4，在每個(gè)固定鋼板4上設(shè)有位置和數(shù)量相同的與限位鋼板3相配合的圓孔，在每個(gè)固定鋼板4的兩側(cè)設(shè)有與限位鋼板3的銷孔3a相配合的銷軸孔；在組裝第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7時(shí)，先把抗壓連接單元8一端的限位鋼板3置于第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6的固定鋼板4上，與限位鋼板3相配合的圓孔中，把銷軸5插入固定鋼板4的銷軸孔和限位鋼板3的銷孔3a中固定，再把抗壓連接單元8另一端的限位鋼板3置于第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7的固定鋼板4上，與限位鋼板3相配合的圓孔中，把銷軸5插入固定鋼板4的銷軸孔和限位鋼板3的銷孔3a中固定。
[0019]連接鋼索I為柔性抗拉耐腐蝕結(jié)構(gòu)，為連接裝置承受拉力的主要承力結(jié)構(gòu)，同時(shí)能限制彈性介質(zhì)彈簧2大變形，使之不失穩(wěn)，保持能抵抗壓力、彎矩和扭矩的穩(wěn)定狀態(tài)。連接鋼索I可為鋼索也可以為能承受較大拉力的其它材料的繩索狀結(jié)構(gòu)。彈性介質(zhì)彈簧2彈性介質(zhì)可為彈簧或其他彈性介質(zhì)。所述銷軸5特征為剛性抗拉抗壓抗彎抗扭耐腐蝕結(jié)構(gòu)，能與固定鋼板中圓孔過(guò)盈配合。其形式為圓臺(tái)或者其他能與銷孔配合的形式。
[0020]第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7在作業(yè)時(shí)浮在水面上，兩者為獨(dú)立模塊，通過(guò)一種用于海洋結(jié)構(gòu)物能快速裝卸的半順應(yīng)半剛式連接裝置將兩者連接在一起。彈性介質(zhì)彈簧2兩端分別與限位鋼板3固定連接，為抵抗壓力、彎矩和扭矩的主要承力結(jié)構(gòu)。彈性介質(zhì)彈簧2內(nèi)徑中心位置布置連接鋼索1，連接鋼索I兩端分別與限位鋼板3固定連接且長(zhǎng)度小于彈性介質(zhì)彈簧2的自由長(zhǎng)，彈性介質(zhì)彈簧2自由伸長(zhǎng)位移被限位鋼板3限制，處于壓縮狀態(tài)。連接鋼索1、彈性介質(zhì)彈簧2和限位鋼板3組成獨(dú)立結(jié)構(gòu)自穩(wěn)定的抗壓連接單元8。固定鋼板4與海洋結(jié)構(gòu)物固定連接，限位鋼板3置于固定鋼板4的圓孔中固定，銷軸5插入固定鋼板4和限位鋼板3里的銷孔，使連接裝置與相鄰模塊化海洋結(jié)構(gòu)物形成9個(gè)自由度的剛性約束。實(shí)現(xiàn)第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7的連接。
[0021]抗壓連接單元8作為獨(dú)立的零部件可以在工廠規(guī)?；圃?，然后運(yùn)于作業(yè)海域進(jìn)行快速安裝和拆卸。在相鄰海洋結(jié)構(gòu)物連接縫隙鉛垂方向等間距布置四個(gè)同樣抗壓連接單元8，成為一組抗壓連接單元。在垂直于相鄰海洋結(jié)構(gòu)物連接縫隙水平方向等距布置十組抗壓連接單元。第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7為抗壓連接單元8的最終連接終端。固定鋼板4與海洋結(jié)構(gòu)物固定連接，抗壓連接單元8的限位鋼板3和固定鋼板4中的固定圓孔配合，銷軸5插入固定鋼板4和限位鋼板3中的銷孔，實(shí)現(xiàn)限位鋼板3和固定鋼板4的9個(gè)自由度剛性固定約束，即實(shí)現(xiàn)了抗壓連接單元8與海洋結(jié)構(gòu)物的9個(gè)自由度的剛性固定約束?？箟哼B接單元8中的連接鋼索1，彈性介質(zhì)彈簧2均為柔性結(jié)構(gòu)，使第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7之間的剪切力、彎矩和扭矩較小?？箟哼B接系統(tǒng)8作為獨(dú)立結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)與固定鋼板4在海上的快速安裝和拆卸，且快速安裝和拆卸對(duì)結(jié)構(gòu)本身沒(méi)有損傷，可重復(fù)使用，適合工廠規(guī)模化生產(chǎn)?？箟哼B接系統(tǒng)8在壓力和拉力方向處于絕對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，其余方向?yàn)榉€(wěn)定狀態(tài)；壓力和拉力方向?yàn)閺?qiáng)約束方向，其余方向?yàn)榧s束方向，且有自恢復(fù)能力，變形后能自動(dòng)回復(fù)到平衡狀態(tài)，外載荷作用下變形很小。
[0022]采用上述的技術(shù)方案，用于海洋結(jié)構(gòu)物能快速裝卸的半剛式連接裝置的工作原理如下:
第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7在海洋中作業(yè)，會(huì)遇到各種海況，受到復(fù)雜多變的載荷，但都可以簡(jiǎn)化為以下幾種載荷:壓力載荷、拉力載荷，剪切載荷、彎曲載荷、扭轉(zhuǎn)載荷以及這5種載荷或其中的某幾種載荷的聯(lián)合作用。
[0023]當(dāng)?shù)谝荒K化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7受到波浪或海流的沖擊相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，連接裝置受到壓力，抗壓連接單元8中彈性介質(zhì)彈簧2壓縮產(chǎn)生回復(fù)力抵抗這種載荷，減小模塊間位移，保持模塊化海洋結(jié)構(gòu)物間的穩(wěn)定。
[0024]當(dāng)?shù)谝荒K化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7受到波浪或海流的沖擊背向運(yùn)動(dòng)時(shí)，連接裝置受到拉力，抗壓連接單元8中連接鋼索I拉伸產(chǎn)生拉力抵抗這種載荷，減小模塊間位移，保持模塊化海洋結(jié)構(gòu)物間的穩(wěn)定。
[0025]當(dāng)?shù)谝荒K化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7受到波浪或海流的沖擊產(chǎn)生垂向相對(duì)位移時(shí)，連接裝置受到剪切力，抗壓連接單元8中的連接鋼索I拉伸產(chǎn)生回復(fù)力抵抗這種載荷，減小模塊間位移，保持模塊化海洋結(jié)構(gòu)物間的穩(wěn)定。
[0026]當(dāng)?shù)谝荒K化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7受到波浪或海流的沖擊產(chǎn)生垂向角位移時(shí)，連接裝置受到彎矩，角位移相反一側(cè)的抗壓連接單元8中的連接鋼索I拉伸產(chǎn)生回復(fù)力抵抗這種載荷；角位移相同一側(cè)的抗壓連接單元8中彈性介質(zhì)彈簧2壓縮產(chǎn)生回復(fù)力抵抗這種載荷，兩者共同作用減小模塊間位移，保持模塊化海洋結(jié)構(gòu)物間的穩(wěn)定。
[0027]當(dāng)?shù)谝荒K化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7受到波浪或海流的沖擊產(chǎn)生縱向相對(duì)扭轉(zhuǎn)位移時(shí)，連接裝置受到扭矩，抗壓連接單元8中的連接鋼索I拉伸產(chǎn)生回復(fù)力抵抗這種載荷，減小模塊間位移，保持模塊化海洋結(jié)構(gòu)物間的穩(wěn)定。
[0028]當(dāng)?shù)谝荒K化海洋結(jié)構(gòu)物6和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物7受到波浪或海流的沖擊產(chǎn)生位移、角位移或者扭轉(zhuǎn)位移時(shí)，連接裝置受到包括拉力、壓力、剪力、彎矩、和扭矩的聯(lián)合作用，抗壓連接單元8拉伸或者壓縮產(chǎn)生回復(fù)力抵抗這種載荷，減小模塊間位移，保持模塊化海洋結(jié)構(gòu)物間的穩(wěn)定。波浪和洋流通過(guò)結(jié)構(gòu)物將能量傳遞到連接機(jī)構(gòu)，彈簧和鋼索通過(guò)變形和運(yùn)動(dòng)，將外界能量消耗掉，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，從而保證連接機(jī)構(gòu)和海洋結(jié)構(gòu)物的安全。
[0029]本連接裝置也適用于多個(gè)模塊化海洋結(jié)構(gòu)物之間的連接，將模塊化海洋結(jié)構(gòu)物四周布置本連接裝置可實(shí)現(xiàn)與相鄰模塊化海洋結(jié)構(gòu)物之間的快速連接和分離。
【權(quán)利要求】
1.一種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置，它包括第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(6)和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(7)，其特征是:它還包括抗壓連接單元(8)，所述第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(6)與第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(7)之間采用多個(gè)抗壓連接單元(8)連接，所述抗壓連接單元(8)包含一個(gè)連接鋼索(I)、一個(gè)彈性介質(zhì)彈簧(2)和二個(gè)限位鋼板(3)，連接鋼索(I)的自由長(zhǎng)度小于彈性介質(zhì)彈簧(2)的自由長(zhǎng)度，在限位鋼板(3)的對(duì)邊各設(shè)有一個(gè)銷孔(3a)，連接鋼索(I)和彈性介質(zhì)彈簧(2)的兩端各與一個(gè)限位鋼板(3)固定連接，連接鋼索(I)連接在限位鋼板(3)的中心位置，位于彈性介質(zhì)彈簧(2)的中軸線上，組裝后的抗壓連接單元(8)，位于兩端的限位鋼板(3)上的四個(gè)銷孔(3a)在一個(gè)平面內(nèi)；在所述第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(6)與第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(7)的側(cè)面設(shè)有位置相互對(duì)應(yīng)的固定鋼板(4)，在每個(gè)固定鋼板(4)上設(shè)有位置和數(shù)量相同的與限位鋼板(3)相配合的孔，在每個(gè)固定鋼板(4)的兩側(cè)設(shè)有與限位鋼板(3)的銷孔(3a)相配合的銷軸孔；在組裝第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(6)和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(7)時(shí)，先把抗壓連接單元(8) —端的限位鋼板(3)置于第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(6)的固定鋼板(4)上，與限位鋼板(3)相配合的孔中，把銷軸(5)插入固定鋼板(4)的銷軸孔和限位鋼板(3)的銷孔(3a)中固定，再把抗壓連接單元(8)另一端的限位鋼板(3)置于第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(7)的固定鋼板(4)上，與限位鋼板(3)相配合的孔中，把銷軸(5)插入固定鋼板(4)的銷軸孔和限位鋼板(3)的銷孔(3a)中固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置，其特征是:所述第一模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(6)和第二模塊化海洋結(jié)構(gòu)物(7)的上甲板接縫處各固定設(shè)置一個(gè)帶孔的接縫蓋板(9)，兩個(gè)接縫蓋板(9)之間留有10-20mm間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置，其特征是:所述限位鋼板(3)采用長(zhǎng)方形、正方形或圓形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海洋結(jié)構(gòu)物快速裝卸的連接裝置，其特征是:所述固定鋼板(4)采用長(zhǎng)方形、正方形或圓形結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B63B35/44GK104443296SQ201410817140
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】吳昊 申請(qǐng)人:吳昊