一种可拆卸式桁架桩腿的制作方法

本发明涉及海洋平台领域，特别涉及一种可拆卸式桁架桩腿。

背景技术：

自升式海洋平台依靠桩腿的支撑在海上作业，自航或拖航时需要收起桩腿。桩腿通常分为圆柱桩腿和桁架桩腿。其中，桁架桩腿重量轻，节省材料，水阻力及风载小，承载能力强而应用较广泛。

目前，桁架桩腿通常采用整体结构制作，桁架桩腿收起后，会造成自升式海洋平台整个重心偏高，稳性变差。同时，整体结构制作的桁架桩腿收起后，仍然会有一部分处于平台上方，会影响到平台上的吊机转动，从而严重影响吊机作业的范围。

技术实现要素：

为了解决现有技术中桁架桩腿通常采用整体结构制作，桁架桩腿收起后，会造成自升式海洋平台整个重心偏高，稳性变差的问题，本发明实施例提供了一种可拆卸式桁架桩腿。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种可拆卸式桁架桩腿，所述可拆卸式桁架桩腿包括至少两个桩腿单元，每个所述桩腿单元包括至少三根平行布置且不在同一平面内的弦杆，所述至少两个桩腿单元沿所述桩腿单元的长度方向依次连接，任意相邻的两个所述桩腿单元之间通过一连接结构连接，每个所述连接结构包括至少三个第一连接件和至少三个第二连接件，所述至少三个第一连接件与每个所述桩腿单元的至少三根弦杆一一对应，所述至少三个第二连接件与每个所述桩腿单元的至少三根弦杆一一对应；所述第一连接件包括凸台和第一连接板，所述第一连接板与所述弦杆垂直，所述第一连接板固定在所述弦杆和所述凸台之间；所述第二连接件包括孔座和第二连接板，所述第二连接板与所述弦杆垂直，所述孔座固定在所述弦杆和所述第二连接板之间；所述凸台插设在所述孔座内，所述第一连接板和所述第二连接板对应设置且通过固定件可拆卸连接。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述凸台为圆锥凸台、圆台凸台、棱锥凸台或棱台凸台，所述圆锥凸台或棱锥凸台的底面与所述第一连接板固定连接，或者所述圆台凸台或棱台凸台的下底面与所述第一连接板固定连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述凸台插入所述孔座的一端设置有倒角。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述孔座上开设有凹槽，所述凹槽为圆锥凹槽、圆台凹槽、棱锥凹槽或棱台凹槽，所述孔座靠近所述圆锥凹槽或棱锥凹槽的底面的一面与所述第二连接板连接，或者所述孔座靠近所述圆台凹槽或棱台凹槽的下底面的一面与所述第二连接板连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述孔座上凹槽的深度大于凸台的高度。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述凸台和所述第一连接板通过焊接连接，所述第一连接板通过焊接与所述弦杆以及所述弦杆上的齿条连接；所述孔座与所述第二连接板通过焊接连接，所述孔座通过焊接与所述弦杆以及所述弦杆上的齿条连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一连接板和所述第二连接板的形状相同，所述第一连接板的形状为扇形。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一连接板和所述第二连接板上沿所述扇形的圆弧侧边间隔布置有多个连接孔，所述固定件为螺栓和螺母，所述第一连接板和所述第二连接板通过连接孔、螺栓和螺母可拆卸连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述桩腿单元的弦杆上下两端有横撑杆支撑，所述横撑杆位于所述第一连接板和所述第二连接板之间。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述桩腿单元的长度为齿条齿宽的整数倍。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明所提供的可拆卸式桁架桩腿，分为若干个桩腿单元，相邻布置的桩腿单元通过连接结构可拆卸连接，实现了桁架桩腿的可拆卸连接。自升式海洋平台在抬升平台前，可根据平台实际作业水深，灵活选择适合长度的桩腿进行拼装，降低了桩腿露出平台升降系统固桩架的高度，增加了平台作业时的稳定性，节省了平台收桩腿后拆卸桩腿的时间，提高了平台作业效率。自升式海洋平台在自航或拖航前，需将桩腿收回平台船体，高出平台升降系统固桩架的桩腿部分可以拆卸成分段的形式存放在甲板上，这样降低了桩腿的高度，从而降低了自升式海洋平台的重心，增加了自升式海洋平台在自航和拖航过程中的稳定性。同时，使用时，能够随意调节固桩架以上的桁架桩腿的长度，将固桩架以上的桁架桩腿的长度缩短后，可以避免影响到平台上的吊机转动，从而严重影响吊机作业的范围的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种可拆卸式桁架桩腿的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的桩腿单元的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第一连接件的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第二连接件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种可拆卸式桁架桩腿的结构示意图，参见图1，所述可拆卸式桁架桩腿包括至少两个桩腿单元100。图2是本发明实施例提供的桩腿单元的结构示意图，参见图2，每个所述桩腿单元100包括至少三根平行布置且不在同一平面内的弦杆101，所述至少两个桩腿单元100沿所述桩腿单元100的长度方向依次连接，任意相邻的两个所述桩腿单元100之间通过一连接结构200连接，每个所述连接结构200包括至少三个第一连接件210和至少三个第二连接件220，所述至少三个第一连接件210与每个所述桩腿单元100的至少三根弦杆101一一对应，所述至少三个第二连接件220与每个所述桩腿单元100的至少三根弦杆101一一对应。图3是本发明实施例提供的第一连接件的结构示意图，参见图3，所述第一连接件210包括凸台211和第一连接板212，所述第一连接板212与所述弦杆101垂直，所述第一连接板212固定在所述弦杆101和所述凸台211之间；图4是本发明实施例提供的第二连接件的结构示意图，参见图4，所述第二连接件220包括孔座221和第二连接板222，所述第二连接板222与所述弦杆101垂直，所述孔座221固定在所述弦杆101和所述第二连接板222之间；所述凸台211插设在所述孔座221内，所述第一连接板212和所述第二连接板222对应设置且通过固定件可拆卸连接。

其中，第一连接板212、第二连接板222和弦杆10垂直是指，第一连接板212、第二连接板222的板面和弦杆10的长度方向垂直。

其中，所述第一连接板212和所述第二连接板222对应设置是指，所述第一连接板212和所述第二连接板222位于弦杆101侧边的部分对应，也即位于弦杆101的同一侧。

本发明所提供的可拆卸式桁架桩腿，分为若干个桩腿单元，相邻布置的桩腿单元通过连接结构可拆卸连接，实现了桁架桩腿的可拆卸连接。自升式海洋平台在抬升平台前，可根据平台实际作业水深，灵活选择适合长度的桩腿进行拼装，降低了桩腿露出平台升降系统固桩架的高度，增加了平台作业时的稳定性，节省了平台收桩腿后拆卸桩腿的时间，提高了平台作业效率。自升式海洋平台在自航或拖航前，需将桩腿收回平台船体，高出平台升降系统固桩架的桩腿部分可以拆卸成分段的形式存放在甲板上，这样降低了桩腿的高度，从而降低了自升式海洋平台的重心，增加了自升式海洋平台在自航和拖航过程中的稳定性。同时，使用时，能够随意调节固桩架以上的桁架桩腿的长度，将固桩架以上的桁架桩腿的长度缩短后，可以避免影响到平台上的吊机转动，从而严重影响吊机作业的范围的问题。

另外，采用可拆卸式分段的桁架桩腿，制作时，材料利用率高。因为相比于整体式桩腿而言，每根弦杆、齿条等的长度更小，在制作时，切割产生的废料可能更少，从而提高了材料利用率。

参见图1，本实施例以三角形桁架桩腿单元为例进行说明，当然，在本发明实施例中，桩腿单元的形状并不限制如此，还可以是四边形、或更多边数的图形。

值得说明的是，在上述至少两个桩腿单元100中包括一个顶部桩腿单元和一个底部桩腿单元。底部桩腿单元100的下端与桩靴300焊接在一起，底部桩腿单元的上端与其他桩腿单元的上端相同，连接有凸台和第一连接板；顶部桩腿单元上端有封板，顶部桩腿单元的下端与其他桩腿单元的下端相同，连接有孔座和第二连接板。除底部桩腿单元和顶部桩腿单元外，其他桩腿单元的结构完全相同，可任意组合、互换。对于其他桩腿单元100(除了顶部桩腿单元和底部桩腿单元)而言，弦杆101的一端固定有第一连接板212，弦杆101的另一端固定有孔座221。

在本发明实施例中，所述凸台211可以为圆锥凸台211、圆台凸台211、棱锥凸台211或棱台凸台211，所述圆锥凸台211或棱锥凸台211的底面与所述第一连接板212固定连接，或者所述圆台凸台211或棱台凸台211的下底面与所述第一连接板212固定连接。

参见图3，所述凸台211插入所述孔座221的一端设置有倒角，便于凸台和孔座的对位和插入，进而便于桩腿单元的安装和拆卸。

在本发明实施例中，所述孔座221上开设有凹槽223，所述凹槽可以为圆锥凹槽、圆台凹槽、棱锥凹槽或棱台凹槽，所述孔座221靠近所述圆锥凹槽或棱锥凹槽的底面的一面与所述第二连接板222连接，或者所述孔座221靠近所述圆台凹槽或棱台凹槽的下底面的一面与所述第二连接板222连接。

相邻桩腿单元之间采用凸台和孔座定位，克服了桩腿使用时的水平剪力，凸台与孔座的配合方便桩腿单元对接。

优选地，凸台211为圆台凸台211，孔座221的凹槽为台凹槽，一方面便于制作，另一方面使得桩腿单元装配时，能够方便地将凸台插入凹槽内，并且装配效果好。

其中，圆台凸台211的锥度可以为1:50，采用圆台设计保证凸台和凹槽能够便于装配，同时，圆台凸台的锥度较小，避免锥度大时圆台上部过细，造成连接不牢靠的问题。

在本发明实施例中，所述孔座221上凹槽的可以深度大于凸台211的高度，避免凸台制作误差造成凸台无法完全插入凹槽，造成两个连接板之间存在缝隙的问题，两个连接板之间存在缝隙一方面不利于两个连接板的连接，另一方面会造成凸台和孔座之间的磨损，影响凸台和孔座的寿命。

具体地，孔座221上凹槽的深度比凸台211的高度大5-20mm。优选地，孔座221上凹槽的深度比凸台211的高度大10mm，凹槽的深度与凸台211的高度差值过小，生产时产生的误差可能会超过该数值，造成该设计失效，凹槽的深度与凸台211的高度差值过大，又会造成孔座的尺寸过大。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述凸台211和所述第一连接板212通过焊接连接，所述第一连接板212通过焊接与所述弦杆以及所述弦杆上的齿条102连接。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述孔座221与所述第二连接板222通过焊接连接，所述孔座221通过焊接与所述弦杆以及所述弦杆上的齿条102连接。具体地，参见图2，孔座221的上端与弦杆焊接，孔座的侧边上焊接有齿条102。

在本发明实施例中，所述第一连接板212和所述第二连接板222的形状相同，所述第一连接板212的形状为扇形。也就是说，所述第一连接板212和所述第二连接板222为扇形板，扇形板包括两个弧形边和两个直边，两个直边由外侧的弧形边向内侧(靠近圆心)的弧形边延伸时，逐渐向弧形的圆心靠近。

参见图3，第一连接件210还包括布置在凸台底部的底板213，底板213与所述第一连接板212连接。

具体地，该底板213与第一连接板212可以为一体结构，作用是方便第一连接板和凸台的连接。

参见图4，第二连接板222设置在孔座221设置有凹槽的一端的侧壁上，从而避免挡住凸台211插入孔座221的凹槽。当然，在其他实施例中，第二连接板222也可以直接覆盖在孔座221设置有凹槽的端面上，此时为了保证凸台和凹槽的连接，需要在第二连接板222开设供凸台穿过的通孔。

参见图4，孔座221与弦杆101连接的一端设置有突出部224，由于弦杆101的中部空心，因而装配时，将该突出部224插入弦杆101的空心内，然后将该弦杆101与孔座221的接触面焊接起来，上述装配方式能够便于弦杆101与孔座221的固定和装配。该孔座221的外壁为椭圆柱体，突出部224为椭圆柱体，突出部224设置在孔座221的顶部，且突出部224的椭圆面(椭圆柱体的截面)的尺寸小于孔座221的椭圆面的尺寸。

再次参见图4，孔座221的外壁上设置有相对的两个焊接平面225，该焊接平面225用于与齿条进行焊接。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述桩腿单元100的弦杆之间设置有支撑杆103支撑，所述支撑杆103位于所述第一连接板212和所述第二连接板222之间，并且不能影响第一或第二连接板连接螺栓的安装。

如图1和图2所示，所述支撑杆103包括与弦杆垂直布置的横撑杆，以及倾斜布置的斜撑杆。

如图2所示，横撑杆包括3根，3根横撑杆布置在三根弦杆之间，相邻的横撑杆之间的夹角与三根弦杆形成的夹角相等，如图2所示，相邻的横撑杆之间的夹角为60°。

进一步地，扇形的圆心角与桩腿相邻横撑杆的夹角相等，如图2所示，本实例中相邻的横撑杆之间的夹角为60°，则此扇形的圆心角可以为60°。在其他实施例中，相邻的横撑杆之间的夹角还可以为90°，则此时扇形的圆心角可以为90°。在本发明实施例中，尽量将扇形的圆心角设计的足够大，从而使得第一连接板212和所述第二连接板222的面积足够大，从而保证二者的连接强度，但是在保证其面积足够大的同时，需要避免该第一连接板212和所述第二连接板222挡住弦杆上的齿条，而齿条通常布置在横撑杆的两侧，所以将扇形的圆心角与桩腿相邻横撑杆的夹角相等设置，既能保证第一连接板212和所述第二连接板222的面积足够大，又能避免第一连接板212和所述第二连接板222挡住弦杆上的齿条。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述第一连接板212和所述第二连接板222上沿所述扇形的圆弧侧边间隔布置有多个连接孔230，所述固定件为螺栓和螺母，所述第一连接板212和所述第二连接板222通过连接孔230、螺栓和螺母可拆卸连接。螺栓和螺母的数量与第一连接板212或所述第二连接板222上的连接孔230的数量相等。这里采用螺栓和螺母进行第一连接板212和所述第二连接板222的连接，相比于在第一连接板212和第二连接板222上设置螺孔并采用螺栓连接，能够避免多次拆卸造成螺孔磨损的问题。

如图3所示，本发明实施例提供的第一连接板212和所述第二连接板222上设置有5个连接孔230，设置5个连接孔230进行第一连接板212和第二连接板222的连接，一方面保证了二者的连接强度，另一方面避免了连接孔过多造成的连接板强度下降以及装配过于复杂的问题。当然，连接孔数量不限制在5个，可以根据实际需要设置更多或者更少的连接孔。

在本发明实施例中，每个桩腿单元的长度为齿条齿宽的整数倍，这样既能保证桩腿单元上齿条的齿形的完整性，同时也能保证各个桩腿单元(除了顶部桩腿单元和底部桩腿单元)能够任意互换。

在本发明实施例中，第一连接件210和第二连接件220可以采用与弦杆101相同的材料制成，既能保证整个桩腿的强度，又能够便于设计和制作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。