一种桁架式桩腿接长快速定位装置及定位接长方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海洋工程机械技术领域，具体涉及一种桁架式粧腿接长快速定位装置及定位接长方法。
【背景技术】
[0002]在海洋油气开发工程等海上作业领域，桁架式粧腿是用于支撑海上作业平台的重要组成部分，其主要由位于三角形三个顶点处的主弦管以及相邻两条主弦管所在平面内的斜撑管组成，而主弦管又是由齿条板和两个半圆板合抱而成。桁架式自升式平台升降时，将粧腿插入海底平面，再通过升降单元的齿轮与粧腿主弦管上的齿条板进行啮合，使平台主船体与粧腿发生相对位移从而实现其相对于海平面的升降。
[0003]通常应用的海上作业平台的桁架式粧腿的长度超过100米，多在120-180米之间，在建造的过程中需要分段建造，然后在海洋施工时再将分段组装成完整的粧腿，由于粧腿精度控制主要为其主尺度(三角形主弦管中心线)和齿条板的控制，因此，粧腿接长的精度控制就显得尤为关键。
[0004]现有技术中在进行桁架式粧腿接长的过程中，需要在将上下两段的主弦管通过吊机及工人控制完全对齐之后，利用一定位装置分别与上下两段的主弦管焊接固定。一方面，由于单段主弦管的长度较长且重量较大，通过吊机及工人控制对上下两段主弦管进行对齐操作难度很大，通常对齐定位过程需要多次尝试、花费大量的时间，效率低下；另一方面，由于桁架式粧腿主弦管的齿条板均为超高强度钢，在其结构上进行焊接施工对焊前加热、焊接工艺、焊后保温、无探伤等工艺要求十分严格，进行焊接定位的前期准备工作及焊接工序所需施工环节复杂、周期长、效率低，同时也存在发生焊接质量事故的风险。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种桁架式粧腿接长快速定位装置，通过该装置可方便的实现上下两段粧腿的主弦管在接长过程中的快速精准定位，不仅保证了定位精度，而且有利于大大提高对齐定位效率，另外其拆装方便，可重复使用。
[0006]本发明的另一目的在于针对现有技术的不足提供一种桁架式粧腿快速定位接长方法，不仅大大降低了对齐定位的难度，缩短了施工时间，而且在对齐定位的过程中不需要在齿条板上进行焊接施工，简化了定位接长施工环节，有利于提高定位接长效率，降低成本。
[0007]本发明通过以下技术方案实现该目的:
[0008]—种桁架式粧腿接长快速定位装置，用于对上下两段主弦管进行精准定位及初步固定，包括用于进行精准定位的导向定位装置及进行初步固定的固定装置，所述导向定位装置包括与上段主弦管螺栓连接的上导向定位机构、与下段主弦管螺栓连接的下导向定位机构，所述上导向定位机构与下导向定位机构分别设置有可相互紧密抵接的公母配合部分，所述固定装置的两端可分别与上段主弦管、下段主弦管螺栓连接。
[0009]其中，所述上导向定位机构包括具有公头配合面的上导向板，上导向板的侧边、顶端分别设置有上垂直座板和上水平座板，所述下导向定位机构包括具有母头配合面的下导向板，下导向板的侧边、底端分别设置有下垂直座板和下水平座板。
[0010]其中，所述上段主弦管、下段主弦管的齿条板上分别设置有用于与上垂直座板、下垂直座板配合连接的齿条座板，上段主弦管、下段主弦管的半圆板上分别设置有用于与上水平座板、下水平座板配合连接的半圆座板，上垂直座板、下垂直座板与齿条座板之间及上水平座板、下水平座板与半圆座板之间均通过螺栓连接。
[0011]作为优选的，所述公头配合面的末端设置有上垫块，所述母头配合面的底部设置有与上垫块配合抵接的下垫块。
[0012]进一步的，还包括用于对上垫块与下垫块之间的间隙进行调整的薄垫板。
[0013]其中，所述固定装置包括一装配卡马，该装配卡马的两端分别设置有用于与上段主弦管、下段主弦管连接的上座板、下座板。
[0014]其中，所述上段主弦管、下段主弦管的齿条板上分别设置有用于与上座板、下座板配合连接的齿条座板，上座板、下座板与齿条座板之间均通过螺栓连接。
[0015]—种桁架式粧腿快速定位接长方法，包括以下步骤:
[0016]1)在待合拢连接的上、下主弦管的齿条板的同侧安装分别用于连接上导向定位机构、下导向定位装置的齿条座板，在上、下主弦管的半圆板上分别安装用于连接上导向定位机构、下导向定位装置的半圆座板；在上、下主弦管的齿条板的另一侧安装用于连接固定装置的齿条座板；
[0017]2)在上主弦管上安装上导向定位机构，首先将上导向定位机构的上垂直座板与齿条座板对齐并通过螺栓连接，然后将上水平座板与半圆座板对齐并通过螺栓连接；
[0018]3)在下主弦管上安装下导向定位机构，首先将下导向定位机构的下垂直座板与齿条座板对齐并通过螺栓连接，然后将下水平座板与半圆座板对齐并通过螺栓连接；
[0019]4)在上导向板的公头配合面的末端设置有上垫块，在下导向板的母头配合面的底部设置与上垫块配合抵接的下垫块；
[0020]5)吊装上、下主弦管，通过上导向板的公头配合面与下导向板的母头配合面的配合导向作用进行对齐定位，直至上垫块与下垫块对齐抵接；
[0021]6)根据上、下主弦管的齿条板合拢处两侧齿条的齿距，利用薄垫板对上垫块与下垫块之间的间隙进行调整，直至齿条板合拢处两侧的齿距符合精度误差要求；
[0022]7)将所述固定装置的装配卡马两端的上座板、下座板分别与上、下主弦管的齿条座螺栓连接固定；对同一粧腿的其它主弦管安装相同的方式进行施工；
[0023]8)对定位固定完毕的上、下主弦管的齿条板的合拢口进行焊接固定，焊接完成后拆除上导向定位机构、下导向定位机构和固定装置，完成桁架式粧腿的快速定位接长。
[0024]作为优选的，所述步骤5)中上垫块与下垫块之间的间隙范围在0-6_之间。
[0025]作为优选的，同一桁架式粧腿的三条主弦管的定位接长工序同时进行。
[0026]相对于现有技术，本发明的有益效果为:本发明的桁架式粧腿接长快速定位装置，包括用于进行精准定位的导向定位装置及进行初步固定的固定装置，所述导向定位装置包括与上段主弦管螺栓连接的上导向定位机构、与下段主弦管螺栓连接的下导向定位机构，所述上导向定位机构与下导向定位机构分别设置有可紧密抵接的公母配合部分，所述固定装置的两端可分别与上段主弦管、下段主弦管螺栓连接，通过该装置可方便的实现上下两段粧腿的主弦管在接长过程中的快速精准定位，不仅保证了定位精度，而且有利于大大提高对齐定位效率，另外其拆装方便，可重复使用；本发明的桁架式粧腿快速定位接长方法，不仅大大降低了对齐定位的难度，缩短了施工时间，而且在对齐定位的过程中不需要在齿条板上进行焊接施工，简化了定位接长施工环节，有利于提高定位接长效率，降低成本。
【附图说明】
[0027]图1为桁架式粧腿的主弦管的俯视图。
[0028]图2为上段主弦管与下段主弦管合拢示意图。
[0029]图3为上导向定位机构与下导向定位机构配合定位前的示意图。
[0030]图4为上导向定位机构与下导向定位机构配合定位后的示意图。
[0031]图5为上导向定位机构的结构示意图。
[0032]图6为下导向定位机构的结构示意图。
[0033]图7为固定装置的结构示意图。
[0034]图中:1-齿条板，2-半圆板，3-上导向板，4-公头配合面，5-上垂直座板，6-上水平座板，7-下导向板，8-母头配合面，9-下垂直座板，10-下水平座板，11-齿条座板，12-半圆座板，13-上塾块，14-下塾块，15-薄塾板，16-装配卡马，17-上座板，18-下座板，19-螺栓。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
[0036]实施例1。
[0037]如图1-4所示，本实施例一种桁架式粧腿接长快速定位装置，用于对上下两段主弦管进行精准定位及初步固定，包括用于进行精准定位的导向定位装置及进行初步固定的固定装置，所述导向定位装置包括与上段主弦管螺栓连接的上导向定位机构、与下段主弦管螺栓连接的下导向定位机构，所述上导向定位机构与下导向定位机构分别设置有可相互紧密抵接的公母配合部分，所述固定装置的两端可分别与上段主弦管、下段主弦管螺栓连接，通过该装置可方便的实现上下两段粧腿的主弦管在接长过程中的快速精准定位，不仅保证了定位精度，而且有利于大大提高对齐定位效率，另外其拆装方便，可重复使用。
[0038]如图5-6所示，所述上导向定位机构包括具有公头配合面4的上导向板3，上导向板3的侧边、顶端分别设置有上垂直座板5和上水平座板6，所述下导向定位机构包括具有母头配合面8的下导向板7，下导向板7的侧边、底端分别设置有下垂直座板9和下水平座板10，所述公头配合面4与母头配合面8分别呈斜面状且具有相同的斜率，在进行上下两段粧腿的主弦管吊装定位的过程中，所述公头配合面4与母头配合面8相互导引配合，当公头配合面4的末端与母头配合面8的底部处于抵接状态时，上下两段粧腿的主弦管处于同一轴线