专利名称：漂浮平台及构造该漂浮平台的方法
技术领域：
本发明总的来说涉及平台，更具体地，涉及漂浮平台系统或装置及制 造该漂浮平台系统或装置的方法。
背景技术：
诸如码头之类的海岸线着陆结构一直是复杂结构设计的主题，因为它 们通常必须遵守不利条件。 一些码头结构包括成排的木梁，该木梁用于安
装在构架底座上的桥面板(decking),该构架底座具有植根于水下地面中 的支撑柱。然而，水下地面典型地是软的，进而结构支柱需要充分地伸至 地面下，以提供用于二级支承件和桥面板的足够支承。水下钻探及柱子的 安装所需的装备和工具因此可能是昂贵的，并且该方法是异常困难的。此 外，这种码头一般是刚性的，并且它们的位置不随它们所靠近的变化的水 线或海岸线而改变。因此，在构造时，它们必须被制成合适大小以在它们 期望寿命期间适应紧接的海岸线和水线的预期变化。
在最近时期内，出现了漂浮码头，该漂浮码头使用浮桥以将码头结构 保持在水面上。尽管这些码头相比于那些需要木头柱子的码头更具有灵活 性且容易构造，但漂浮码头产生新的困难。例如，在这种码头中使用的材 料量导致很重的结构，存在运输和漂浮困难。另外，在地面中缺少柱子， 一些漂浮码头包含结构桥面板，增加了设计的复杂度且增加了材料的重量 和价钱，并且限制了用于桥面板的设计和材料的选择。此外，由于漂浮码 头在其横向边界处缺少刚性接地支承件，因此它们缺少足够的扭转刚度， 并且，当在码头侧面的桥面板或停泊处承受不均匀载荷作用时，漂浮码头 容易变得不稳定。
需要一种用于漂浮平台的构造方法和系统，该系统是紧凑的，且具有 足够扭转刚度，并且容易制造且具有成本效益。
发明内容
在一个实施例中， 一种用于漂浮在水体上的平台系统，包括至少第 一和第二纵向梁部件；桁架，该桁架位于纵向梁部件之间且在使用中定向
为在至少大致上平行于水体表面的平面中延伸，并具有多个桁架元件，所 述桁架元件形成朝向该漂浮平台系统的横向边界定向的至少一个顶点；以 及至少一个偏压装置，所述偏压装置可操作以选择性地朝向桁架中的至少 一个顶点施力。
在另一个实施例中， 一种构造漂浮平台的方法，包括由形成多个顶 点的多个桁架元件制造桁架，分别朝向桁架的相对横向边界设置第一和第 二外纵向梁部件，将桁架连接到第一和第二外纵向梁部件，将偏压装置的 各个端连接到桁架和外纵向梁部件中的至少一个，以及操纵偏压装置以将 压缩力分配给桁架，并保持漂浮平台的扭转刚度。
在又一个实施例中， 一种引起和保持漂浮平台的扭转刚度的方法，该 方法包括将横向压縮力施加到漂浮平台的至少一部分上。
在又一个实施例中， 一种引起和保持漂浮平台的扭转刚度的方法，该 漂浮平台具有:至少第一和第二外纵向梁部件、具有形成朝向漂浮平台系 统的横向边界的多个顶点的多个桁架元件的桁架，以及至少一个偏压装 置，所述偏压装置可操作以选择性地在大致横向方向上朝向桁架的至少一 个顶点施力，该方法包括朝向桁架的顶点将来自偏压装置的压縮力施加 给第一和第二外纵向梁部件和桁架中的至少一个；以及将压縮力分配到桁 架的桁架元件以引起和保持漂浮平台的扭转刚度。
图1A是依据本发明中一个实施例的漂浮平台系统的局部顶视图； 图1B是沿截面1B-1B看去的，图1A中漂浮平台系统的横截面图； 图1C是图1B中漂浮平台系统的一部分的近视图； 图2是依据本发明中另一个实施例的漂浮平台系统中的控制机构的框
图3A是依据本发明中又一个实施例的漂浮平台系统的局部顶视图； 图3B是沿截面3B-3B看去的，图3A中漂浮平台系统的横截面图； 图3C-3H是依据本发明中各个实施例的漂浮平台系统的桁架元件和偏 压装置的横截面图4A是依据本发明中又一个实施例的漂浮平台系统的一部分的近视 图；和
图4B是沿截面4B-4B看去的，图4A中漂浮平台系统的桁架元件的横 截面图。
具体实施例
在图1A中所示的一个实施例中，漂浮平台系统100包含至少第一和 第二外纵向梁部件102、 104，每个典型地与漂浮平台系统100的横向边 界一致。该漂浮平台系统100另外包含至少一个桁架106,该桁架106具 有多个桁架元件108。该桁架106可以是伸展穿过多级纵向跨距(bar) 110的一个桁架106或者多个桁架106，为每个纵向跨距110设置至少一 个桁架106。桁架元件108形成至少一个顶点111。图1A中示出的实施例 中的漂浮平台系统100显示由桁架元件108形成的多个顶点111中的两 个。漂浮平台系统100还包含至少一个偏压装置112,该偏压装置112在 大致上横向方向中延伸且被定位以朝向至少一个顶点111施力。
偏压装置112可操作以靠近顶点111施加压縮力F。偏压装置112可 以是螺纹组件，例如压縮杆组件或它可包含施加压縮力F的液压机构。此 外，或可选择地，偏压装置112可包含至少一个压縮弹簧(未显示)，该
弹簧被伸展和在靠近顶点111处固定，它们的压縮趋势促进作用在至少桁 架106上的压缩力F。偏压装置112可被连接到桁架106和第一、第二外 纵向梁部件102、 104中的至少一个。
图1B显示经由连接部件114被固定到外纵向梁部件102、 104的偏压 装置112。在详细视图中，图1C显示偏压装置112的凹部件116的内表 面螺纹啮合偏压装置112的凸部件118的外表面。在这个例子中，该偏压 装置112包括压縮杆机构，以及通过凹和凸部件116、 118的紧固和/或松 脱，使用者可以选择性地控制压縮力F的幅度。在偏压装置112中各个末 端上凹部件116基本上经由连接部件114被分别固定到外纵向梁部件102、 104。因此，当凹和凸部件116、 118被紧固时，通过外纵向梁部件102、
104，凹部件116将压縮力F直接或间接地传递给桁架106。连接部件114 和凹部件116可形成一体或由单体材料形成。
偏压装置112还可包括展开在相对的凸部件118之间的细长部件120。 凸部件118和细长部件120可以由诸如金属之类的单体材料形成，或者它 们可以是分开的和可拆卸的或永久地互相连接。例如，细长部件120可以 是由凸部件118所系缚接收的结构等级线或线绳。可选择地，偏压装置112 可仅仅在偏压装置112的一端具有凹和凸部件116、 118，被连接到第一 外纵向梁部件102。在这种实施例中，偏压装置112的另一端可以被刚性 固定到桁架106和/或第二外纵向梁部件104。看到这个文本的本领域技 术人员能够理解不脱离本发明的宗旨可以作出针对偏压装置112的多种 改变。
外纵向梁部件102、 104可以由单体材料制造，该单体材料包括但不 限于硬塑料、诸如铝、钢和钛之类的金属和/或诸如铅笔柏、红杉、柏树、 东方白柏、花旗松、铁杉和落叶松之类的木头。此外，或可选择地，外纵 向梁部件102、 104可以由复合物制造，该复合物包括所述材料或其他复 合物或诸如碳纤维之类的纤维性材料。可选择地，外纵向梁部件102、 104 可以是包括多层的横撑梁组件，该多层可以包括促进外纵向梁部件102、 104的强度和硬度的木头、粘结剂、结合材料和其他材料中的至少一种。 可选择地，外纵向梁部件102、 104可以由任意材料制造，该任意材料可 以承受由漂浮平台系统100的重量和在其上的典型设计载荷所引入的应 力，并且该任意材料可以将压縮力F分配到桁架106。
经由外纵向梁部件102、 104施加在桁架106上且由偏压装置112产 生的压縮力F，可将桁架106保持在适当位置。另外，或可选瞎地，使用 诸如粘合、机械紧固件、桁架106的凸缘和外纵向梁部件102、 104中的 槽配合等紧固手段，或任意其他合适的紧固、连接或固定机构，可将桁架 106固定到外纵向梁部件102、 104。外纵向梁部件102、 104提供纵向强 度和刚度，对由漂浮平台系统100和在其上的载荷所导致的弯矩反作用。 另外，外纵向梁部件102、 104将压縮力F从偏压装置112传递和分配给 桁架106。
桁架106可以是紧凑的、高效的且低廉的结构，能够抵御与平台系统
100上载荷相关的弯矩。桁架106可以由以下材料制造，包括但不限于硬 塑料、诸如铝、钢和钛之类的金属和/或诸如铅笔柏、红杉、柏树、东方 白柏、花旗松、铁杉和落叶松之类的木头。另外地，桁架106在受到由偏 压装置112施加的压縮力时提供漂浮平台系统100的增加的扭转刚度。由 于扭转载荷典型地引起应力，包括码头结构中的横向拉伸应力，已经被选 择性地预加载压縮力的桁架106将趋于抵抗这种拉伸应力且最小化扭转 的不稳定性。
此外，漂浮平台系统100可包括至少一个漂浮装置122，例如停泊台。 图1B显示漂浮装置122，该漂浮装置122被机械固定到外纵向梁部件102、 104;然而，该漂浮装置122可被固定到桁架106和外纵向梁部件102、 104中至少一个，使用例如机械紧固件、防水结合方法和/或匹配机构的 合适固定机构。另外，或可选择地，桁架106的底部可被制成合适大小， 以留出空间用于外纵向梁部件102、 104之间的漂浮装置122的顶部。在 这种实施例中，压縮力F可完全或部分地帮助将漂浮装置122固定到漂浮 平台系统100的其余部分。
漂浮平台系统100还可包括至少一个上部内纵向梁部件124。图1B显 示具有多个上部内纵向梁部件124的实施例，例如枕梁。上部内纵向梁部 件124提供底座(seat),漂浮平台系统100上需要的桥面板或任意其它 结构可被安装在该底座上。例如，如图1B中所示，平台界面126可被安 装在上部内纵向梁部件124上。由于通过桁架106和外纵向梁部件102、 104提供漂浮平台系统100的主要结构支撑，所以在希望减小漂浮平台系 统100的重量或允许附加的光通过的应用中，上部内纵向梁部件124和平 台界面126可以是非结构性的。
可选择地，在需要附加纵向弯曲强度的应用中，例如在又长由窄的漂 浮平台100中，上部内纵向梁部件124可以是结构性的。另外地，或可选 择地，在需要附加强度以抵抗剪切力的应用中，例如涉及大的船只停泊台 的应用中，平台界面126可以是结构性的。
上部内纵向梁部件124和/或平台界面126可以由例如CHOICEDE『的 复合甲板材料制造，和/或包括但不限于硬塑料、诸如铝、钢和钛之类的 金属和/或诸如铅笔柏、红杉、柏树、东方白柏、花旗松、铁杉和落叶松
之类的木头和/或压縮木颗粒之类的材料。
本发明者预见到结合另外特征或去除部分上述特征的实施例。例如，
漂浮平台系统100的实施例可以去除上部内纵向梁部件124，而直接将平 台界面126坐落在桁架106上。另外地，或可选择地，如图1A中示出的， 漂浮平台系统100可以包括与偏压装置112相连的至少一个测力传感器 128，以显示被应用到桁架106的压縮力F的大小。
如图2所示， 一个或多个测力传感器128可与译码器230电连通，译 码器230与显示设备232电连通，该显示设备232可操作以显示从译码器 230接收的压縮力F的大小的指示。另外地，或可选择地，在包括多于一 个偏压装置112的实施例中，单独测力传感器128可传输与各个偏压装置 112相关联的压縮力F的各种大小。此外，译码器230可操作以传输压縮 力F的平均大小和/或基于压縮力F的漂浮平台系统100的扭转刚度的指 示。
另外地，或可选择地，可操作以操纵计算设备236的控制面板234可 以将要被施加的压縮力F的期望大小的新指示传递给偏压装置112，经由 译码器230的传输。在这种实施例中，偏压装置112可包括影响压缩力F 的液压装置和/或例如压縮杆的机械机构，其中任一或两者与译码器230 和/或计算设备236电连通。计算设备236还可以与显示设备236电连通， 以使被输入的数据可见。
参考图1A，漂浮平台系统100可选择性包括至少一个停泊装置130， 该停泊装置130被固定到桁架106、外纵向梁部件102、 104和/或平台界 面126 (图1B)。该停泊装置130可以被用于将诸如水筏之类的任意物体 固定到漂浮平台系统100。漂浮平台系统100还可包括至少一个可选端件 132，固定到桁架106、外纵向梁部件102、 104或朝向漂浮平台系统100 的纵向边界的漂浮平台系统100的任意其它结构。端件132可增加横向强 度，以及有助于保持漂浮平台系统100的形状。
在图1A的显示的实施例中，端件132被固定到外纵向梁部件102、104， 经由带角度的连接板134和带螺纹的紧固件136。然而，使用诸如机械紧 固件、防水结合方法和/或各种匹配机构的任意合适的固定机构，可以固 定端件132。
10 图3A显示依据本发明的另一实施例的漂浮平台系统300。如图3A所 示，可以改变漂浮平台系统300的宽度W2和长度(未显示)。例如，图 1A显示具有宽度Wl的漂浮平台系统100，而图3A显示具有宽度W2的漂 浮平台系统300。另外地，或可选择地，不同应用的设计方案可以改变部 件的大小，例如外纵向梁部件302、 304、上部内纵向梁部件324、桁架 306和/或桁架元件308的布置角度a。另外地，或可选择地，例如在漂浮 平台系统300中，桁架306连续伸展跨过纵向跨距310，偏压装置312可 被定位在横向延伸的桁架元件308的任一侧。
此外，如图3B中所示出的，漂浮平台系统300可包括多于一个漂浮 装置322，其使用下部内纵向梁部件325被固定。还有，平台界面326可 被机械紧固到上部内纵向梁部件324。然而，已经看过该文本的本领域人 员能够理解诸如粘结、来自压縮力的摩擦、匹配机构等固定机构或任意其 它结构或非结构的固定机构。
桁架元件308可具有任意适当的横截面形状。例如，在一些实施例中， 如图3C中，桁架元件可具有矩形横截面。在其他实施例中，桁架元件308 的横截面可以是其它形状，例如圆形、椭圆形、方形、三角形、锥形或任 意其它基于装配、空间和/或其它设计要求所期望的适当形状。另外，偏 压装置312可以通过桁架元件308延伸。图3C显示通过桁架元件308的 横截面中心延伸的偏压装置312;然而其它配置是可能的。
例如，如图3D中所示，偏压装置312可以在不同于桁架元件308的 横截面中心的处置处通过桁架元件308延伸。此外，两个或多个偏压装置 312可以通过桁架元件308延伸。因此，除了或取代上述横向偏压装置312， 偏压装置312还可能通过对角的桁架元件308对角地延伸。
在另一其它实施例中，如图3E中所示，偏压装置312可以沿桁架元 件308的侧面延伸，并且桁架元件308可具有实心横截面。图犯显示沿 桁架元件308的一个侧面伸展的一个偏压装置312;然而，多于一个偏压 装置312可以沿桁架元件308的任一侧或两侧伸展，如图3F所示。在其 他实施例中，偏压装置还可沿桁架元件308的顶侧或底侧或边界处伸展。
在又一实施例中，桁架元件308可具有不是典型形状的横截面。例如， 如图3G中所示，桁架元件308可包括I形，其具有通过其延伸的至少一
个或如所示的两个偏压装置312。在另一实施例中，桁架元件308可以包 括多于一个间隔开的部件，如图3H所示，各个间隔开的部件包括通过其 延伸的至少一个偏压装置312。已经看过该文本的普通技术人员将会理解， 可以作出针对桁架元件308和/或偏压装置312及相对于彼此的相互作用 和/或位置的这些和其它改变。
例如，在另一实施例中，漂浮平台系统400可包括中空桁架元件408， 例如管。中空桁架元件408可以由以下材料制造诸如钢、铝、钛、铂之 类的金属或者任意其它金属、软木或硬木、硬塑料、诸如碳纤维之类的复 合材料，或者在漂浮平台应用的典型载荷下保持其形状的及能够承受由图 4B中所示偏压装置412引起的压縮力的任意其它材料。
中空桁架元件408可朝向漂浮平台系统400的横向边界，经由被刚性 固定到外纵向梁部件402的连接部件407被连接至外纵向梁部件402。使 用诸如机械紧固件、工业粘合剂、匹配机构的合适机构和/或例如通过机 械加工被结合在其中，可将连接部件407固定到外纵向梁部件402。
连接部件407可包括容器409，容器409容纳中空桁架元件408的末 端。如图4B中所示，偏压装置412可居中伸展穿过中空桁架元件408， 节省另外的空间且保护偏压装置412免受风化和水的侵蚀，风化和水的侵 蚀可随时间损害偏压装置412。在其它实施例中，容器409可被形成在外 纵向梁部件402内，或替换地直接固定到其上，去除连接部件407的需要。 再者，尽管图4中所示实施例描绘了横截面是圆形的中空桁架元件408， 在其它实施例中，中空桁架元件408可以包括诸如矩形、三角形、梯形之 类的其它典型横截面形状，或非典型横截面形状，或者诸如I型或T型之 类的非典型形状。
由于中空桁架元件408可被容易地连接到外纵向梁部件402，因此类 似于图4中实施例的实施例可被很好地适用于下面应用中漂浮平台系统 400中的部件未组装地被装船运输，以及在其目的地处被组装。
本说明书中涉及的和/或申请表中列出的全部上面美国专利、美国专 利申请公开、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利公开通过 引用以其全文被合并。
根据前面可被理解的是，尽管本发明的具体实施例为了说明目的在此
被描述，但是不脱离本发明的宗旨和范围的情况下可以作出各种改变。因 此，除由附加的权利要求书及其等价物限制外，本发明不受其它限制。
权利要求
1.一种漂浮在水体上的平台系统，包括至少第一和第二纵向梁部件；桁架，该桁架位于纵向梁部件之间且在使用中被定向以在至少大致上平行于水体表面的平面中延伸，并且，该桁架具有多个桁架元件，所述多个桁架元件形成朝向该漂浮平台系统的横向边界定向的至少一个顶点；以及至少一个偏压装置，所述偏压装置可操作以选择性地朝向桁架的至少一个顶点施力。
2. 如权利要求l中所述的平台系统，进一步包括平台界面，该平台 界面被固定到桁架与第一和第二纵向梁部件中的至少一个，限定该平台系 统的表面。
3. 如权利要求2中所述的平台系统，其中平台界面包括由复合材料 制造的至少一个面板。
4. 如权利要求2中所述的平台系统，进一步包括停泊装置，该停泊 装置被固定到第一及第二纵向梁部件、桁架部件和平台界面中的至少一 个。
5. 如权利要求2中所述的平台系统，进一步包括至少一个内纵向梁 部件，所述内纵向梁部件被横向分配和插入在桁架和平台界面之间。
6. 如权利要求5中所述的平台系统，其中至少一个内纵向梁部件被 定位在平台界面附近。
7. 如权利要求5中所述的平台系统，进一步包括至少一个末端部件 和固定机构，以将该末端部件固定到外纵向梁部件、桁架、内纵向梁部件 和平台界面中的至少一个。
8. 如权利要求1中所述的平台系统，其中偏压装置被定向在横向方向。
9. 如权利要求1中所述的平台系统，其中偏压装置相对于纵向梁部 件形成角度。
10. 如权利要求1中所述的平台系统，其中至少一个偏压装置通过至少一个桁架元件延伸。
11. 如权利要求io中所述的平台系统，其中至少一个桁架元件包括中空横截面。
12. 如权利要求ll中所述的平台系统，其中至少一个桁架元件被容 纳在至少一个接收器中，该接收器被刚性连接到至少一个纵向梁部件。
13. 如权利要求12中所述的平台系统，进一步包括连接部件，该连 接部件将至少一个接收器刚性连接到至少一个纵向梁部件。
14. 如权利要求12中所述的平台系统，其中接收器被形成在纵向梁 部件中。
15. 如权利要求1中所述的平台系统，进一步包括至少一个漂浮装置， 所述漂浮装置被固定到桁架和第一及第二外纵向梁部件中的至少一个。
16. 如权利要求15中所述的平台系统，进一步包括至少一个内纵向梁部件，所述内纵向梁部件被横向分配和插入到桁架和至少一个漂浮装置 之间。
17. 如权利要求1中所述的平台系统，其中至少一个偏压装置被连接 到第一和第二纵向梁部件中的至少一个，所述纵向梁部件可操作以将力分 配到桁架，增加平台系统的扭转刚度。
18. 如权利要求17中所述的平台系统，其中所述力是压縮力。
19. 如权利要求18中所述的平台系统，其中偏压装置包含压缩杆。
20. 如权利要求19中所述的平台系统，其中压縮杆包括凸部件和凹 部件，凹部件的内表面螺纹啮合凸部件的外表面。
21. —种构造漂浮平台的方法，包括-由形成多个顶点的多个桁架元件制造桁架； 分别朝向桁架的相对横向边界设置第一和第二外纵向梁部件； 将桁架连接到第一和第二外纵向梁部件；将偏压装置的各个端部连接到桁架和外纵向梁部件中的至少一个；以及操纵偏压装置以将压縮力分配给桁架，并保持漂浮平台的扭转刚度。
22. 如权利要求21中所述的方法，进一步包括将至少一个平台界面 设置在桁架和第一及第二外纵向梁部件中的至少一个附近。
23. 如权利要求22中所述的方法，进一步包括将至少一个内纵向梁 部件插入在桁架和至少一个平台界面之间。
24. 如权利要求23中所述的方法，进一步包括将至少一个漂浮装置设置在桁架和第一及第二外纵向梁部件中的至少一个附近。
25. 如权利要求24中所述的方法，进一步包括将至少一个内纵向梁 部件插入在桁架和至少一个漂浮装置之间。
26. —种引起和保持漂浮平台的扭转刚度的方法，该方法包括将横 向压縮力施加到至少漂浮平台的至少一部分上。 27. —种引起和保持漂浮平台的扭转刚度的方法，该漂浮平台具有-至少第一和第二外纵向梁部件、具有形成朝向漂浮平台系统的横向边界的 多个顶点的多个桁架元件的桁架，以及至少一个偏压装置，所述偏压装置 可操作以选择性地在大致横向方向上朝向桁架的至少一个顶点施力，该方 法包括朝向桁架的顶点将来自偏压装置的压縮力施加给第一和第二外纵向 梁部件和桁架中的至少一个；以及将压縮力分配给桁架的桁架元件，以引起和保持漂浮平台的扭转刚度。
全文摘要
一种漂浮平台系统包括第一和第二外纵向梁部件，其固定具有多个桁架元件的桁架。漂浮平台系统可进一步包括至少一个偏压装置，该偏压装置将力施加在纵向梁部件和/或桁架上。漂浮平台系统可进一步包括平台界面和/或被固定到纵向梁部件和/或桁架的至少一个漂浮装置。漂浮平台系统可进一步包括多个被插入在平台界面和/或漂浮装置与外纵向梁部件和/或桁架之间的内纵向梁部件。
文档编号B63B35/44GK101168381SQ200610163709
公开日2008年4月30日 申请日期2006年11月30日 优先权日2006年10月25日
发明者保罗·E·威尔 申请人:水岸建设公司