专利名称：由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种人工岛工程领域，特别涉及一种由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法。
背景技术：
人工岛是人工建造而非自然形成的岛ill与，一般在小岛和暗礁基础上进行建造，属于填海造田的一种。现代人工岛用途广泛，可用于兴建停泊大型船舶的深水港；起飞着陆安全、不对城市产生噪声污染的机场；易于解决冷却和污染问题的大型电站或核电站；开采离岸不远的海上石油(气)田和建造石油、天然气加工厂；开采海底煤、铁矿或建造海上选矿厂和金属冶炼厂；建造水产加工厂、纸厂、废品处理厂、毒品与危险品仓库；建造海上公园，甚至新的海上城市等。人工岛的位置一般选在靠近海岸，水深不超过20米，掩蔽良好，附近有足够土石材料的海域。但是在远离大陆的海礁建造人工岛基地，按照常规方式即采用在小岛和暗礁基础上进行填海造田，需要用很多船舶长途运输大量土石料抛填，而且还要租用数艘打桩船进行打桩作业，挖泥船进行吹填施工等等，涉及比较庞大的工程量。这势必会造成需求施工设备数量多、建造周期长(估计I年以上)、且作业环境恶劣、操作调配比较复杂等一系列问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的在远离大陆的海礁建造人工岛的工程量大、施工需求设备多、建造周期长、操作不便，抗冲击性能不足的问题，提供一种由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，该人工岛制造方法可以在大陆船厂进行主船体建造，完工后通过拖轮拖到指定海岛区域，快速提升定位使该平台进入工作状态，并在该平台上配置相应设施装备，形成所需人工岛，应用本发明，平台从运输到投入运行，整个过程耗时较短，操作方便，解决了远离大陆的海礁建造人工岛基地所产生的诸多复杂问题。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案:
一种由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，包括以下步骤:
步骤一、在陆地上建造若干段平台单元；
步骤二、将所述若干段平台单元拼接合拢；
步骤三、在所述若干平台单元上安装桩腿、锁紧机构及升降机构形成甲板平台，所述甲板平台包括主船体；
步骤四、将所述甲板平台拖运至目的地海域；
步骤五、启动所述升降机构，将所述桩腿降至海底后，同时所述主船体相对所述桩腿上升并离开海平面，直至所述主船体上升至所需高度后由所述锁紧机构锁定所述桩腿，形成人工岛。由于主船体是由若干个平台单元构成，可以先在陆地上制造各段平台单元，然后运输至海边后组装连接好，再用拖轮拖至目的地进行搭建，制造方便、成本较低、节约时间。
优选地，所述平台单元为直通式平台单元。优选地，所述步骤一中所述部分平台单元在建造的同时安装所述桩腿，再将所述总段单元合拢。优选地，还包括连接机构，所述连接机构位于所述步骤二中每个所述平台单元上，所述相邻平台单元通过所述连接机构相互连接。优选地，所述每个平台单元上还设有弹性部件。弹性部件一般采用橡胶，可以在人工岛收到如海浪的冲击时，弹性部件能起到缓冲的作用，降低所受到的冲力能量。优选地，所述步骤三中的桩腿上设有桩腿齿条，所述每个升降机构包括固定在所述主船体上的支架，所述支架上设有至少一个齿轮，所述齿轮与所述桩腿齿条啮合。通过转动齿轮，桩腿沿主船体移动，实现主船体相对桩腿上升或下降；桩腿可将主船体顶升至水面以上，大大减少波浪对主船体的影响。优选地，所述桩腿两侧均设有所述桩腿齿条，所述每个升降机构包括四个齿轮。优选地，所述桩腿底部设有桩靴。在桩腿上设置底座，底座为倒T型、圆台形或底部面积较上部较大的形状，其桩靴可以深入海底，不仅可以保护桩腿，更大面积的驻地还可使主船体更加稳固。优选地，所述主船体上设有船舶靠泊设备或/和小艇靠泊设备，所述船舶靠泊设备可折叠安装在所述主船体左舷或/和右舷，所述小艇靠泊设备可折叠安装在所述主船体首尾。优选地，所述主船体表面安装有吊装设备或/和生活设施。与现有技术相比，本发明的有益效果:
1、本发明所述由平台单元连接形成自升式人工岛(简称人工岛)可实现主船体的平台单元在陆地上分段制造，并在直通甲板平台合拢拼接完成之后安装好桩腿、锁紧机构及升降机构，然后再运输至海岸并拖运至指定海域，最后完成人工岛的构筑，相比直接在海域建设主船体及其余设施，降低了建设难度，从而使复杂难于操作的工程简单化且易于施工，大幅降低了建设成本；
2、本发明所述的人工岛由多个由平台单元合拢拼接而成，平台单元之间铰接在一起且设有弹性部件，具有抗冲击和减震的作用，提高使用寿命；
3、本发明所述人工岛的主船体可以通过桩腿升高至海平面以上，减少了海浪的冲击，增加了人工岛的使用寿命；
4、本发明所述人工岛可以根据使用的海域的深浅增减桩腿的长度，能够除在海岸、小岛、暗礁周围之外，还可以在其余海域表面建设人工岛，具有较大的使用区域；
5、本发明所述人工岛可以根据需要变换使用区域，并且可重复使用，非常环保；
6、本发明所述人工岛可以批量制造，为远洋船舶航行补给及航行安全提供保障，且具有丰厚的潜在经济效益、社会效益和军事效应。
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图1为本发明所述由平台单元连接而成自升式人工岛的俯视图。图2为本发明所述部分平台单元结构示意图。图3为本发明所述部分平台单元合拢拼接的结构示意图。
图4为本发明所述由平台单元连接而成自升式人工岛的侧视图。图5为本发明所述由平台单元连接形成自升式人工岛的主船体升降过程示意图； 其中:图5(a)为主船体拖拉指所需海域时漂浮在海面上的示意 图5(b)为桩腿在升降机构作用下朝海底延伸的示意 图5(c)为桩腿插入海底到位、主船体被顶升到位的示意图。图6为图5中结构A的放大示意图。图7为本发明所述桩靴的结构示意图。图8为本发明所述锁紧机构与桩腿配合示意图。图中标记:
01、甲板平台，1、主船体，101、平台单元，102、连接机构，103、弹性部件，2、桩腿，201、桩腿齿条，202、桩靴，3、升降机构，301、支架，302、齿轮，4、船舶靠泊装置，5、小艇靠泊装置，6、吊装设备，7、生活设施，8、锁紧机构。
具体实施例方式下面结合试验例及具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。如图1-8所示，一种由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，包括以下步骤:
步骤一、在陆地上建造人工岛主船体I所需的若干段平台单元101 ；
步骤二、在陆地上将所述若干段平台单元101拼接合拢；
步骤三、在所述若干段平台单元101上安装桩腿2、锁紧机构8及升降机构3形成甲板平台01，所述甲板平台01包括主船体I ;
步骤四、将所述甲板平台01拖运至目的地海域；
步骤五、启动所述升降机构3，将所述桩腿2降至海底，桩腿2到达海底泥面时分别往每个桩腿2周围的压载舱里面打压载水，在压载水的作用下桩腿2插入海底并固定牢固；在桩腿2下降的同时，所述主船体I相对桩腿2上升离开海平面，直至主船体I上升至所需高度后由所述锁紧机构8锁定所述桩腿2，最后形成人工岛。其中，如图3所示，上述步骤二中每个平台单元101端面四周设有连接机构102，相邻平台单元101之间通过连接机构102相互铰接在一起，其连接机构102可以为耳板、铰接压杆等等；由于铰接在一起的平台单元101之间能发生相互位移，则在每个平台单元101端面四周还设有弹性部件103，弹性部件103 —般采用橡胶，可以在人工岛受到如海浪的冲击时，弹性部件103能起到缓冲的作用，降低所受到的冲力能量；另外上述的平台单元101为直通式平台单元101，方便制造和安装。另外上述步骤一中，在建造平台单元101时，根据实际情况，可以先在部分平台单元101上安装桩腿2，然后再将其合拢并安装上升降机构3形成主船体I。在进行若干平台单元101拼接时，一般先采用具有桩腿2的总段单元为定位点，再进行其余的平台单元101的拼接合拢。离开了海水面的主船体I能大大减小波浪对其的冲击影响，主船体I则可以平稳地立于海平面之上，然后再在主船体I上设置相应设施成所需人工岛。主船体I在需要移位时，启动升降机构3，将主船体I降至水面，主船体I漂浮在海水面上，升降机构3继续作用下，桩腿2沿着主船体I向升起，离开海底，等桩腿2升起到位后，该主船体I则可以像驳船一样由拖轮移到新的作业区域。该人工岛制造方法增加了使用的灵活性，而且随着水域深度的增加，可以加长桩腿2的长度及相应结构，具有显著的经济性。其中，上述步骤四中每个桩腿2两侧焊接有桩腿齿条201，每个升降机构3包括固定在主船体I上的支架301，支架301上设有四个齿轮302，且两两均匀对称位于桩腿齿条201两侧，齿轮302与桩腿齿条201相互啮合，通过转动齿轮302，桩腿2沿主船体I移动，实现主船体I相对桩腿2上升或下降；桩腿2底部还设有倒T型桩靴202，倒T型桩靴202深入海底，不仅可以保护桩腿2，更大面积的驻地还可使主船体I更加稳固。为了保证升降机构3的可靠性，升降机构3采取防水保护。如图5(&)、5(13)、5((3)为本发明所述由平台单元连接而成自升式人工岛的主船体I升降安装过程示意图。主船体I是由可拆卸若干段平台单元101所组成，可以先在陆地上制造各段平台单元101，然后运输至海边后组装连接好，再用拖轮拖至目的地进行搭建，制造方便、成本较低、节约时间。为了与其他船舶提供物质交换，如图1所示，主船体I四周设有船舶靠泊设备4和小艇靠泊设备5，其中船舶靠泊设备4可折叠安装在主船体I左舷和右舷,小艇靠泊设备5可折叠安装在主船体I首尾。船舶靠泊设备4是通过销子和眼板与主船体I相连，并且还装有减震设施，可以为大型船舶提供靠泊；在船舶靠泊的时候，装有减震设施的船舶靠泊装置4下放到主船体I以下，减震设施能减少船舶靠泊冲击力对主船体I的破坏，易于维修和更换，不使用时则收回船舶靠泊设备4，并通过销子固定在主船体I上。主船体I首尾设置的小艇靠泊设备5，可用于各类快艇、水上飞机靠泊及人员上下，当需要时小艇靠泊设备5可以沿主船体I上的轨道向海平面移动，即可展开小艇靠泊设备5，投入使用；当不使用或者拖航时将小艇靠泊设备5移至主船体I上沿并进行折叠固定。同时，主船体I表面安装吊装设备6，如一台固定式吊机，其起吊能力及作业半径满足靠泊船舶装卸要求，即可以直接把靠泊船舶上的货物，吊至主船体I表面的甲板上，或者把甲板上的货物吊至其他船舶上，即实现了该人工岛与外界物质交换的功能；另外还配备了一台移动式的汽车吊，可以把货物运至固定吊不能覆盖的区域，这样减少了固定吊的数量，预留出了更多的甲板空间，并有利于转船体I甲板空间的灵活布置。另外主船体I表面还设有如生活设施7、直升机库、汽车吊库等设施，均布置在主船体I的同舷(左舷或右舷)，另外一舷不设置高出甲板太大的建筑或设施，这样增加了甲板使用面积，可以作为一个机场使用，完全可以进行飞机的起飞和降落，甲板上适当位置布置的直升飞机降落区，满足船载直升机规范CAP437要求；主船体I再布置相应的燃油舱、直升机航空燃油舱、淡水舱、压载水舱、污油舱、污水舱、机械区、生活区、锚泊系统等，自此该人工岛具有足够的空间完全可以供人员居住，物质储存，完全可以实现人工岛的功能。需要说明的是，图1为了清楚的表达主船体上的各种设备，故将主船体表示为一个整体。为了保证主船体I更加稳定，在主船体I四角底部配置有四套锚泊系统，该锚泊系统中的四台锚机位于在主船体I四角底部下方，四个锚位于在主船体I首尾端相应位置。本发明所述自升式人工岛，由多个由平台单元101连接而成，平台单元101之间铰接在一起且设有橡胶103，具有抗冲击和减震的作用，而且还可以具备船舶停靠、油水供应、人员生活、货物存放、直升机起降和存放、气象预报、卫星通信、声纳、人工岛远程监控、自身防御、超视距雷达、光电平台等功能；该人工岛的居住空间除容纳驻守人员外，还可提供给避险、就难、科研及其它相关人员居住，以及对过往船只提供加油、加水、加气等服务；应用本发明，该人工岛从开始制造、运输到投入运行，整个过程耗时少于15天，解决了建立人工岛基地所产生的诸多复杂问题，具有重要的潜在商业效益和军事用途。
权利要求
1.一种由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一、在陆地上建造若干段平台单元(101)； 步骤二、将所述若干段平台单元(101)拼接合拢； 步骤三、在所述若干段平台单元(101)上安装桩腿(2)、锁紧机构(8)及升降机构(3)形成甲板平台(01)，所述甲板平台(01)包括主船体(I)； 步骤四、将所述甲板平台(01)拖运至目的地海域；步骤五、启动所述升降机构(3)，将所述桩腿(2)降至海底，同时所述主船体(I)上升并离开海平面，直至所述主船体(I)上升至所需高度后由所述锁紧机构(8)锁定所述桩腿(2)，形成人工岛。
2.根据权利要求1所述的由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，其特征在于，所述平台单元(101)为直通式平台单元。
3.根据权利要求1所述的自升式直通甲板平台的人工岛构筑方法，其特征在于，所述步骤一中所述部分平台单元(101)在建造的同时安装所述桩腿(2)，再将所述总段单元(101)合拢。
4.根据权利要求1所述的由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，其特征在于，还包括连接机构(102)，所述连接机构(102)位于所述步骤二中每个所述平台单元(101)上，所述相邻平台单元(101)通过所述连接机构(102)相互连接。
5.根据权利要求4所述的由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，其特征在于，所述每个所述平台单元(101)上还设有弹性部件(103)。
6.根据权利要求1-5任一所述的由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，其特征在于，所述步骤三中的所述桩腿(2)上设有桩腿齿条(201)，所述每个升降机构(3)包括固定在所述主船体(I)上的支架(301)，所述支架(301)上设有至少一个齿轮(302)，所述齿轮(302)与所述桩腿齿条(201)啮合。
7.根据权利要求6所述的由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，其特征在于，所述桩腿(2)上设有所述桩腿齿条(201)，所述每个升降机构(3)包括四个所述齿轮(302)。
8.根据权利要求6所述的由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，其特征在于，所述桩腿(2)底部设有桩靴(202)。
9.根据权利要求1所述的由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，其特征在于，所述主船体(I)设有船舶靠泊设备(4)或/和小艇靠泊设备(5)，所述船舶靠泊设备(4)可折叠安装在所述主船体(I)左舷或/和右舷，所述小艇靠泊设备(5)可折叠安装在所述主船体⑴首尾。
10.根据权利要求1所述的由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，其特征在于，所述主船体⑴表面安装有吊装设备(6)或/和生活设施(7)。
全文摘要
本发明公开了一种由平台单元连接形成自升式人工岛的制造方法，包括以下步骤在陆地上建造若干段平台单元；将所述若干段平台单元拼接合拢；在所述若干段平台单元上安装桩腿、锁紧机构及升降机构形成甲板平台，所述甲板平台包括主船体；将所述甲板平台拖运至目的地海域；启动所述升降机构，将所述桩腿降至海底，同时主船体上升至所需高度由所述锁紧机构锁紧桩腿，形成人工岛；每个平台单元上还设有连接机构和弹性部件，相邻平台单元之间通过连接机构相互连接。本发明所述人工岛制造简单、安装方便，直接通过升降机构使桩腿就能快速实现主船体上升或下降，还可以根据需要方便移动到所使用区域，具有丰厚的潜在经济效益、社会效益和军事效应。
文档编号E02B17/00GK103195038SQ20131011572
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年2月5日
发明者张弭, 郭培军, 冯琦 申请人:宏华海洋油气装备(江苏)有限公司