，还可以沿着竖向进行扩展延伸，完全可以满足工程项目在面积、浮力、强度、刚度等方面的要求。同时已施工完成部分可以作为施工平台进行后续施工。
【附图说明】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本发明:
[0024]图1a为本发明的三维图。
[0025]图1b为本发明的侧视图。
[0026]图1c为本发明的俯视图。
[0027]图1d为本发明中图1c中A-A剖视图。
[0028]图2a为本发明中气囊与气囊支撑框架组合三维图。
[0029]图2b为本发明中气囊与气囊支撑框架分解三维图。
[0030]图3为本发明中气囊支撑框架与桁架的连接详图。
[0031]图4为构成普通空间桁架时横向斜腹杆与桁架的连接详图。
[0032]图5为本发明组成的一种大型海洋平台示意图1。
[0033]图6为本发明组成的一种大型海洋平台示意图2。
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明。
[0035]本发明为一种用于大型海洋平台的气囊填充式桁架，结构充分将气囊结构质量轻、浮力性能好、内部气压可以依据所处水深进行人为调节的优点和空间桁架结构便于组装施工、空间刚度大的优点结合在了一起，形成一种气囊与桁架杂交的浮式结构体系，可以形成满足自重、浮力、强度、刚度、以及使用空间方面要求的大型海洋平台结构。
[0036]如图1a所示，本发明一种用于大型海洋平台的气囊填充式桁架，是由气囊支撑框架5代替传统空间桁架中横向平面桁架中斜腹杆后填充气囊7所形成的一种结构体系。
[0037]如图la、lb、lc与Id所示，横向弦杆2与竖腹杆4在纵向弦杆I的位置处间断，并与位于各自两端的纵向弦杆I相连。
[0038]如图1a与Ib所示，纵向斜腹杆3直接连接于两端由纵向弦杆I与竖腹杆4形成的相贯节点上；纵向斜腹杆3与竖腹杆4形成纵向平面桁架的腹杆层起到传递结构剪力与连接弦杆层的作用。
[0039]如图la、lb、Ic与Id所示，气囊7填充在气囊支撑框架5形成的囊腔内。气囊7通过气囊凹槽8卡在气囊支撑框架5上与桁架形成气囊填充式桁架。
[0040]如图1d所示，气囊支撑框架5通过4个气囊支撑框架接头6连接在桁架结构预留的横向构件固定端9上。横向构件固定端9直接连接于横向弦杆2与竖腹杆4形成的相贯节点上。
[0041]如图2a与2b所示，气囊支撑框架5卡在气囊7上的气囊凹槽8内，使气囊7与桁架协同受力形成气囊填充式桁架，每个气囊支撑框架5均有4个气囊支撑框架接头6用于同桁架进行组装连接。
[0042]如图3所示，气囊支撑框架5通过接头盖板11与气囊支撑框架接头6进行连接，接头盖板11除了起连接的作用外，还起到对气囊支撑框架5密封的作用。同样，横向构件固定端9通过接头盖板11与横向构件固定端接头12进行连接，接头盖板11除了起连接的作用外，还起到对横向构件固定端9密封的作用。气囊支撑框架接头6与横向构件固定端接头12通过各自端头上的接头盖板11采用螺栓13进行组装连接。
[0043]如图4所示，横向斜腹杆10通过接头盖板11连接于对角线上2个横向构件固定端9上，形成普通的空间立体桁架。
[0044]如图5所示，为气囊填充式桁架与空间立体桁架组成的三层大型海洋平台结构之一，其中部分气囊填充式桁架位于水面之下为结构提供浮力，部分气囊填充式桁架布置于水线附近为结构提供浮力储备；张力腿14布置于浮体结构的周边，张力腿14中施加一定大小的预拉力进行大型海洋平台结构的作业定位与整个结构储备浮力的调整。
[0045]如图6所示，为气囊填充式桁架与空间立体桁架组成的三层大型海洋平台结构之二，全部气囊填充式桁架位于水面之下为结构提供浮力，张力腿14布置于浮体结构的周边，张力腿14中施加一定大小的预拉力进行大型海洋平台结构的作业定位与整个结构储备浮力的调整。水线面附近没有气囊梁的布置，所以波浪可以完全没有阻挡地通过桁架的空隙穿越整个海洋平台结构，这一布置形式所构成的结构耐波性好。
[0046]如图5与图6所示，整个海洋平台结构中横向弦杆2与竖腹杆4围成的任意一个桁架单元内，可以根据实际需求便捷地布置气囊支撑框架5或横向斜腹杆10，形成对应的气囊填充式桁架和普通空间立体桁架。
[0047]如图5与图6所示，在建造过程中可以利用已建成的部分作为工作平台进行后续施工。
[0048]本发明一种用于大型海洋平台的气囊填充式桁架具有自重轻、施工便捷、耐波性能好、规模可扩展能力强的优点。
[0049]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种用于大型海洋平台的气囊填充式桁架，其特征在于:气囊填充式桁架是由气囊支撑框架代替传统空间立体桁架中横向平面桁架中的斜腹杆，并填充充气气囊后形成的一种用于大型海洋平台的浮式结构体系；其特征在于:气囊填充式桁架由纵向弦杆(1)、横向弦杆(2)、纵向斜腹杆(3)、竖腹杆(4)、气囊支撑框架(5)与气囊(7)组成；其中气囊支撑框架(5)上设计有4个气囊支撑框架接头(6)供装配使用；气囊填充式桁架中横向弦杆(2)与竖腹杆(4)的汇交处预留有横向构件固定端(9)与横向构件固定端接头(12);气囊支撑框架接头(6)与横向构件固定端接头(12)通过连接螺栓(13)连接后形成气囊(7)的囊腔；气囊(7)在气囊支撑框架(5)的位置处留有气囊凹槽(8)，当气囊(7)充入一定气压的空气后气囊支撑框架(5)完全卡入气囊凹槽(8)内，形成既可提供浮力又可承担荷载的气囊填充式桁架；当横向构件固定端接头(12)安装横向斜腹杆(10)时便形成普通的空间立体桁架；大量的气囊填充式桁架与普通的空间立体桁架之间组合连接形成平面大小、浮力大小、承载能力大小均满足要求的大型海洋平台结构。
2.根据权利要求1所述的用于大型海洋平台的气囊填充式桁架，其特征在于:纵向弦杆(I)、横向弦杆(2)、纵向斜腹杆(3)、竖腹杆(4)、气囊支撑框架(5)、横向构件固定端(9)、横向斜腹杆(10)均由空心圆钢管或方钢管来制作，构件之间通过相贯节点连接，各自形成水密空心构件，以提供一定的浮力。
3.根据权利要求1所述的用于大型海洋平台的气囊填充式桁架，其特征在于:气囊(7)位于水面之下时，气囊(7)内部的气压qn可随气囊外部水压力qw的大小确定，始终保持内外压力差最小(即:min|qn-qw|)，使气囊产生的自应力最小；气囊(7)内部在气囊凹槽(8)的位置处设置横向气室分割装置将气囊(7)分割成多个独立的气室，以降低局部破损对整个结构的影响，横向气室分割装置也可承受一定的径向拉力，使气囊凹槽(8)在内部气压的作用下仍可保持其凹槽的形状。
4.根据权利要求1与权利3所述的用于大型海洋平台的气囊填充式桁架，其特征在于:气囊支撑框架(5)的厚度和内径与气囊凹槽(8)的宽度与外径完全吻合，以便气囊支撑框架(5)完全卡入气囊凹槽(8)内；气囊支撑框架接头(6)与横向构件固定端接头(12)由十字性钢板与封头板(11)焊接而成，连接螺栓(13)采用高强螺栓。
5.根据权利要求1所述的用于大型海洋平台的气囊填充式桁架，为了使构成的大型海洋平台结构具有足够的浮力储备，在大型海洋平台结构中气囊填充式桁架的总数量不少于普通空间立体桁架的数量。
【专利摘要】本发明公开了一种用于大型海洋平台的气囊填充式桁架。它由气囊支撑框架代替空间桁架中横向斜腹杆后填充气囊所形成。气囊填充式桁架由纵向弦杆、横向弦杆、竖腹杆、纵向斜腹杆、横向气囊支撑框架与气囊组成。其中，气囊支撑框架通过预留接头与桁架上预留的固定端采用螺栓进行连接。气囊内充入气压后，整个气囊填充式桁架在水中既可承受外载又可提供浮力。大量气囊填充式桁架与空间立体桁架按一定规律相互连接即可构成大型海洋平台结构。本发明继承了气囊结构质量轻、浮力性能好，空间桁架施工便捷、刚度大的优点，形成了一种质轻、高强、建造方便、规模扩展便捷、气囊内部气压与外部水压可部分平衡的浮式结构体系。
【IPC分类】B63B35-44
【公开号】CN104608887
【申请号】CN201510026709
【发明人】郭佳民, 侯永利, 李志忠, 熊志鑫, 郑陶清
【申请人】上海海事大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月20日