一种超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，桩腿分段包括第一桩腿分段和第二桩腿分段，第一桩腿分段和第二桩腿分段均包括多根弦管，合拢限位紧固装置将第一桩腿分段的弦管和第二桩腿分段的弦管合拢，合拢限位紧固装置包括：第一连接组件，连接于第一桩腿分段的弦管的两侧；以及第二连接组件，连接于第二桩腿分段的弦管的两侧；其中，第一连接组件和第二连接组件的一侧通过一螺栓连接件连接，另一侧通过一定位销件定位。本实用新型的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置提高了建造精度与质量，降低了建造成本，提高了施工的安全性。
【专利说明】一种超大型桁架式粧腿分段的合拢限位紧固装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及海洋工程装备的制造安装【技术领域】，特别是指自升式钻井平台的超大型桁架式桩腿分段合拢安装过程中使用的合拢限位紧固装置。
【背景技术】
[0002]桩腿是自升式钻井平台的关键部件，桩腿的性能直接影响到钻井平台作业的安全与效果。桩腿的制作在整个钻井平台建造中极其重要，其建造精度要求高，焊接工艺要求严，建造施工难度大，桩腿分段合拢的准确定位与安装对于钻井平台的建造质量至关重要。
[0003]目前大型自升式钻井平台一般都具有160m以上的大型桁架式桩腿结构，需要在高空完成桩腿各大型结构分段的合拢。而在合拢定位时精度要求非常高，例如:
[0004]1、桩腿齿条板到桩腿中心点的距离偏差不得超过6mm ；
[0005]2、桩腿齿条板的水平线与桩腿中心线的垂直度不得超过0.25度的角度公差；
[0006]3、桩腿三角型相邻角的高的夹角不得超过0.07度的角度公差。
[0007]所以桁架式桩腿合拢具有高精度、高难度、危险性大等特点。
[0008]大连船舶重工集团有限公司的中国实用新型专利:大型桁架式桩腿结构合拢定位装置(申请号:200620093391.7)提出了一种大型桁架式桩腿结构合拢定位装置，由带有外倾斜斜边的下定位楔板和带有相对应内倾斜的上定位楔板分别固定在合拢的桩腿上下结构享端，连接上下结构，这种桩腿合拢定位结构的承重能力不强，需要在高空进行人工调整水平与垂直方面的精度来进行定位，而且不能严格限定待合拢桩腿在水平方向上的移动和转动，难以确保施工的安全性。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的是为了克服以上不足，解决已有合拢装置承重能力低、对位精度低、效率不高及安全性低等技术问题，提供的一种超大型桁架式桩腿分段合拢限位紧固装置，提高了建造精度与质量，降低建造成本，提高施工的安全性。
[0010]为了实现上述目的，本实用新型的一种超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，所述桩腿分段包括第一桩腿分段和第二桩腿分段，所述第一桩腿分段和所述第二桩腿分段均包括多根弦管，所述合拢限位紧固装置将所述第一桩腿分段的弦管和所述第二桩腿分段的弦管合拢，所述合拢限位紧固装置包括:
[0011]第一连接组件，连接于所述第一桩腿分段的弦管的两侧；以及
[0012]第二连接组件，连接于所述第二桩腿分段的弦管的两侧；
[0013]其中，所述第一连接组件和所述第二连接组件的一侧通过一螺栓连接件连接，另一侧通过一定位销件定位。
[0014]上述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其中，所述第一连接组件和所述第二连接组件相对称。
[0015]上述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其中，所述第一连接组件包括第一支撑肘板和第一横板，所述第一横板连接在所述第一支撑肘板的靠近所述第二桩腿分段的弦管的端部；所述第二连接组件包括第二支撑肘板和第二横板，所述第二横板连接在所述第二支撑肘板的靠近所述第一桩腿分段的弦管的端部。
[0016]上述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其中，所述第一支撑肘板与所述第一横板垂直连接，所述第二支撑肘板与所述第二横板垂直连接。
[0017]上述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其中，所述第一横板包括第一左横板和第一右横板，所述第二横板包括第二左横板和第二右横板，所述第一左横板与所述第二左横板分别具有供所述螺栓连接件连接的连接孔，所述第一右横板和所述第二右横板分别具有供所述销连接件定位的定位孔。
[0018]上述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其中，所述第一桩腿分段的弦管包括桩腿齿条板和二半弦管，所述二半弦管分别设置于所述桩腿齿条板的两侧面，所述第一支撑肘板连接在所述桩腿齿条板和所述二半弦管上，且所述第一支撑肘板具有开口，所述开口与所述半弦管的半径及厚度相对应。
[0019]上述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其中，所述第一连接组件还包括与所述第一支撑肘板平行的第三支撑肘板，所述第三支撑肘板连接在所述桩腿齿条板和所述二半弦管上，且所述第三支撑肘板具有开口，所述开口与所述半弦管的半径和厚度相对应。
[0020]上述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其中，所述第二桩腿分段的桩腿包括桩腿齿条板和二半弦管，所述二半弦管分别设置于所述桩腿齿条板的两侧面，所述第二支撑肘板连接在所述桩腿齿条板和所述二半弦管上，且所述第二支撑肘板具有开口，所述开口与所述半弦管的半径及厚度相对应。
[0021]上述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其中，所述第二连接组件还包括与所述第二支撑肘板平行的第四支撑肘板，所述第四支撑肘板连接在所述桩腿齿条板和所述二半弦管上，且所述第四支撑肘板具有开口，所述开口与所述半弦管的半径和厚度相对应。
[0022]实用新型的进一步改进在于:
[0023]1、分段合拢限位紧固装置采用对称结构形式，能够承受各方向的设计载荷，而且由于采用优化的结构形式，承重能力大大加强；
[0024]2、分段合拢限位紧固装置在合拢中利用销轴能方便进行结构微调，准确定位；
[0025]3、分段合拢限位紧固装置通过螺栓固定、焊接加强等手段能有效增强生产操作安全性。
[0026]本实用新型与现有技术相比具有的优点:
[0027]1、对合拢限位紧固装置进行有限元分析，优化了结构；大大提升了紧固装置的承重能力，节约了合拢的成本；
[0028]2、本装置在使用中要求在平地进行预合拢，控制各种精度，然后再在高空进行二次合拢，精确定位，大大提高了合拢精度并减少高空作业工作量，提高装配效率；
[0029]3、本装置通过螺栓固定和焊接加强来限定待合拢桩腿三个方向上旋转自由度和平动自由度，提高了施工的安全性。
[0030]以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本实用新型的桁架式桩腿分段的主视图；
[0032]图2为图1的右视图；
[0033]图3为本实用新型的合拢限位紧固装置的主视图；
[0034]图4为图3的右视图；
[0035]图5为图3的俯视图；
[0036]图6本实用新型的支撑肘板的结构示意图；
[0037]图7本实用新型的左横板的结构示意图；
[0038]图8本实用新型的定位销件的结构示意图。
[0039]其中，附图标记
[0040]100 合拢限位紧固装置
[0041]110 第一连接组件
[0042]111 第一支撑肘板
[0043]1111 开口
[0044]112 第一横板
[0045]1121 第一左横板
[0046]1122 第一右横板
[0047]113 第三支撑肘板
[0048]1131 开口
[0049]120 第二连接组件
[0050]121 第二支撑肘板
[0051]1211 开口
[0052]122 第二横板
[0053]1221 第二左横板
[0054]1222 第二右横板
[0055]123 第四支撑肘板
[0056]1231 开口
[0057]130 螺栓连接件
[0058]140 定位销件
[0059]210 第一桩腿分段
[0060]211 弦管
[0061]2111 桩腿齿条板
[0062]2112 半弦管
[0063]212 水平撑杆
[0064]220 第二桩腿分段
[0065]221 弦管
[0066]2211 桩腿齿条板[0067]2212 半弦管
[0068]222 水平撑杆
【具体实施方式】
[0069]下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。
[0070]本实用新型的桩腿分段包括多根弦管，以下以每个桩腿分段具有三根弦管为例进行说明。参阅图1，图1为本实用新型的桁架式桩腿分段的主视图；图2为图1的左视图。如图所示，本实用新型的桩腿分段包括第一桩腿分段210和第二桩腿分段220，第一桩腿分段210包括三根弦管211，三根弦管211之间通过水平撑杆212连接构成三角形。
[0071]第二桩腿分段220的结构与第一桩腿分段210的结构相同。第二桩腿分段220包括三根弦管221，三根弦管221之间通过水平撑杆222连接构成三角形。现以合拢限位紧固装置100将第一桩腿分段210的弦管211和第二桩腿分段220的弦管221合拢为例进行说明。
[0072]参阅图3，图3为本实用新型的合拢限位紧固装置的主视图。本实用新型的合拢限位紧固装置100包括第一连接组件110和第二连接组件120，第一连接组件110连接于第一桩腿分段210的弦管211的两侧；第二连接组件120连接于第二桩腿分段220的弦管221的两侧。其中，第一连接组件110和第二连接组件120的一侧通过螺栓连接件130连接，另一侧通过定位销件140定位后连接。且第一连接组件110和第二连接组件120相对称，能够承受各方向的设计载荷。其中，定位销件140的结构如图8所示。
[0073]参阅图3至图5，图4为图3的右视图，图5为图3的俯视图。本实用新型的合拢限位紧固装置100的第一连接组件110包括第一支撑肘板111和第一横板112，第一支撑肘板111连接在第一桩腿分段210的弦管211的两侧，第一横板112连接在第一支撑肘板111的靠近第二桩腿分段220的弦管221的端部，且第一支撑肘板111与第一横板112垂直连接。
[0074]第二连接组件120包括第二支撑肘板121和第二横板122，第二支撑肘板121连接在第二桩腿分段220的弦管221的两侧，第二横板122连接在第二支撑肘板121的靠近第一桩腿分段210的弦管211的端部，且第二支撑肘板121与第二横板122垂直连接。
[0075]第一横板112和第二横板122可为长方形钢板。
[0076]如图3所示，第一横板112包括第一左横板1121和第一右横板1122，第二横板122包括第二左横板1221和第二右横板1222，第一左横板1121与第二左横板1221相对应，且分别具有供螺栓连接件130连接的连接孔；第一右横板1122和第二右横板1222相对应，且分别具有供定位销件140定位的定位孔。第一左横板1121与第二左横板1221上的连接孔在安装中需准确对位。其中，第一左横板1121及第二左横板1221的结构如图7所示。
[0077]如图3和图5所示，第一桩腿分段210的弦管211包括桩腿齿条板2111和二半弦管2112，二半弦管2112分别设置于桩腿齿条板2111的两侧面。如图6所示，图6本实用新型的支撑肘板的结构示意图，第一支撑肘板111连接在桩腿齿条板2111和二半弦管2112上，第一支撑肘板111具有开口 1111，开口 1111与半弦管2112的半径及厚度相对应，如此，第一支撑肘板111连接在桩腿齿条板2111和半弦管2112上时，能够贴合桩腿齿条板2111和半弦管2112的外侧，保证了连接后的强度，增强了整个装置的承重载荷。
[0078]进一步地，第一连接组件110还包括第三支撑肘板113，第三支撑肘板113与第一支撑肘板111平行，且连接在桩腿齿条板2111和半弦管2112上。第三支撑肘板113具有开口 1131，开口 1131与半弦管2112的半径及厚度相对应，使得装置的承重能力进一步加强。
[0079]相似地，第二桩腿分段220的弦管221包括桩腿齿条板2211和二半弦管2212，二半弦管2212分别设置于桩腿齿条板2211的两侧面。第二支撑肘板121连接桩腿齿条板2211和二半弦管2212上，在第二支撑肘板121具有开口 1211，开口 1211与半弦管2212的
半径及厚度相对应。
[0080]第二连接组件120还包括第四支撑肘板123，第四支撑肘板123与第二支撑肘板121平行，且连接在桩腿齿条板2211和半弦管2212上。第四支撑肘板123具有开口 1231，开口 1231与半弦管2212的半径及厚度相对应。
[0081]以下对本实用新型的合拢限位紧固装置100合拢第一桩腿分段210的弦管211和第二桩腿分段220的弦管221的过程进一步详述。
[0082]首先，进行超大型桁架式桩腿分段的预合拢，包括:
[0083]第一，使要合拢的第一桩腿分段210和第二桩腿分段220侧卧在水平胎架上，保持直线并对中，第一桩腿分段210的三根弦管211与第二桩腿分段220的三根弦管221分别对齐。
[0084]第二，通过对第一桩腿分段210合拢截面处的水平撑杆212以及第二桩腿分段220合拢截面出的水平撑杆222的水平度进行调整，使第一桩腿分段210和第二桩腿分段220达到水平度要求。
[0085]第三，调整第一桩腿分段210的弦管211的桩腿齿条板2111和第二桩腿分段220的弦管221的桩腿齿条板2211的齿顶处的齿距达到设计要求，此过程中，需考虑焊接收缩
量的影响。
[0086]第四，调整第一桩腿分段210的弦管211的桩腿齿条板2111和第二桩腿分段220的弦管221的桩腿齿条板2211的中心线距离达到设计要求，调整桩腿齿条板2111的水平线与第一桩腿分段210的中心线垂直，调整桩腿齿条板2211的水平线与第二桩腿分段220的中心线垂直，并保证符合设计要求的垂直角度公差，调整第一桩腿分段210、第二桩腿分段220三角型相邻角的高的夹角保证符合设计要求的角度公差。
[0087]第五，将第一支撑肘板111和第三支撑肘板113平行焊接在第一桩腿分段210的弦管211的两侧，将第二支撑肘板121和第四支撑肘板123平行焊接在第二桩腿分段220的弦管221的两侧，将第一左横板1121和第一右横板1122分别焊接在第一支撑肘板111和第三支撑肘板113上，将第二左横板1221和第二右横板1222分别焊接在第二支撑肘板121和第四支撑肘板123上。两块支撑肘板的间距根据桩腿齿条板焊接操作空间的要求确定。
[0088]第六，对第一桩腿分段210和第二桩腿分段220均完成以上工艺措施后，进行焊接检验，保证合格后才能上船使用。
[0089]其次，进行实船安装合拢，包括:[0090]第一，在自升式钻井平台上进行超大型桁架式桩腿分段合拢。合拢限位紧固装置100的第一右横板1122和第二右横板1222先用三个定位销件140分别进行桩腿定位，第一左横板1121和第二左横板1221用三个螺栓连接件130分别进行固定，待第一桩腿分段210的弦管211和第二桩腿分段220的弦管221定位妥当后，把三个定位销件140全部去掉换上三个螺栓件130将其连接。
[0091]第二，进行紧固。进行第一右横板1122和第二右横板1222之间以及第一左横板1121和第二左横板1221之间的焊接加强。单根桩腿的三个合拢位置焊接加强完成后，吊机可以进行摘钩。
[0092]第三，进行单根桩腿三个合拢位置的预热与焊接。焊接工作全部结束后，进行相关焊接检验。检验合格后，拆除本装置，加装窗口式半弦管，并进行预热和焊接。
[0093]当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，所述桩腿分段包括第一桩腿分段和第二桩腿分段，所述第一桩腿分段和所述第二桩腿分段均包括多根弦管，所述合拢限位紧固装置将所述第一桩腿分段的弦管和所述第二桩腿分段的弦管合拢，其特征在于，所述合拢限位紧固装置包括: 第一连接组件，连接于所述第一桩腿分段的弦管的两侧；以及 第二连接组件，连接于所述第二桩腿分段的弦管的两侧； 其中，所述第一连接组件和所述第二连接组件的一侧通过一螺栓连接件连接，另一侧通过一定位销件定位。
2.根据权利要求1所述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其特征在于，所述第一连接组件和所述第二连接组件相对称。
3.根据权利要求1或2所述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其特征在于，所述第一连接组件包括第一支撑肘板和第一横板，所述第一横板连接在所述第一支撑肘板的靠近所述第二桩腿分段的弦管的端部；所述第二连接组件包括第二支撑肘板和第二横板，所述第二横板连接在所述第二支撑肘板的靠近所述第一桩腿分段的弦管的端部。
4.根据权利要求3所述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其特征在于，所述第一支撑肘板与所述第一横板垂直连接，所述第二支撑肘板与所述第二横板垂直连接。
5.根据权利要求3所述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其特征在于，所述第一横板包括第一左横板和第一右横板，所述第二横板包括第二左横板和第二右横板，所述第一左横板与所述第二左横板分别具有供所述螺栓连接件连接的连接孔，所述第一右横板和所述第二右横板分别具有供所述销连接件定位的定位孔。
6.根据权利要求3所述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其特征在于，所述第一桩腿分段的弦管包括桩腿齿条板和二半弦管，所述二半弦管分别设置于所述桩腿齿条板的两侧面，所述第一支撑肘板连接在所述桩腿齿条板和所述二半弦管上，且所述第一支撑肘板具有开口，所述开口与所述半弦管的半径及厚度相对应。
7.根据权利要求6所述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其特征在于，所述第一连接组件还包括与所述第一支撑肘板平行的第三支撑肘板，所述第三支撑肘板连接在所述桩腿齿条板和所述二半弦管上，且所述第三支撑肘板具有开口，所述开口与所述半弦管的半径和厚度相对应。
8.根据权利要求3所述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其特征在于，所述第二桩腿分段的弦管包括桩腿齿条板和二半弦管，所述二半弦管分别设置于所述桩腿齿条板的两侧面，所述第二支撑肘板连接在所述桩腿齿条板和所述二半弦管上，且所述第二支撑肘板具有开口，所述开口与所述半弦管的半径及厚度相对应。
9.根据权利要求8所述的超大型桁架式桩腿分段的合拢限位紧固装置，其特征在于，所述第二连接组件还包括与所述第二支撑肘板平行的第四支撑肘板，所述第四支撑肘板连接在所述桩腿齿条板和所述二半弦管上，且所述第四支撑肘板具有开口，所述开口与所述半弦管的半径和厚度相对应。
【文档编号】E02D5/52GK203498830SQ201320500444
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月15日 优先权日:2013年8月15日
【发明者】陈会庭, 彭好利, 张工, 张谭龙, 吕红坡, 张忠鹏, 张健效, 李磊, 孙玉海 申请人:中集海洋工程研究院有限公司, 烟台中集来福士海洋工程有限公司, 龙口中集来福士海洋工程有限公司, 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司