一种桁架型桩腿的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种桁架型桩腿，属于自升式海上风电工程船桩腿结构【技术领域】，也可应用于自升式钻采平台及其它自升式起重设备的桩腿结构。目的在于克服现有技术的不足，设计一种可配合插销式升降系统使用的桁架型桩腿，具体包括：主弦管、销孔、水平撑杆、斜向撑杆；其特征是：三根或四根相互平行的主弦管之间通过水平撑杆和斜向撑杆连接，若干销孔垂向等距分布在主弦管上。此设计不仅使桁架型桩腿上无需焊接齿条，大大降低了桩腿自身的制造成本和施工难度，使插销式升降系统得以应用于具有桁架型桩腿的自升式海上风电工程船，也可应用于其它自升式钻采平台或自升式起重设备，从总体上提高了产品的经济性。
【专利说明】一种桁架型粧腿
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种桁架型桩腿，特别是一种可应用插销式升降装置的海上风电工程船桁架型桩腿，属于自升式海上风电工程船桩腿结构【技术领域】，也可应用于自升式钻采平台及其它自升式起重设备的桩腿结构。
【背景技术】
[0002]自升式海上风电工程船作业时由桩腿支撑而站立在海平面以上从而避免水动力载荷直接作用于主船体，常用桩腿的结构型式主要有壳体型和桁架型两种，当工作水深达到或超过150-200英尺时，相对于壳体型桩腿而言，桁架型桩腿受环境载荷作用相对更小、重量相对更轻。即，桁架型桩腿更适用于在较深水域工作的海上风电工程船。
[0003]传统桁架型桩腿需要焊接齿条并与齿轮升降装置配合使用，但传统带齿条桁架型桩腿因对齿条材质要求高、精度要求高、焊接难度大而导致制造成本高，齿条与桩腿主弦管的焊接精度和质量控制也是施工过程中的一大难点。
[0004]相对于齿轮齿条升降装置而言，插销式升降装置具有公差要求低、传动效率高、制造及维护成本低、国产化程度高等优点。但由于缺乏合理的桩腿结构形式，国内外鲜有桁架型桩腿与插销式升降装置配合使用的工程实例。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，针对当前国内外鲜有可配合插销式升降装置使用的桁架型桩腿工程实例的现状，设计一种桁架型桩腿，并在桁架型桩腿主弦管适当位置处开设 销孔，以方便其与插销式升降装置配合使用，最终实现自升式海上风电工程船升降船、插拔桩等功能。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种桁架型桩腿。具体包括:主弦管、销孔、水平撑杆、斜向撑杆；其特征是:三根或四根相互平行的主弦管之间通过水平撑杆和斜向撑杆连接，若干销孔垂向等距分布在主弦管上。
[0007]所述主弦管相互平行并垂直于水平面，主弦管可以是三根或四根，排列成三角形或四边形，主弦管垂向适当位置处等间距分布有若干销孔，主弦管主尺度(包括总长，间距、管径、壁厚等)结合工作水深、各载况工作载荷、主船体布局等要素经由计算选取。
[0008]所述水平撑杆和斜向撑杆可以组成K型、反K型、X型，对主弦管起到辅助支撑的作用。水平撑杆和斜向撑杆的布局形式根据桩腿总纵强度及配套插销式升降装置工作行程等要素经由计算确定，推荐等截距的布局形式，即相邻的水平撑杆垂向间距相等，且与销孔垂向间距也相等。
[0009]所述销孔是贯穿于主弦管垂向适当位置处的孔，相邻销孔的间距相等，其形状与配套插销式升降装置的插销外形保持一致。销孔的孔径根据主弦管的管径、插销强度等要素经由计算确定。为了降低桩腿制造时对公差的要求，同时方便升降作业时插销的插拔运动，销孔的孔径应略大于插销直径。为减小应力集中，销孔推荐使用圆形、椭圆形、或矩形倒圆角等角隅处光滑过渡的开孔形式。开设销孔后，主弦管强度校核结果如不能满足相关规范的要求，应对主弦管结构进行局部加强。
[0010]其作用是:本桁架型桩腿与自升式海上风电工程船主船体及插销式升降装置配合。自升式海上风电工程船到达预定工作海域后，向下释放桁架型桩腿直到其底部插入海床并站稳，由插销式升降装置驱动主船体相对于桁架型桩腿向上爬升脱离海面直至预定高度。插销式升降装置的插销插入桁架型桩腿上适当位置的销孔中，使自升式海上风电工程船在该海域整个施工周期内保持稳定站立状态。施工结束后，插销从销孔中拔出，主船体相对于桁架型桩腿下降至设计吃水状态，将桩腿从海床中拔出并迁航。
[0011]本实用新型的有益效果是:设计了一种带销孔的新型桁架型桩腿结构形式，以方便其与插销式升降装置与桁架型桩腿配合使用。此设计不仅使桁架型桩腿上无需焊接齿条，大大降低了桩腿自身的制造成本和施工难度，同时也使公差要求更低、传动效率更高、制造及维护成本更低、国产化程度更高的插销式升降装置得以应用于具有桁架型桩腿的自升式海上风电工程船，也可应用于其它自升式钻采平台或自升式起重设备，从总体上提高了产品的经济性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为带销孔桁架型桩腿结构立面图。
[0013]图2为带销孔三角形剖面桁架型桩腿结构平面图。
[0014]图3为带销孔四边形剖面桁架型桩腿结构平面图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合所有附图对本实用新型做进一步说明。
[0016]本实用新型如图1所示，包括主弦管1、销孔2、水平撑杆3、斜向撑杆4。其特征是:三根或四根相互平行的主弦管I之间通过水平撑杆3和斜向撑杆4连接，若干销孔2垂向等距分布在主弦管I上；
[0017]所述主弦管I如图1、2、3所示，相互平行并垂直于水平面，主弦管I可以是三根或四根，排列成三角形或四边形，主弦管I垂向适当位置处等间距分布有若干销孔2，主弦管I主尺度(包括总长，间距、管径、壁厚等)结合工作水深、各载况工作载荷、主船体布局等要素经由计算选取。
[0018]所述水平撑杆3和斜向撑杆4如图1、2、3所示，可以组成K型、反K型、X型，对主弦管I起到辅助支撑的作用。水平撑杆3和斜向撑杆4的布局形式根据桩腿总纵强度及配套插销式升降装置工作行程等要素经由计算确定，推荐等截距的布局形式，即相邻的水平撑杆3垂向间距相等，且与销孔2垂向间距也相等。
[0019]所述销孔2如图1所示，是贯穿于主弦管I垂向适当位置处的孔，相邻销孔2的间距相等，其形状与配套插销式升降装置的插销外形保持一致。销孔2的孔径根据主弦管I的管径、插销强度等要素经由计算确定，为了降低桩腿制造时对公差的要求，同时方便升降作业时插销的插拔运动，销孔2的孔径应略大于插销直径。为减小应力集中，销孔2推荐使用圆形、椭圆形、或矩形倒圆角等角隅处光滑过渡的开孔形式。开设销孔2后，主弦管I强度校核结果如不能满足相关规范的要求，应对主弦管I结构进行局部加强。[0020]其作用是:本桁架型桩腿与自升式海上风电工程船主船体及插销式升降装置配合。自升式海上风电工程船到达预定工作海域后，向下释放桁架型桩腿直到其底部插入海床并站稳，由插销式升降装置驱动主船体相对于桁架型桩腿向上爬升脱离海面直至预定高度。插销式升降装置的插销插入桁架型桩腿上适当位置的销孔2中，使自升式海上风电工程船在该海域整个施工周期内保持稳定站立状态。施工结束后，插销从销孔2中拔出，主船体相对于桁架型桩腿下降至设计吃水状态，将桩腿从海床中拔出并迁航。
[0021]本实用新型的有益效果是:设计了一种带销孔的新型桁架型桩腿结构形式，以方便其与插销式升降装置与桁架型桩腿配合使用。此设计不仅使桁架型桩腿上无需焊接齿条，大大降低了桩腿自身的制造成本和施工难度，同时也使公差要求更低、传动效率更高、制造及维护成本更低、国产化程度更高的插销式升降装置得以应用于具有桁架型桩腿的自升式海上风电工程船，也可应用于其它自升式钻采平台或自升式起重设备，从总体上提高了产品的经济性。
【权利要求】
1.一种桁架型桩腿，包括主弦管(I)、销孔(2)、水平撑杆(3)、斜向撑杆(4)，其特征是:三根或四根相互平行的主弦管(I)之间通过水平撑杆(3)和斜向撑杆(4)连接，若干销孔(2)垂向等距分布在主弦管(I)上；所述主弦管(I)相互平行并垂直于水平面，主弦管(I)可以是三根或四根，排列成三角形或四边形；所述水平撑杆(3)和斜向撑杆(4)可以组成K型、反K型、X型，采用等截距的布局形式，即相邻的水平撑杆(3)垂向间距相等，且与销孔(2)垂向间距也相等；所述销孔(2)贯穿于主弦管(I)垂向适当位置，相邻销孔(2)的间距相等，销孔(2)的孔径略大于插销直径，其形状与配套插销式升降系统的插销外形保持一致，采用圆形、椭圆形、或矩形倒圆角等角隅处光滑过渡的开孔形式。
【文档编号】E02D27/12GK203654307SQ201420001264
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月2日 优先权日:2014年1月2日
【发明者】李忠刚, 强兆新, 郝金凤, 刘阳 申请人:中船重工船舶设计研究中心有限公司