近海固定平臺用帶折合支撐的支柱的製作方法

2023-11-11 06:07:17

專利名稱：近海固定平臺用帶折合支撐的支柱的製作方法
技術領域：
本發明涉及近海帶支撐的結構，更具體地說涉及一種在岸上將結構組裝成緊湊的束狀體、運送束狀體並在近海現場附近使束狀體張開而取其最後構形的方法。
通常在地面上組裝結構與在近海相比費用較少，風險也較小。但在近海組裝時通常要求一定的組裝時間。為儘量減少這些費用，通常將這些結構分成一些較大的組件。
一般從海底升到水面以上的下部結構就是這樣一種近海結構的組件。下部結構通常在近海岸邊組裝，拖運到駁船上，再拖送到現場，從駁船上滑曳下水，在浮置狀態下將其垂直豎起，再將其定位在海底上。將樁子通過下部結構的構件打進海底，再將下部結構通過灌漿、焊接或其他機械方法固定在打下的樁子上。
在大多數情況下，下部結構為一懸臂式支柱，但在有些情況下，帶支撐的支柱是一種較為有效(較輕)的結構。為通過採用較輕的帶支撐的支柱取得節約的效果，必須設計出一種安全經濟的加工和組裝的方法。
在已經研製出的方法中，帶支撐的支柱是在近海現場進行組裝的，在這些方法中，分別在岸上加工中央支柱和各支撐，分別將其運送到近海現場，在滑曳後將支撐連接到支柱上，從而完成下部結構。這樣組裝的下部結構既不經濟又不安全，因為所需時間很長，且隨時會受到風暴的襲擊。
因此，本發明的目的在於設計出一種帶支撐的支柱，這種支柱全部可在岸上加工而構成一種緊湊的束狀體，再將其運送到近海安裝現場，置於水中，並使其在浮置狀態下張開而取其最後構形。本發明的另一目的在於設計出一種帶支撐的下部結構，這種結構能以最少的組裝和構築時間予以張開並安裝。本發明的另一目的還在於提供一種緊湊的下部結構，這種結構可在不需對運送駁船進行複雜的改裝的情況下將其拖送現場並滑曳下水。本發明的再一個目的在於提供足夠的空間以便打樁，使張開的結構固定就位。這些優點以及其他優點通過深究即可了解。
本發明涉及一種近海固定平臺的下部結構。這種結構為一完全在地面上構築的帶支撐的中心支柱。支撐通過樞軸連接在支柱上並沿支柱折合，從而構成一緊湊的束狀體。在支柱橫截面上形成一些凹槽，使支撐可折合其中。此外，在組裝和運送中束狀體上的構件無一伸出到外部空間中，不致影響其組裝和運送。在將束狀體置於現場水中後，束狀體即在浮置狀態下張開而取其最後的構形，然後將其固定在海底上。


圖1為本發明固定在海底上的示圖。
圖2為本發明安裝在海底上的平面視圖，圖中未示出上部結構。
圖3為本發明撐杆沿圖8中3-3線的平面視圖。
圖4為本發明撐杆沿圖3中4-4線的剖面圖。
圖5為本發明鉸接頭沿圖9中5-5線的平面視圖。
圖6為沿圖5中6-6線的剖面圖，部分已切去。
圖7為沿圖6中7-7線的剖面圖，部分已切去。
圖8為沿圖2中8-8線的部分立面圖(僅示出一支撐)，示出本發明的張開狀態。
圖9為部分立面圖(僅示出一支撐)，示出本發明的折合狀態。
圖10為沿圖9中10-10線在運送駁船上處於折合狀態下的本發明剖面圖。
圖11為沿圖9中11-11線在運送駁船上處於折合狀態下的本發明剖面圖。
圖12為沿圖10中12-12線的立面圖，部分已切去。
圖13為圖12中部分放大詳圖，部分已切去。
圖14為圖12中部分放大詳圖，部分已切去。
圖15為圖13和14中沿15-15線的剖面圖，部分已切去。
圖16為圖14中沿16-16線的剖面圖，部分已切去。
圖17為滑動組件操作簡圖。
圖18為圖3中部分放大詳圖，部分已切去。
圖19為圖9中沿19-19線在駁船上處於折合狀態的本發明剖面圖。
圖20為圖9中沿20-20線在駁船上處於折合狀態的本發明剖面圖。
圖21為圖19中部分放大詳圖，部分已切去。
圖22為圖19中部分放大詳圖，部分已切去。
圖23為束狀下部結構的另一剖面圖。
圖24為束狀下部結構的另一剖面圖。
從各圖中可以看出，下部結構10為一組裝成束狀體的帶支撐的結構以便拖送並在進行近海安裝前使其在浮置狀態下張開。不應忽視其可在地面上完全組裝成這樣一種帶支撐的結構的性能，因為在以往帶支撐的結構都要求相當的近海構築工程量。
另一特徵是可將此緊湊的束狀體裝到一運送駁船上停放在平行設置的運送駁船的滑道上。由於各滑道是平行設置的，因此，結構體在滑曳操作中滑動時滑道可對結構體進行導向和(或)支承(當然，這是在假定結構體不作提升就位的情況下)，而如果滑道不是平行設置的，滑道就會影響滑曳操作，因為滑道無法在結構體移動中起支承作用(即滑道無法與結構體的支承點對準)。
另一特徵是各支撐可緊貼在中央支柱上或折合在支柱的凹槽內(此性能是中央支柱幾何形狀的一個要素)。這些凹槽給支撐留出了足夠的空間使其不致從緊湊的束狀體中伸出而影響將下部結構10裝上運送駁船的操作。
如圖1和2所示，下部結構10支承著水線14以上的上部結構12。在此實施例中，下部結構10具有中央支柱16和三個外伸的支撐18。各支撐18支承著支柱16，使其在下部結構10或上部結構12所引起的外力作用下固定在其位置上。這裡，支柱16和各支撐18可以採用一種開式桁架如圖所示。
各支撐18的一端通過鉸接頭20固定在支柱16上，另一端在張開狀態下偏離支柱16。這一端插入泥線22內並在此用裙樁24使支撐18固定就位。如圖所示，支柱16也用裙樁24固定就位。
如圖所示，在此實施例中(並非在每一實施例中)撐杆26有助於支承上部結構12和加強支柱16和支撐18。撐杆26(圖3和4中所示為開式桁架)一般在各支撐18和中央支柱16之間作水平設置而在鉸接頭20和泥線22之間的中高部位上，使支柱16與各支撐18連接。撐杆26有效地減短了支柱16和各支撐18的非支撐長度，使其可儘量設計得小些(較長的非支撐長度需較多的材料而使結構很笨重)。
圖5、6和7示出了各支撐18和支柱16之間鉸接頭20的細節。還可採用其他的構形，這取決於其所承受的力、支撐的要求尺寸和支柱16的構形。
在本實施例中，支柱16具有六角形截面，但也可採用其他的截面形狀。從理論上來說，任何與成組周邊支撐18相適應的截面形狀都是可取的。主要要點在於各組裝的支撐18在其沿中央支柱16折合時在相鄰支撐之間應具有足夠的空間以便將下部結構10支承在運送駁船28上。這裡應的注意的是圖5所示為處於折合狀態下的鉸接頭20，這就是在岸上組裝和在運送駁船28上拖運中的狀態。
圖8和9所示為下部結構10安裝過程的實施例。圖8所示為處於張開或安裝狀態下的下部結構10而圖9所示為處於折合或拖運和滑曳狀態下的支柱16、一支撐18(其他支撐的操作情況相同)和一撐杆26。可以估計到在滑曳後和在下部結構10浮置時，各支撐18即張開而繞其相應的鉸接頭20轉離支柱16。在完全張開時，各撐杆26從其平行於支柱16的折合狀態移動到其一般垂直於支柱16的張開狀態。撐杆26的這種位置變動是通過沿支柱16設置的滑動組件30和與相應支撐18的鉸接頭實施的。滑動組件30的細節示於圖10-17，而支撐18和撐杆26之間的鉸接頭示於圖18中。
如圖8所示，支柱16在通過裙樁24錨定在泥線22上時一般並不與泥線22接觸，而是稍稍支承在泥線22之上，從而在此兩者之間形成一間隙。這是為了使各支撐18充分插進海底而不受中央支柱16的阻礙。
如本實施例的附圖所示，滑動組件30為一開式桁架32，跨裝在支柱16的相鄰兩支杆34之間。此桁架32一般為一長方形平面結構而在兩固定在兩支杆34上的平行滑軌36內滑動。各滑軌36沿部分支杆34設置而成組平板38則使滑軌36固定在相應支杆34上。四個滑塊40分別固定在桁架32的四個角上，可在滑軌36內滑動。這樣，桁架32隨著滑塊40在滑軌36內的移動而移動。
鉸鏈42直接在桁架32的下面固定在兩個下滑塊40上並連接此兩下滑塊40和撐杆26的一端(圖3和14)。這樣，在各桁架32沿滑軌36向下移動時，撐杆26通過鉸鏈42以及位於撐杆26和相應支撐18之間的鉸接頭從一般平行於各支柱16的狀態轉到一般垂直於支柱16的狀態。撐杆26的這種移動因此就可使此支撐18繞鉸接頭20轉離支柱16。滑動組件30不僅使撐杆26向下移動，由於其受限於滑軌36，還可使撐杆26在此張開操作中不致扭曲。
滑動組件30的操作示於圖17。這裡，儘管只示出了一種操作，但也還可以設計出其他類似的方法如可採用液壓缸的方法。實際上，在某些情況下，不必專門對撐杆26或滑動組件30進行操作。在這種情況下，張開操作只要在下部結構10直立地浮置在水中時將其轉動並有選擇地使支撐18每次一個地處於不穩狀態，從而使各支撐18向上轉向水線14。在取得所需角度後，在將下部結構10沒入水中和安裝在海底上之前就可簡單地使支撐鎖定就位。
但，在這些示圖所示實施例中，一纜索44的一端是固定在一上滑塊40上而其另一端是固定在相應下滑塊40上的。在這兩個連接點之間，纜索44途徑一組轉動滑輪46和一捲筒48。三個支撐18中每個具有各自的滑動組件30，每個滑動組件30要求兩條纜索，因此共需六條操作纜索44。此六條纜索44最後聯到一條伸出水線14的提升纜索50上。這樣，在將提升纜索50通過一絞盤向上拖動時，可使全部纜索44同時將三個滑動組件30向下拉動。這又使各撐杆26向外轉動，從而迫使相應支撐18也繞鉸接頭20向外轉動，從而使全部支撐18一起張開。此外，一旦各撐杆26完全張開並處於垂直於支柱16的狀態時，撐杆就形同一鎖定器阻止各支撐18重新折合或轉動而返回支柱16。在張開操作結束後，將下部結構10定位在海底上，再通過裙樁24將其錨定就位。
這裡應注意到支撐18的截面並非沿其長度不變，正如圖10和11所示，應適應撐杆26的構形而使下部結構10能折合成一緊湊體以便運送。如圖10和11所示，在下部結構10處於其裝在運送駁船28上的折合狀態時，撐杆26緊貼在支撐18上。
圖19-22示出了另外一些折合的下部結構10的剖面圖。圖19示出了下部結構10裝在運送駁船28上時的狀態和方向。還示出了通過各纜索52和各短柱54使各支撐18限制在折合狀態下。在將下部結構10置於水中之後，將纜索52切斷，從而使支撐18向外轉動。可以看出，這種緊湊的布置在下部結構10的任一部分和運送駁船28之間都具有足夠空間。圖20示出了裝在中央支柱16和各支撐18的各裙樁套筒56，通過這些套筒將裙樁24打進海底。如圖所示，下部結構10的這一部分伸出運送駁船28的尾部，從而懸出在水面上以利這些裙樁套筒56向外延伸。
如前所述，中央支柱16的截面不一定如以上實施例所示為六角形的，還可以是十字形的(圖23)、八角形的(圖24)或某些其他形狀的。在任一情況下，支撐18都與中央支柱16作樞軸連接，使其在滑曳時能打開而固定到海底上。此外，在折合的下部結構10的構形方面，運送駁船28應具有平行的滑曳道58，這使裝運和滑曳具有非平行支杆34的結構時方便得多。
最後，本發明的一個重要特徵是中央支柱16具有可使各支撐18折合其中的凹槽，從而構成一種便於組裝和運送的緊湊束狀體。此外，束狀體沒有妨礙組裝運送的突出部分。
權利要求
1.一種支承一高出水線的上部結構用近海下部結構，此結構具有a)一在泥線上固定就位並從泥線延伸到水線以上的細長的中央支柱，一上部結構支承其上；b)若干沿周邊設置的支撐，各支撐與所述支柱作樞軸連接，所述支撐延伸到所述泥線並在其上錨定就位。c)沿所述中央支柱設置的凹槽，用以裝入所述支撐而所述支撐是沿所述支柱組裝的，所述支柱和所述支撐在組裝後構成一完整的緊湊束狀體；d)操作裝置，用以使所述各支撐從一通常平行於所述支柱的束狀折合狀態轉動而處於一與所述支柱成一角度張開的狀態。
2.權利要求1所述的下部結構，此結構具有一些裝在所述各支撐和所述支柱下端的裙樁套筒，用以通過裙樁使下部結構錨定就位。
3.權利要求2所述下部結構，其中，所述中央支柱延伸到泥線以上，用裙樁將所述支柱通過由此形成的間隙固定到泥線上。
4.權利要求3所述下部結構，此結構還具有至少一個與所述支撐作樞軸連接並連接所述支撐和所述中央支柱的撐杆，所述撐杆位於所述泥線至所述支柱和所述支撐間的樞軸連接頭的中間部位。
5.權利要求4所述下部結構，其中，所述操作裝置具有裝在所述支柱上的滑動機構，用以使所述各撐杆沿所述支柱滑動，從而使撐杆從一通常平行於所述支柱的折合狀態移動到一通常垂直於所述支柱的張開狀態。
6.權利要求5所述下部結構，其中，所述各支撐和所述相應的撐杆均為開式桁架，其構形使其在所述支撐處於其所述折合在所述凹槽內的狀態時彼此緊貼在一起。
7.權利要求6所述下部結構，其中，所述操作裝置還具有一裝在所述滑動機構上的纜索，用以移動所述滑動機構，從而使所述相應撐杆及所述相應支撐向外轉動。
8.權利要求7所述下部結構，其中，所述各撐杆在其處於通常垂直於所述支柱的張開狀態時，有效地將所述相應支撐鎖定在其所述張開狀態下，從而阻止所述支撐再轉動而返向所述支柱。
9.一種近海結構，此結構具有a)一伸出水線的細長支柱;b)至少一支撐，此支撐以其一端與所述支柱的一中間部位作樞軸連接，所述支撐可在一沿所述支柱折合的第一狀態和一轉離所述支柱並與所述支柱成一角度的第二狀態之間移動，所述支撐在其第二狀態下支承所述支柱，從而使所述支柱抗住作用在其上的外力;c)操作裝置，用以使所述各支撐向外轉動，從而使所述支撐從其所述第一狀態移到其所述第二狀態。
10.權利要求9所述近海結構，其中，所述支撐和所述支柱具有裙樁套筒，通過此套筒使裙樁將所述結構錨定在海底上。
11.權利要求10所述近海結構，其中，所述操作裝置具有一沿所術支柱設置的滑動組件和一裝在所述滑動組件和所述各支撐之間的撐杆，所述操作裝置移動所述滑動組件，此組件又使所述撐杆及所述相應支撐向外轉動。
12.權利要求11所述近海結構，其中，所述各支撐和所述相應撐杆均為開式桁架，其構形使其在所述支撐處於其沿所述支柱折合的所述第一狀態時彼此相互貼緊。
13.權利要求12所述近海結構，其中，所述操作裝置還具有一裝在所述各滑動組件上的纜索，用以使所述滑動組件向下移動，從而使所述相應撐杆以及所述相應支撐向外轉動。
14.權利要求13所述近海結構，其中，所述撐杆有效地將所述相應支撐鎖定在其所述第二狀態下。
15.一種需裝到一駁船上的近海下部結構，此結構具有a)一支柱，此支柱具有沿周邊設置的支撐，此支撐與此支柱作樞軸連接，所述支撐在運送到安裝現場中沿所述支柱裝在所述支柱的凹槽內，所述支撐進一步在安裝前轉離所述支柱而置於海底上;b)操作裝置，用以使所述支撐在靠近和轉離所述支柱的兩個狀態之間轉動。
16.權利要求15所述下部結構，其中，所述支撐和所述支柱具有裙樁套筒，裙樁通過此套筒將所述下部結構錨定到所述海底上。
17.權利要求16所述下部結構，其中所述操作裝置還具有一連接所述支撐和所述滑動組件的撐杆，所述各滑動組件沿部分所述支柱設置，所述操作裝置用以沿所述支柱移動所述滑動組件，從而使所述支撐向外轉動。
18.權利要求17所述下部結構，其中，所述各支撐和所述相應撐杆均為開式桁架，用以使其在所述支撐處於其所述靠近所述支柱的狀態時彼此相互貼緊。
19.權利要求18所述下部結構，其中，所述操作裝置還具有一裝在所述各滑動組件上時纜索，用以移動所述滑動組件，從而使所述相應撐杆以及所述相應支撐向外轉動。
20.權利要求19所述下部結構，其中，所述撐杆有效地將所述相應支撐鎖定在其所述轉離所述支柱的狀態下。
全文摘要
本發明涉及一種帶支撐的近海結構，此結構在地面上組裝成單個緊湊的束狀體，再將其裝在駁船上運送到安裝現場，此緊湊體在滑曳後張開並在安裝前鎮定在海底上。此結構具有細長的中央支樁和若干與此支柱作樞軸連接的支撐。這些支撐通常先平行於此中央支柱而位於中央支柱凹槽內，但在張開後處於與中央支柱成一角度的狀態下。
文檔編號E02B17/02GK1059949SQ91108808
公開日1992年4月1日 申請日期1991年9月10日 優先權日1990年9月10日
發明者詹姆斯·艾侖哈尼, 司塔福德·約瑟夫·梅那德 申請人:麥克德莫特國際公司