一種可拆卸式桁架樁腿的制作方法

本發明涉及海洋平臺領域，特別涉及一種可拆卸式桁架樁腿。

背景技術：

自升式海洋平臺依靠樁腿的支撐在海上作業，自航或拖航時需要收起樁腿。樁腿通常分為圓柱樁腿和桁架樁腿。其中，桁架樁腿重量輕，節省材料，水阻力及風載小，承載能力強而應用較廣泛。

目前，桁架樁腿通常采用整體結構制作，桁架樁腿收起后，會造成自升式海洋平臺整個重心偏高，穩性變差。同時，整體結構制作的桁架樁腿收起后，仍然會有一部分處于平臺上方，會影響到平臺上的吊機轉動，從而嚴重影響吊機作業的范圍。

技術實現要素：

為了解決現有技術中桁架樁腿通常采用整體結構制作，桁架樁腿收起后，會造成自升式海洋平臺整個重心偏高，穩性變差的問題，本發明實施例提供了一種可拆卸式桁架樁腿。所述技術方案如下：

本發明實施例提供了一種可拆卸式桁架樁腿，所述可拆卸式桁架樁腿包括至少兩個樁腿單元，每個所述樁腿單元包括至少三根平行布置且不在同一平面內的弦桿，所述至少兩個樁腿單元沿所述樁腿單元的長度方向依次連接，任意相鄰的兩個所述樁腿單元之間通過一連接結構連接，每個所述連接結構包括至少三個第一連接件和至少三個第二連接件，所述至少三個第一連接件與每個所述樁腿單元的至少三根弦桿一一對應，所述至少三個第二連接件與每個所述樁腿單元的至少三根弦桿一一對應；所述第一連接件包括凸臺和第一連接板，所述第一連接板與所述弦桿垂直，所述第一連接板固定在所述弦桿和所述凸臺之間；所述第二連接件包括孔座和第二連接板，所述第二連接板與所述弦桿垂直，所述孔座固定在所述弦桿和所述第二連接板之間；所述凸臺插設在所述孔座內，所述第一連接板和所述第二連接板對應設置且通過固定件可拆卸連接。

在本發明實施例的一種實現方式中，所述凸臺為圓錐凸臺、圓臺凸臺、棱錐凸臺或棱臺凸臺，所述圓錐凸臺或棱錐凸臺的底面與所述第一連接板固定連接，或者所述圓臺凸臺或棱臺凸臺的下底面與所述第一連接板固定連接。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述凸臺插入所述孔座的一端設置有倒角。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述孔座上開設有凹槽，所述凹槽為圓錐凹槽、圓臺凹槽、棱錐凹槽或棱臺凹槽，所述孔座靠近所述圓錐凹槽或棱錐凹槽的底面的一面與所述第二連接板連接，或者所述孔座靠近所述圓臺凹槽或棱臺凹槽的下底面的一面與所述第二連接板連接。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述孔座上凹槽的深度大于凸臺的高度。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述凸臺和所述第一連接板通過焊接連接，所述第一連接板通過焊接與所述弦桿以及所述弦桿上的齒條連接；所述孔座與所述第二連接板通過焊接連接，所述孔座通過焊接與所述弦桿以及所述弦桿上的齒條連接。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述第一連接板和所述第二連接板的形狀相同，所述第一連接板的形狀為扇形。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述第一連接板和所述第二連接板上沿所述扇形的圓弧側邊間隔布置有多個連接孔，所述固定件為螺栓和螺母，所述第一連接板和所述第二連接板通過連接孔、螺栓和螺母可拆卸連接。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述樁腿單元的弦桿上下兩端有橫撐桿支撐，所述橫撐桿位于所述第一連接板和所述第二連接板之間。

在本發明實施例的另一種實現方式中，所述樁腿單元的長度為齒條齒寬的整數倍。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

本發明所提供的可拆卸式桁架樁腿，分為若干個樁腿單元，相鄰布置的樁腿單元通過連接結構可拆卸連接，實現了桁架樁腿的可拆卸連接。自升式海洋平臺在抬升平臺前，可根據平臺實際作業水深，靈活選擇適合長度的樁腿進行拼裝，降低了樁腿露出平臺升降系統固樁架的高度，增加了平臺作業時的穩定性，節省了平臺收樁腿后拆卸樁腿的時間，提高了平臺作業效率。自升式海洋平臺在自航或拖航前，需將樁腿收回平臺船體，高出平臺升降系統固樁架的樁腿部分可以拆卸成分段的形式存放在甲板上，這樣降低了樁腿的高度，從而降低了自升式海洋平臺的重心，增加了自升式海洋平臺在自航和拖航過程中的穩定性。同時，使用時，能夠隨意調節固樁架以上的桁架樁腿的長度，將固樁架以上的桁架樁腿的長度縮短后，可以避免影響到平臺上的吊機轉動，從而嚴重影響吊機作業的范圍的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的一種可拆卸式桁架樁腿的結構示意圖；

圖2是本發明實施例提供的樁腿單元的結構示意圖；

圖3是本發明實施例提供的第一連接件的結構示意圖；

圖4是本發明實施例提供的第二連接件的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

圖1是本發明實施例提供的一種可拆卸式桁架樁腿的結構示意圖，參見圖1，所述可拆卸式桁架樁腿包括至少兩個樁腿單元100。圖2是本發明實施例提供的樁腿單元的結構示意圖，參見圖2，每個所述樁腿單元100包括至少三根平行布置且不在同一平面內的弦桿101，所述至少兩個樁腿單元100沿所述樁腿單元100的長度方向依次連接，任意相鄰的兩個所述樁腿單元100之間通過一連接結構200連接，每個所述連接結構200包括至少三個第一連接件210和至少三個第二連接件220，所述至少三個第一連接件210與每個所述樁腿單元100的至少三根弦桿101一一對應，所述至少三個第二連接件220與每個所述樁腿單元100的至少三根弦桿101一一對應。圖3是本發明實施例提供的第一連接件的結構示意圖，參見圖3，所述第一連接件210包括凸臺211和第一連接板212，所述第一連接板212與所述弦桿101垂直，所述第一連接板212固定在所述弦桿101和所述凸臺211之間；圖4是本發明實施例提供的第二連接件的結構示意圖，參見圖4，所述第二連接件220包括孔座221和第二連接板222，所述第二連接板222與所述弦桿101垂直，所述孔座221固定在所述弦桿101和所述第二連接板222之間；所述凸臺211插設在所述孔座221內，所述第一連接板212和所述第二連接板222對應設置且通過固定件可拆卸連接。

其中，第一連接板212、第二連接板222和弦桿10垂直是指，第一連接板212、第二連接板222的板面和弦桿10的長度方向垂直。

其中，所述第一連接板212和所述第二連接板222對應設置是指，所述第一連接板212和所述第二連接板222位于弦桿101側邊的部分對應，也即位于弦桿101的同一側。

本發明所提供的可拆卸式桁架樁腿，分為若干個樁腿單元，相鄰布置的樁腿單元通過連接結構可拆卸連接，實現了桁架樁腿的可拆卸連接。自升式海洋平臺在抬升平臺前，可根據平臺實際作業水深，靈活選擇適合長度的樁腿進行拼裝，降低了樁腿露出平臺升降系統固樁架的高度，增加了平臺作業時的穩定性，節省了平臺收樁腿后拆卸樁腿的時間，提高了平臺作業效率。自升式海洋平臺在自航或拖航前，需將樁腿收回平臺船體，高出平臺升降系統固樁架的樁腿部分可以拆卸成分段的形式存放在甲板上，這樣降低了樁腿的高度，從而降低了自升式海洋平臺的重心，增加了自升式海洋平臺在自航和拖航過程中的穩定性。同時，使用時，能夠隨意調節固樁架以上的桁架樁腿的長度，將固樁架以上的桁架樁腿的長度縮短后，可以避免影響到平臺上的吊機轉動，從而嚴重影響吊機作業的范圍的問題。

另外，采用可拆卸式分段的桁架樁腿，制作時，材料利用率高。因為相比于整體式樁腿而言，每根弦桿、齒條等的長度更小，在制作時，切割產生的廢料可能更少，從而提高了材料利用率。

參見圖1，本實施例以三角形桁架樁腿單元為例進行說明，當然，在本發明實施例中，樁腿單元的形狀并不限制如此，還可以是四邊形、或更多邊數的圖形。

值得說明的是，在上述至少兩個樁腿單元100中包括一個頂部樁腿單元和一個底部樁腿單元。底部樁腿單元100的下端與樁靴300焊接在一起，底部樁腿單元的上端與其他樁腿單元的上端相同，連接有凸臺和第一連接板；頂部樁腿單元上端有封板，頂部樁腿單元的下端與其他樁腿單元的下端相同，連接有孔座和第二連接板。除底部樁腿單元和頂部樁腿單元外，其他樁腿單元的結構完全相同，可任意組合、互換。對于其他樁腿單元100(除了頂部樁腿單元和底部樁腿單元)而言，弦桿101的一端固定有第一連接板212，弦桿101的另一端固定有孔座221。

在本發明實施例中，所述凸臺211可以為圓錐凸臺211、圓臺凸臺211、棱錐凸臺211或棱臺凸臺211，所述圓錐凸臺211或棱錐凸臺211的底面與所述第一連接板212固定連接，或者所述圓臺凸臺211或棱臺凸臺211的下底面與所述第一連接板212固定連接。

參見圖3，所述凸臺211插入所述孔座221的一端設置有倒角，便于凸臺和孔座的對位和插入，進而便于樁腿單元的安裝和拆卸。

在本發明實施例中，所述孔座221上開設有凹槽223，所述凹槽可以為圓錐凹槽、圓臺凹槽、棱錐凹槽或棱臺凹槽，所述孔座221靠近所述圓錐凹槽或棱錐凹槽的底面的一面與所述第二連接板222連接，或者所述孔座221靠近所述圓臺凹槽或棱臺凹槽的下底面的一面與所述第二連接板222連接。

相鄰樁腿單元之間采用凸臺和孔座定位，克服了樁腿使用時的水平剪力，凸臺與孔座的配合方便樁腿單元對接。

優選地，凸臺211為圓臺凸臺211，孔座221的凹槽為臺凹槽，一方面便于制作，另一方面使得樁腿單元裝配時，能夠方便地將凸臺插入凹槽內，并且裝配效果好。

其中，圓臺凸臺211的錐度可以為1:50，采用圓臺設計保證凸臺和凹槽能夠便于裝配，同時，圓臺凸臺的錐度較小，避免錐度大時圓臺上部過細，造成連接不牢靠的問題。

在本發明實施例中，所述孔座221上凹槽的可以深度大于凸臺211的高度，避免凸臺制作誤差造成凸臺無法完全插入凹槽，造成兩個連接板之間存在縫隙的問題，兩個連接板之間存在縫隙一方面不利于兩個連接板的連接，另一方面會造成凸臺和孔座之間的磨損，影響凸臺和孔座的壽命。

具體地，孔座221上凹槽的深度比凸臺211的高度大5-20mm。優選地，孔座221上凹槽的深度比凸臺211的高度大10mm，凹槽的深度與凸臺211的高度差值過小，生產時產生的誤差可能會超過該數值，造成該設計失效，凹槽的深度與凸臺211的高度差值過大，又會造成孔座的尺寸過大。

在本發明實施例的一種實現方式中，所述凸臺211和所述第一連接板212通過焊接連接，所述第一連接板212通過焊接與所述弦桿以及所述弦桿上的齒條102連接。

在本發明實施例的一種實現方式中，所述孔座221與所述第二連接板222通過焊接連接，所述孔座221通過焊接與所述弦桿以及所述弦桿上的齒條102連接。具體地，參見圖2，孔座221的上端與弦桿焊接，孔座的側邊上焊接有齒條102。

在本發明實施例中，所述第一連接板212和所述第二連接板222的形狀相同，所述第一連接板212的形狀為扇形。也就是說，所述第一連接板212和所述第二連接板222為扇形板，扇形板包括兩個弧形邊和兩個直邊，兩個直邊由外側的弧形邊向內側(靠近圓心)的弧形邊延伸時，逐漸向弧形的圓心靠近。

參見圖3，第一連接件210還包括布置在凸臺底部的底板213，底板213與所述第一連接板212連接。

具體地，該底板213與第一連接板212可以為一體結構，作用是方便第一連接板和凸臺的連接。

參見圖4，第二連接板222設置在孔座221設置有凹槽的一端的側壁上，從而避免擋住凸臺211插入孔座221的凹槽。當然，在其他實施例中，第二連接板222也可以直接覆蓋在孔座221設置有凹槽的端面上，此時為了保證凸臺和凹槽的連接，需要在第二連接板222開設供凸臺穿過的通孔。

參見圖4，孔座221與弦桿101連接的一端設置有突出部224，由于弦桿101的中部空心，因而裝配時，將該突出部224插入弦桿101的空心內，然后將該弦桿101與孔座221的接觸面焊接起來，上述裝配方式能夠便于弦桿101與孔座221的固定和裝配。該孔座221的外壁為橢圓柱體，突出部224為橢圓柱體，突出部224設置在孔座221的頂部，且突出部224的橢圓面(橢圓柱體的截面)的尺寸小于孔座221的橢圓面的尺寸。

再次參見圖4，孔座221的外壁上設置有相對的兩個焊接平面225，該焊接平面225用于與齒條進行焊接。

在本發明實施例的一種實現方式中，所述樁腿單元100的弦桿之間設置有支撐桿103支撐，所述支撐桿103位于所述第一連接板212和所述第二連接板222之間，并且不能影響第一或第二連接板連接螺栓的安裝。

如圖1和圖2所示，所述支撐桿103包括與弦桿垂直布置的橫撐桿，以及傾斜布置的斜撐桿。

如圖2所示，橫撐桿包括3根，3根橫撐桿布置在三根弦桿之間，相鄰的橫撐桿之間的夾角與三根弦桿形成的夾角相等，如圖2所示，相鄰的橫撐桿之間的夾角為60°。

進一步地，扇形的圓心角與樁腿相鄰橫撐桿的夾角相等，如圖2所示，本實例中相鄰的橫撐桿之間的夾角為60°，則此扇形的圓心角可以為60°。在其他實施例中，相鄰的橫撐桿之間的夾角還可以為90°，則此時扇形的圓心角可以為90°。在本發明實施例中，盡量將扇形的圓心角設計的足夠大，從而使得第一連接板212和所述第二連接板222的面積足夠大，從而保證二者的連接強度，但是在保證其面積足夠大的同時，需要避免該第一連接板212和所述第二連接板222擋住弦桿上的齒條，而齒條通常布置在橫撐桿的兩側，所以將扇形的圓心角與樁腿相鄰橫撐桿的夾角相等設置，既能保證第一連接板212和所述第二連接板222的面積足夠大，又能避免第一連接板212和所述第二連接板222擋住弦桿上的齒條。

在本發明實施例的一種實現方式中，所述第一連接板212和所述第二連接板222上沿所述扇形的圓弧側邊間隔布置有多個連接孔230，所述固定件為螺栓和螺母，所述第一連接板212和所述第二連接板222通過連接孔230、螺栓和螺母可拆卸連接。螺栓和螺母的數量與第一連接板212或所述第二連接板222上的連接孔230的數量相等。這里采用螺栓和螺母進行第一連接板212和所述第二連接板222的連接，相比于在第一連接板212和第二連接板222上設置螺孔并采用螺栓連接，能夠避免多次拆卸造成螺孔磨損的問題。

如圖3所示，本發明實施例提供的第一連接板212和所述第二連接板222上設置有5個連接孔230，設置5個連接孔230進行第一連接板212和第二連接板222的連接，一方面保證了二者的連接強度，另一方面避免了連接孔過多造成的連接板強度下降以及裝配過于復雜的問題。當然，連接孔數量不限制在5個，可以根據實際需要設置更多或者更少的連接孔。

在本發明實施例中，每個樁腿單元的長度為齒條齒寬的整數倍，這樣既能保證樁腿單元上齒條的齒形的完整性，同時也能保證各個樁腿單元(除了頂部樁腿單元和底部樁腿單元)能夠任意互換。

在本發明實施例中，第一連接件210和第二連接件220可以采用與弦桿101相同的材料制成，既能保證整個樁腿的強度，又能夠便于設計和制作。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。