CN102923267B - 浮式海洋结构物模块连接的垂向定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮式海洋结构物模块连接的垂向定位装置，包括分别沿被连接的两个上体模块侧上角并排间隔设置的上凸嵌块和下凸嵌块，上凸嵌块和下凸嵌块的侧面相对且分别沿被连接的两个上体模块侧上角并排间隔设置。上凸嵌块包括自上而下垂直排列的凸起和凹槽，下凸嵌块包括自上而下垂直排列的凹槽和凸起，上凸嵌块的凸起和凹槽和下凸嵌块的凹槽和凸起位置对应，两个单体模块定位连接时，上凸嵌块和下凸嵌块彼此嵌合。本发明结构简单、操作方便，解决了两个单体模块连接时的快速垂直定位问题，有利于调节两个单体模块之间的水平位置，并且在两个单体模块接触碰撞时可以起到缓冲作用，保护了上体模块的边缘。

Description

浮式海洋结构物模块连接的垂向定位装置

技术领域

本发明涉及一种浮式海洋结构物，特别涉及一种超大型浮式海洋式结构物单体模块间连接的垂向定位装置，属于海洋工程技术领域。

背景技术

近年来，国际海洋工程界非常重视超大型浮式海洋结构物的研究和开发。超大型式海洋结构物是指长宽度以公里计的浮式海洋结构物，该结构物由空港、海港以及可再生能源发电系统构成，用作海、空运输、海洋石油和深海采矿业的海上基地，对海洋的开发利用具有十分重要的意义。超大型浮式海洋结构物尺寸巨大，用途各异，从制造、日常维护和使用的角度出发，浮式海洋结构物采用了模块化拼装结构。单体模块之间的连接主要有刚性焊接拼装和柔性连接装置拼装两种形式，其中，浮式海洋结构物模块采用柔性连接装置连接具有对接拼装快捷方便、施工简单、成本较低等优点，正在得到逐步推广。

由于海上环境复杂，在风浪的推动下，各单体模块在海中不停的漂浮运动，再两单体模块的对接现场，很难控制单体模块在纵向、横向和高度方向的位置，使得单体模块之间的拼装十分困难。横向和侧向的定位可以用侧推进器来解决，而垂向定位一直是各个超大型浮式海洋结构物需要解决的难题，现有技术的各个单体模块的拼装条件受到非常严格的限制，这样，对单体模块的拼装的环境及海域要求的限制也颇为苛刻，拼装困难、施工周期长，给浮式海洋结构物的现场作业施工也带来了很大不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、操作方便的用于浮式超大型海洋浮式结构物模块连接时的垂向定位装置。.

本发明通过以下技术方案予以实现：

种浮式海洋结构物模块连接的垂向定位装置，所述结构物模块由多块单体模块拼接而成，每个单体模块包括上体模块、数个下体和数根连接上体模块、下体模块的立柱，垂向定位装置设置在上体模块侧面上，包括上凸嵌块和下凸嵌块，所述上凸嵌块和下凸嵌块的侧面相对且分别沿被连接的两个上体模块侧上角并排间隔设置，上凸嵌块后端和下凸嵌块后端分别嵌装在被连接的两个上体模块相应的侧面凹槽内；所述上凸嵌块包括自上而下垂直排列的凸起和凹槽，所述下凸嵌块包括自上而下垂直排列的凹槽和凸起，上凸嵌块的凸起和凹槽和下凸嵌块的凹槽和凸起位置对应，两个单体模块定位连接时，上凸嵌块和下凸嵌块彼此嵌合。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的浮式海洋结构物模块连接的垂向定位装置，其中所述上凸嵌块或下凸嵌块的凸起和凹槽成半圆形平滑连接。

前述的浮式海洋结构物模块连接的垂向定位装置，其中所述上凸嵌块或下凸嵌块采用弹性材料橡胶制成。

前述的浮式海洋结构物模块连接的垂向定位装置，其中沿上凸嵌块或下凸嵌块的凸起或凹槽长度方向，长条金属片分别固定在凸起的最高处或凹槽的最低处。

本发明结构简单、操作方便，解决了两个单体模块连接时的快速垂直定位问题。连接时，两个单体模块外侧的推进器分别将两个单体模块相对推近，接着，推进器减速运行，直至两个单体模块的上体模块侧上角的嵌块的凸起或凹槽彼此嵌合，方便快捷地完成了两个单体模块的垂向定位。再通过两个单体模块另一侧的推进器推动两个单体模块沿纵向或横向移动，在嵌块的凸起的最高处或凹槽的最低处分别设置了长条金属片，大大减小了上凸嵌块和下凸嵌块之间的水平滑动摩擦力，便于上凸嵌块和下凸嵌块之间的相对滑动，有利于调节两个单体模块的水平位置。两个单体模块的连接面在水平和垂直方向定位后，再通过连接装置将两个单体模块连接成一体。上凸嵌块和下嵌块用橡胶制成，在两个单体模块接触碰撞时可以起到缓冲作用，保护了上体模块的边缘。本发明还可作为辅助连接器，减少连接装置的应力集中。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例，是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是单体模块的结构简图；

图2是上凸嵌块的主视图；

图3是图1的端面视图；

图4是下凸嵌块的端面图；

图5是上凸嵌块与下凸嵌块嵌合时的端面视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，浮式海洋结构物的单体模块由多块焊接钢结构件的单体模块拼接而成，每个单体模块包括上体模块1、数个下体2和数根两端分别与上体模块1和下体模块2焊接成一体的立柱3。本实施例的上体模块1的尺寸为300m*125m*17.5m。图1中给定了直角坐标系的XYZ三个方向（X轴垂直指向图面），其中X轴沿上体模块1横向运动方向，Y轴沿上体模块1纵向运动方向，Z轴沿上体模块1模块垂直运动方向。

如图2～图5所示，本发明设置在上体模块1侧面上，包括上凸嵌块4和下凸嵌块5，本实施例的这两块嵌块长6m，最宽处达2.25m，高4.5m。上凸嵌块4和下凸嵌块5的前侧面相对且分别沿被连接的两个上体模块1侧上角并排间隔设置，本实施例的上凸嵌块4和下凸嵌块5沿上体模块1的纵向或横向每间隔6m设置1件。上凸嵌块4后端和下凸嵌块5后端分别嵌装在被连接的两个上体模块1的侧面凹槽11内，上凸嵌块4包括自上而下垂直排列的凸起41和凹槽42，下凸嵌块5包括自上而下垂直排列的凹槽42和凸起41，上凸嵌块4的凸起41和凹槽42和下凸嵌块5的凹槽42和凸起41位置对应，两个单体模块在Z轴方向垂直定位时，上凸嵌块4和下凸嵌块5彼此嵌合。

上凸嵌块4或下凸嵌块5采用弹性材料橡胶制成，在拼装浮式海洋结构物的过程中，两个单体模块的边缘接触碰撞，此时，上凸嵌块4或下凸嵌块5时起到缓冲的作用，保护了上体模块1的边缘。上凸嵌块4或下凸嵌块5的凸起和凹槽成半圆S形平滑连接，本实施例凸起41和凹槽42的半圆形半径为0.75m。

在上凸嵌块4和下凸嵌块5彼此嵌合两个单体模块的连接在Z轴方向垂直定位后，需要调节两块对接的单体模块1在X轴或Y轴方向的位置，由于上凸嵌块4或下凸嵌块5均采用橡胶制成，柔性材料之间的滑动摩擦力很大，导致单体模块1难以移动。因此，在沿凸起41或凹槽42的长度方向，在凸起41的最高处或凹槽42的最低处，分别固定了厚度为10mm的长条金属片6，大大减小了上凸嵌块4和下凸嵌块5之间的滑动摩擦力，便于上凸嵌块4和下凸嵌块5之间的相对滑动，有利于调节两个单体模块的水平位置。

两个单体模块分别通过安装在下侧的X和Y向的推进器推进，使得本发明的上凸嵌块4和下凸嵌块5彼此接近，直至分别固定在两个单体模块相对侧面上的上凸嵌块4和下凸嵌块5彼此嵌合，两个单体模块在垂直方向得到定位。在本发明连接时，难免发生单体模块之间的碰撞，这时，全橡胶材质的上凸嵌块4和下凸嵌块5起到了缓冲作用，保护了单体模块的边缘，减小了其受力变形。上凸嵌块4和下凸嵌块5的凹凸半圆相互结合后，两单体模块的垂向运动就有了了一定限制。然后，X向推进器可以使两单体模块在横向有一定移动，使得两模块移动至机械连接器可顺利连接的范围内，机械连接顺利完成后，使两个单体模块连接成一体，这时，本发明还可使机械连接器避免过大的应力集中。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种浮式海洋结构物模块连接的垂向定位装置，所述结构物模块由多块单体模块拼接而成，每个单体模块包括上体模块、数个下体和数根连接上体模块、下体模块的立柱，垂向定位装置设置在上体模块侧面上，包括上凸嵌块和下凸嵌块，所述上凸嵌块和下凸嵌块的前侧面相对且分别沿被连接的两个上体模块一侧上角并排间隔设置，上凸嵌块和下凸嵌块的侧面相对，上凸嵌块后端和下凸嵌块后端分别嵌装在被连接的两个上体模块相应的侧面凹槽内；所述上凸嵌块包括自上而下垂直排列的凸起和凹槽，所述下凸嵌块包括自上而下垂直排列的凹槽和凸起，上凸嵌块的凸起和凹槽和下凸嵌块的凹槽和凸起位置对应，两个单体模块定位连接时，上凸嵌块和下凸嵌块彼此嵌合；其特征在于，所述上凸嵌块或下凸嵌块的凸起和凹槽成曲线形平滑连接。

2.根据权利要求1所述的浮式海洋结构物模块连接的垂向定位装置，其特征在于，所述上凸嵌块或下凸嵌块的凸起和凹槽成半圆形平滑连接。

3.根据权利要求1至2任一项所述的浮式海洋结构物模块连接的垂向定位装置，其特征在于，沿上凸嵌块或下凸嵌块的凸起或凹槽长度方向，长条金属片分别固定在凸起的最高处或凹槽的最低处。