CN111441325B - 一种海洋平台及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及土木工程的结构工程技术领域,具体涉及一种海洋平台及其制作方法,包括导管架和平台,导管架包括若干导管、平台横撑、平台斜撑和双向预应力拉索组件,导管的顶部的设置平台、底部连接海底桩基础,平台的下端设置有可更换BRB结构的支撑杆;导管采用新型铝管‑约束混凝土‑钢管双壁空心构件,包括外铝管、内钢管及两者之间的混凝土;平台横撑的端部和平台斜撑的端部贯穿外铝管的侧壁后与内钢管的外侧壁焊接连接;双向预应力拉索组件设置于相邻两导管组成的四边形的对角线处。本发明既能满足“强节点、弱构件”的抗震性能要求又能实现平台结构装配模块化的节点连接,而且强度高,更安全。

Description

一种海洋平台及其制作方法
技术领域
本发明涉及土木工程的结构工程技术领域,具体涉及一种自复位铝管-约束混凝土-钢管组合导管架海洋平台及其制作方法。
背景技术
海洋平台作为海洋资源开发的基础设施,其中的导管式海洋平台是中浅海海洋平台的主要结构形式。它采用将桩穿过导管使预制的导管架固定在海上,导管架和桩是主要的承重部件,其它设备层及工作区则坐落在平台上。在风、浪、流、冰和地震等海洋环境动力荷载作用下,结构的振动反应十分剧烈。
在现有的可行技术方案中,针对导管式海洋平台结构的振动控制,一方面,主要是采用隔振措施或者采用各种阻尼器进行抗振。目前,对于超大跨钢结构体系大都采用索-桁架结构型式,该结构体系用钢量省、稳定性好,刚度大,承载力高,可以实现超大跨度,是一种简单高效的结构型式。申请号为CN201510351272.0的中国发明专利提出了一种自复位导管架海洋平台,其导管结构包括外钢管、内钢管、波纹管及夹层混凝土,并且在波纹管内部和平台外侧加装预应力外置钢拉杆,实现海冰、地震等荷载作用下的自复位。但该发明设计的预应力钢拉杆设置在导管架的外侧,不仅占用了额外的海域面积,并且安装过程中需要海底作业。在冬季海上浮冰时,冰荷载首先作用在预应力钢拉杆上引起拉杆振动,反过来传递到平台,会引起平台的共振。同时,预应力钢拉索需要较大的预紧力,因此,对于预应力拉索与导管腿连接节点的强度,刚度,力传递的均匀性等要求均较高。因此预应力拉索的安装位置和安装方式也是需要解决的问题。在海洋平台结构领域,自复位结构在从常规的设计及施工方式向高效抗振的新型结构形式的过渡仍是亟需解决的问题。单纯使用隔振措施虽然能较好地控制导管架端帽位移和生活区加速度,却不适合海啸、飓风等荷载,容易倾覆。
另一方面就是改善结构形式以有利于抗振。还有学者提出了自升式海洋平台预制装配式桩腿,包括不锈钢外管和高强圆钢管,结构形式虽达到装配式结构的要求,但单一的钢管柱的承载力依然达不到理想的要求。
常规的结构形式已不能满足海洋平台的结构设计要求,如今急需对海洋平台的结构形式、抗震性能和强度上做进一步的改进。
发明内容
根据以上现有技术的不足,本发明提供了一种海洋平台及其制作方法,其既能满足“强节点、弱构件”的抗震性能要求又能实现平台结构装配模块化的节点连接,而且强度高,更安全。
本发明解决的技术问题采用的技术方案为:
一方面,本发明提供一种海洋平台,包括导管架和平台,所述导管架包括若干导管、平台横撑、平台斜撑和双向预应力拉索组件,若干所述导管之间间隔设置,相邻所述导管之间跨置有若干根平台横撑和平台斜撑,所述平台设置于若干导管的顶部,所述导管的底部固定连接在海底桩基础上,所述海底桩基础固定于海底地基内;
所述平台的下端设置有平台竖杆,每个所述平台竖杆上固定连接有平台横杆,所述平台横杆的首端与平台竖杆的侧壁固定连接,尾端固定连接有法兰盘A,相邻所述平台竖杆之间设置有支撑杆,所述支撑杆为BRB结构,所述支撑杆的首尾两端分别可拆卸连接在两个法兰盘A上;
本发明支撑杆采用可更换连梁的防屈曲支撑,即支撑杆,在地震、冰振、风振作用下剪切屈服耗能,该可更换连梁兼具抗风与抗震的功能,耗能能力强,震后可快速更换。
所述导管包括外铝管和内钢管,所述外铝管同轴套设于内钢管的外侧,所述内钢管的顶端和底端端部均突出于外铝管的端部,所述内钢管的顶部与平台竖杆的底部可拆卸连接,所述外铝管与内钢管之间填充有混凝土A,所述内钢管的底部与海底桩基础固定连接,所述混凝土A的浇筑高度与外铝管的顶部和底部端部平齐,内钢管起承受沿管壁的轴压荷载的作用,外铝管只承受沿径向的混凝土A挤压荷载,外铝管限制了混凝土A内部微裂缝的发展,能极大地提高混凝土A的抗压强度,使得导管的承载能力较传统外壁贯通双壁空心混凝土导管增大,其同时也增强了导管的抗震耗能性能。这种铝管-约束混凝土-钢管双壁空心导管,具有承载力高、塑性韧性好、自重轻、抗腐蚀及耐久性优良等优势;
所述平台横撑的端部和平台斜撑的端部贯穿外铝管的侧壁后与内钢管的外侧壁焊接连接;
所述双向预应力拉索组件设置于相邻两导管组成的四边形的对角线处,即相邻导管的顶端和底端构成的虚拟四边形。
外铝管采用铝管材质,对提高结构耐久性、节省结构维护费用方面具有重大意义。
进一步地,所述支撑杆为BRB结构,包括芯材构件、混凝土B、约束钢管和法兰盘D;所述芯材构件的横截面为十字结构,其设置于所述约束钢管内部,所述芯材构件和约束钢管之间填充混凝土B,所述芯材构件的首尾两端均焊接连接有法兰盘D,所述法兰盘D与法兰盘A通过螺栓固定连接。通过法兰和螺栓连接的方式,方便更换。
进一步地,所述内钢管的顶部固定连接有法兰盘B,所述平台竖杆的底部固定连接有法兰盘C,所述法兰盘B和法兰盘C之间设置有上预应力法兰盘,所述法兰盘B、法兰盘C和上预应力法兰盘通过螺栓可拆卸连接,所述螺栓为高强螺栓。
进一步地,所述上预应力法兰盘上开设有孔洞,所述孔洞的顶部固定设置有楔形垫块,每个所述双向预应力拉索组件包括两个相互交叉的拉索,所述拉索的顶端向上贯穿孔洞和楔形垫块A后与锚固件固定连接,所述楔形垫块A的斜面与拉索相垂直。
通过拉索穿过上预应力法兰盘及楔形垫块A后与锚固件相配合的方式将复杂杆件节点紧固为一体,满足了“强节点、弱构件”的抗震性能要求。
进一步地,所述海底桩基础的上端插入内钢管中,所述海底桩基础与内钢管之间灌浆封闭,所述海底桩基础的下端固定于海底地基内,所述外铝管的底部下方的内钢管的外侧壁套置有下预应力法兰盘,所述外铝管的底部下方的内钢管的外侧壁套置有下预应力法兰盘,所述下预应力法兰盘的内圆边缘处与内钢管的外侧壁焊接连接,所述下预应力法兰盘上开设有孔洞,所述下预应力法兰盘的底部固定设置有楔形垫块,可以是焊接,每个所述双向预应力拉索组件包括两个相互交叉的拉索,所述拉索的底端向下贯穿孔洞和楔形垫块B后与锚固件固定连接,所述楔形垫块B的斜面与拉索相垂直,楔形垫板的作用和锚固件的连接方式与上预应力法兰盘处的相同。
进一步地,所述上预应力法兰盘的下方或者下预应力法兰盘的上方通过螺旋箍筋缠绕拉索进行紧固。上预应力法兰盘与下预应力法兰盘的圆环形结构可以是相同的。
进一步地,所述双向预应力拉索组件可以布置每对相邻的导管之间或者间隔一对导管设置。
进一步地,所述内钢管采用无缝钢管,所述外铝管采用无缝铝管。
另一方面,本发明还提供了上述海洋平台的制作方法,包括如下步骤:
步骤1、焊接导管架:在陆地上进行导管架的焊接和浇筑,将内钢管插入外铝管内部,内钢管的顶端和底端均从外铝管内突出,按同轴心的位置设置临时绑扎约束固定,外铝管的底端采用临时挡板封住开口便于浇筑混凝土;将外铝管按照所设计好的位置切割孔洞,将平台横撑和平台斜撑的顶端插入外铝管31,焊接固定在内钢管外壁;在外铝管上间隔一定距离开临时灌浆孔,方便浇筑混凝土;
步骤2、导管架混凝土的浇筑:浇筑混凝土A,待浇筑混凝土A的强度满足要求后,去掉临时绑扎约束、临时挡板,封住临时灌浆孔;
步骤3、安装上预应力法兰盘和下预应力法兰盘:通过螺栓将法兰盘B和上预应力法兰盘连接在一起,将下预应力法兰盘套置在内钢管的外侧并将两者焊接连接;
步骤4、双向预应力拉索组件的安装:导管架组装完成后,斜向交叉设置拉索,并通过锚固件将拉索固定在上预应力法兰盘和下预应力法兰盘之间,根据实际情况可设置单面预应力拉索,或双面预应力拉索,均在工厂张拉完毕;
步骤5、平台上支撑杆的安装:根据平台的尺寸,将合适尺寸的支撑杆通过螺栓连接至平台的法兰盘A之间;
步骤6、海洋平台组装:上述步骤涉及的结构在工厂预制完成后,通过驳运或者浮运到海上施工现场,将导管架放到海底地基上,然后从内钢管的顶部插入海底桩基础,将海底桩基础打入海底地基的一定深度后,往内钢管内灌浆,进而固定住海底桩基础;
步骤7、平台的安装:通过螺栓将平台连接在导管的顶端,即通过法兰盘C和上预应力法兰盘相连接。
本发明具有以下有益效果:
(1)本发明的海洋平台在平台上设置了BRB结构的支撑杆以及导管之间设置双向预应力拉索组件等多种减震手段相结合,解决了原有海洋平台抗震性能不佳的问题;(2)本发明采用外铝管、混凝土内钢管组成的新型铝管-约束混凝土-钢管组合结构的导管,充分利用铝合金和混凝土材料的特性,兼并管材与钢筋混凝土结构的优势互补,具有承载力高、塑性韧性好、自重轻、抗腐蚀及耐久性优良等优势;(3)整个海洋平台中,导管架与平台之间、平台与支撑杆之间、拉索与导管架之间易于组装和拆卸,使海洋平台的循环利用成为可能,实现了海洋平台结构装配模块化。本发明提供一种刚度大、强度高、施工便捷、抗振效果好、耐久性高的自复位导管架海洋平台。
附图说明
图1是本发明所提供实施例的正视示意图;
图2是本发明所提供实施例的左视示意图;
图3是图1的A-A横截面图;
图4是导管的纵截面结构示意图;
图5是支撑杆和平台横撑的组合结构示意图;
图6是支撑杆的纵截面结构示意图;
图7是导管与平台的组合的结构示意图;
图8是导管与海底桩基础组合的结构示意图;
图9是平台横撑、平台斜撑与导管的内部连接结构示意图;
图10是上预应力法兰盘的立体结构示意图;
图中:1、导管架 10、海底桩基础 2、平台 21、平台竖杆 211、法兰盘C 22、平台横杆 221、法兰盘A 3、导管 31、外铝管 32、内钢管 33、混凝土A 34、法兰盘B 4、平台横撑 5、平台斜撑 6、支撑杆 61、芯材构件 62、混凝土B 63、约束钢管 64、法兰盘D 71、上预应力法兰盘 711、楔形垫块A 72、下预应力法兰盘 721、楔形垫块B 8、双向预应力拉索组件 81、拉索 82、锚固件 83、螺旋箍筋。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例一:
如图1~图10所示,本发明所述的一种海洋平台,包括导管架1和平台2,所述导管架1包括若干导管3、平台横撑4、平台斜撑5和双向预应力拉索组件8,若干所述导管3之间间隔设置,相邻所述导管3之间跨置有若干根平台横撑4和平台斜撑5,所述平台2设置于若干导管3的顶部,所述导管3的底部固定连接在海底桩基础10上,所述海底桩基础10固定于海底地基内;
所述平台2的下端设置有平台竖杆21,每个所述平台竖杆21上固定连接有平台横杆22,所述平台横杆22的一端与平台竖杆21的侧壁固定连接,另一端固定连接有法兰盘A221,相邻所述平台竖杆21之间设置有支撑杆6,所述支撑杆6为BRB结构(即防屈曲支撑),所述支撑杆6的两端分别可拆卸连接在两个法兰盘A221上;
本发明支撑杆6采用可更换连梁的防屈曲支撑,在地震、冰振、风振作用下剪切屈服耗能,该可更换连梁兼具抗风与抗震的功能,耗能能力强,震后可快速更换。
导管3的数量为4个,包括外铝管31和内钢管32,所述外铝管31同轴套设于内钢管32的外侧,所述内钢管32的顶端和底端端部均突出于外铝管31的端部,所述内钢管32的顶部与平台竖杆21的底部可拆卸连接,所述外铝管31与内钢管32之间填充有混凝土A33,所述内钢管32的底部与海底桩基础10固定连接,所述混凝土A33的浇筑高度与外铝管31的顶部和底部端部平齐,外铝管31对混凝土A33和内钢管32起到约束作用这种组合的导管3,具有承载力高、塑性韧性好、自重轻、抗腐蚀及耐久性优良等优势;
所述平台横撑4的端部和平台斜撑5的端部贯穿外铝管31的侧壁后与内钢管32的外侧壁焊接连接;
所述双向预应力拉索组件8设置于相邻两导管3组成的四边形的对角线处,即相邻导管3的顶端和底端构成的虚拟四边形,可以根据客户需要设置在每一对相邻的导管3之间,或者选择性地间隔一对导管3设置。
导管3的结构承载力高、延性好,其中内钢管32起承受沿管壁的轴压荷载的作用,外铝管31长度小于内钢管32,故其两端距离平台2或海底桩基础的连接处有一定间隙,不承受沿管壁的轴向荷载,只承受沿径向的混凝土A33的挤压荷载。当混凝土A33多向受压时,由于外铝管31对侧向压力的约束,限制了混凝土A33内部微裂缝的发展,能极大地提高混凝土A33的抗压强度,使得导管3的承载能力较传统外壁贯通双壁空心混凝土导管增大,其同时也增强了导管3的抗震耗能性能。
同时外铝管31采用铝管材质,对提高结构耐久性、节省结构维护费用方面具有重大意义。
进一步地,所述支撑杆6为BRB结构,包括芯材构件61、混凝土B62、约束钢管63和法兰盘D64;所述芯材构件61的横截面为十字结构,其设置于所述约束钢管63内部,所述芯材构件61和约束钢管63之间填充混凝土B62,所述芯材构件61的首尾两端均焊接连接有法兰盘D64,芯材构件61的首尾两端从约束钢管63的内部突出,所述法兰盘D64与法兰盘A221通过螺栓固定连接。通过法兰和螺栓连接的方式,方便更换。
进一步地,所述内钢管32的顶部固定连接有法兰盘B34,所述平台竖杆21的底部固定连接有法兰盘C211,所述法兰盘B34和法兰盘C211之间设置有上预应力法兰盘71,所述法兰盘B34、法兰盘C211和上预应力法兰盘71通过螺栓可拆卸连接,所述螺栓为高强螺栓。
进一步地,所述上预应力法兰盘71上开设有孔洞,所述孔洞的顶部固定设置(可以是焊接)有楔形垫块711,每个所述双向预应力拉索组件8包括两个相互交叉的拉索81,拉索81的顶端向上贯穿孔洞和楔形垫块A711后与锚固件82固定连接,所述楔形垫块A711的斜面与拉索81相垂直,楔形垫板的作用是便于施加预拉应力时拉索81有良好的受力角度,其中锚固件为锚固头,可以固定设置在斜面上,所述锚固头的直径能够保证锚固头不会穿过楔形垫块B721;
通过拉索81穿过上预应力法兰盘71及楔形垫块A711后与锚固件8相配合的方式将复杂杆件节点紧固为一体,满足了“强节点、弱构件”的抗震性能要求。
进一步地,所述海底桩基础10的上端插入内钢管32中,所述海底桩基础10与内钢管32之间灌浆封闭,所述海底桩基础10的下端固定于海底地基内,,外铝管31的底部下方的内钢管32的外侧壁套置有下预应力法兰盘72,所述下预应力法兰盘72的内圆边缘处于内钢管32的外侧壁焊接连接,所述下预应力法兰盘72上开设有孔洞,所述孔洞的底部固定设置(可以是焊接)有楔形垫块721,每个所述双向预应力拉索组件8包括两个相互交叉的拉索81,拉索81的底端向下贯穿孔洞和楔形垫块B721后与锚固件82固定连接,所述楔形垫块B721的斜面与拉索81相垂直,楔形垫板的作用和锚固件82的连接方式与上预应力法兰盘71处的相同;
下预应力法兰盘72与内钢管32焊接连接,因为是在内钢管32外部施焊,不破坏钢管的整体性,同时下预应力法兰盘72采用圆环结构,受力分布更加均匀;避免了传统做法将导管架1主管剖开后,将节点板插入主管内部然后焊接这种对导管架主管产生损伤并影响导管架结构整体安全性的弊端。受力性能提升同时,不影响建筑的要求和型式,结构安全性更高,施工更加高效。
进一步地,所述上预应力法兰盘71的下方或者下预应力法兰盘72的上方通过螺旋箍筋83缠绕拉索81进行紧固,上预应力法兰盘71与下预应力法兰盘72的圆环形结构可以是相同的。
进一步地,所述双向预应力拉索组件8可以布置每对相邻的导管3之间或者间隔一对导管3设置。
进一步地,所述内钢管32采用无缝钢管,所述外铝管31采用无缝铝管。
本实施例中的海洋平台的制作方法,包括如下步骤:
步骤1、焊接导管架1:在陆地上进行导管架1的焊接和浇筑,将内钢管32插入外铝管31内部,内钢管32的顶端和底端均从外铝管31内突出,按同轴心的位置设置临时绑扎约束固定,外铝管31的底端采用临时挡板封住开口,便于浇筑混凝土;将外铝管31按照所设计好的位置切割孔洞,将平台横撑4和平台斜撑5的顶端插入外铝管31上开设的孔洞,焊接固定在内钢管32外壁;在外铝管31上间隔一定距离开临时灌浆孔,方便浇筑混凝土;
步骤2、导管架1混凝土的浇筑:浇筑混凝土A33,待浇筑混凝土A33的强度满足要求后,去掉临时绑扎约束、临时挡板,封住临时灌浆孔;
步骤3、安装上预应力法兰盘71和下预应力法兰盘72:通过螺栓将法兰盘B34和上预应力法兰盘71连接在一起,将下预应力法兰盘72套置在内钢管32的外侧并将两者焊接连接;
步骤4、双向预应力拉索组件8的安装:导管架1组装完成后,斜向交叉设置拉索81,并通过锚固件82将拉索81固定在上预应力法兰盘71和下预应力法兰盘72之间,根据实际情况可设置单面预应力拉索,或双面预应力拉索,均在工厂张拉完毕;
步骤5、平台2上支撑杆6的安装:根据平台2的尺寸,将合适尺寸的支撑杆6通过螺栓连接至平台2的法兰盘A221之间;
步骤6、海洋平台组装:上述步骤涉及的结构在工厂预制完成后,通过驳运或者浮运到海上施工现场,将导管架1放到海底地基上,然后从内钢管32的顶部插入海底桩基础10,将海底桩基础10打入海底地基的一定深度后,往内钢管32内灌浆,进而固定住海底桩基础10;
步骤7、平台2的安装:通过螺栓将平台2连接在导管3的顶端。通过法兰盘C211和上预应力法兰盘71相连接。
本发明的平台2与导管架1的连接、平台2内部的支撑杆6与平台2的连接、双向预应力拉索组件8的设置均为可拆卸连接,整体为装配式的结构,这种装配式海洋平台结构形式,有效地避免了水下焊接的复杂过程,以及焊接强度不够所带来的安全隐患。同时装配式节点易于拆卸的优点使海洋平台的循环利用成为可能,实现了海洋平台结构装配模块化。
本发明还可与其他类型的抗震手段结合使用,如其他类型的消能减震阻尼器,例如转角阻尼器等,以达到更好的抗震效果。本发明的自复位铝管-约束混凝土-钢管组合导管架(即导管架的导管是由内钢管、混凝土和外铝管组成的结构)海洋平台不仅仅限制于海洋平台结构体系中使用,在土木工程领域的装配式建筑中依然可以安装应用。比如可应用于板材式建筑,盒式建筑,骨架板材式建筑,升层式建筑,以及钢结构和型钢混凝土结构等常见建筑结构;同时,可作为全部承重结构柱,和部分称重式结构柱及临时加固柱。其中,装配的节点形式、材质、节点个数、导管的尺寸及材质,以及具体的布置方案等,完全可以取决于业主的需求,应用领域广泛。
以上所述为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书以及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种海洋平台,其特征在于:包括导管架(1)和平台(2),所述导管架(1)包括若干导管(3)、平台横撑(4)、平台斜撑(5)和双向预应力拉索组件(8),若干所述导管(3)之间间隔设置,相邻所述导管(3)之间跨置有若干根平台横撑(4)和平台斜撑(5),所述平台(2)设置于若干导管(3)的顶部,所述导管(3)的底部固定连接在海底桩基础(10)上,所述海底桩基础(10)固定于海底地基内;所述平台(2)的下端设置有平台竖杆(21),每个所述平台竖杆(21)上固定连接有平台横杆(22),所述平台横杆(22)的首端与平台竖杆(21)的侧壁固定连接,尾端固定连接有法兰盘A(221),相邻所述平台竖杆(21)之间设置有支撑杆(6),所述支撑杆(6)为BRB结构,所述支撑杆(6)的首尾两端分别可拆卸连接在两个法兰盘A(221)上;所述导管(3)包括外铝管(31)和内钢管(32),所述外铝管(31)同轴套设于内钢管(32)的外侧,所述内钢管(32)的顶端和底端端部均突出于外铝管(31)的端部,所述内钢管(32)的顶部与平台竖杆(21)的底部可拆卸连接,所述外铝管(31)与内钢管(32)之间填充有混凝土A(33),所述内钢管(32)的底部与海底桩基础(10)固定连接;所述平台横撑(4)的端部和平台斜撑(5)的端部贯穿外铝管(31)的侧壁后与内钢管(32)的外侧壁焊接连接;所述双向预应力拉索组件(8)设置于相邻两导管(3)组成的四边形的对角线处;所述支撑杆(6)为BRB结构,包括芯材构件(61)、混凝土B(62)、约束钢管(63)和法兰盘D(64);所述芯材构件(61)的横截面为十字结构,其设置于所述约束钢管(63)内部,所述芯材构件(61)和约束钢管(63)之间填充混凝土B(62),所述芯材构件(61)的首尾两端均焊接连接有法兰盘D(64),所述法兰盘D(64)与法兰盘A(221)通过螺栓固定连接;所述双向预应力拉索组件(8)可以布置每对相邻的导管(3)之间或者间隔一对导管(3)设置。
2.根据权利要求1所述的海洋平台,其特征在于:所述内钢管(32)的顶部固定连接有法兰盘B(34),所述平台竖杆(21)的底部固定连接有法兰盘C(211),所述法兰盘B(34)和法兰盘C(211)之间设置有上预应力法兰盘(71),所述法兰盘B(34)、法兰盘C(211)和上预应力法兰盘(71)通过螺栓可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的海洋平台,其特征在于:所述上预应力法兰盘(71)上开设有孔洞,所述孔洞的顶部固定设置有楔形垫块(711),每个所述双向预应力拉索组件(8)包括两个相互交叉的拉索(81),所述拉索(81)的顶端向上贯穿孔洞和楔形垫块A(711)后与锚固件(82)固定连接,所述楔形垫块A(711)的斜面与拉索(81)相垂直。
4.根据权利要求1所述的海洋平台,其特征在于:所述海底桩基础(10)的上端插入内钢管(32)中,所述海底桩基础(10)与内钢管(32)之间灌浆封闭,所述海底桩基础(10)的下端固定于海底地基内,所述外铝管(31)的底部下方的内钢管(32)的外侧壁套置有下预应力法兰盘(72),所述下预应力法兰盘(72)的内圆边缘处与内钢管(32)的外侧壁焊接连接,所述下预应力法兰盘(72)上开设有孔洞,所述下预应力法兰盘(72)的底部固定设置有楔形垫块(721),每个所述双向预应力拉索组件(8)包括两个相互交叉的拉索(81),所述拉索(81)的底端向下贯穿孔洞和楔形垫块B(721)后与锚固件(82)固定连接,所述楔形垫块B(721)的斜面与拉索(81)相垂直。
5.根据权利要求3或4所述的海洋平台,其特征在于:所述上预应力法兰盘(71)的下方或者下预应力法兰盘(72)的上方通过螺旋箍筋(83)缠绕拉索(81)进行紧固。
6.根据权利要求1所述的海洋平台,其特征在于:所述内钢管(32)采用无缝钢管,所述外铝管(31)采用无缝铝管。
7.一种如权利要求1~4或6中任一权利要求所述的海洋平台的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、焊接导管架1:在陆地上进行导管架(1)的焊接和浇筑,将内钢管(32)插入外铝管(31)内部,内钢管(32)的顶端和底端均从外铝管(31)内突出,按同轴心的位置设置临时绑扎约束固定,外铝管(31)的底端采用临时挡板封住开口;将外铝管(31)按照所设计好的位置切割孔洞,将平台横撑(4)和平台斜撑(5)的顶端插入外铝管31的孔洞,焊接固定在内钢管(32)外壁;在外铝管(31)上间隔一定距离开临时灌浆孔;
步骤2、导管架(1)混凝土的浇筑:浇筑混凝土A(33),待浇筑混凝土A(33)的强度满足要求后,去掉临时绑扎约束、临时挡板,封住临时灌浆孔;
步骤3、安装上预应力法兰盘(71)和下预应力法兰盘(72):通过螺栓将法兰盘B(34)和上预应力法兰盘(71)连接在一起,将下预应力法兰盘(72)套置在内钢管(32)的下端外侧并将两者焊接连接;
步骤4、双向预应力拉索组件(8)的安装:导管架(1)组装完成后,斜向交叉设置拉索(81),并通过锚固件(82)将拉索(81)固定在上预应力法兰盘(71)和下预应力法兰盘(72)之间;
步骤5、平台(2)上支撑杆(6)的安装:根据平台(2)的尺寸,将合适尺寸的支撑杆(6)通过螺栓连接至平台(2)的法兰盘A(221)之间;
步骤6、海洋平台组装:上述步骤涉及的结构在工厂预制完成后,通过驳运或者浮运到海上施工现场,将导管架(1)放到海底地基上,然后从内钢管(32)的顶部插入海底桩基础(10),将海底桩基础(10)打入海底地基的一定深度后,往内钢管(32)内灌浆,进而固定住海底桩基础(10);
步骤7、平台(2)的安装:通过螺栓将平台(2)连接在导管(3)的顶端。
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