CN111566287B - 具有混凝土船只靠岸结构的海上建筑 - Google Patents

具有混凝土船只靠岸结构的海上建筑 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于海上建筑的码头结构，其中所述海上建筑(1)主要包括混凝土杆(2)，该杆(2)旨在相对于水位(3)的一深度水平进行锚固安装，并且其中，该码头结构包括两个基本垂直且平行的肋(4、4')，它们集成在海上建筑(1)的杆(2)中并向外突出，其中该肋(4、4')部分或全部地由混凝土制成。同时，在肋(4、4')之间的空间容纳有通道梯(5)，适于人员从作业船只(6)进入海上建筑(1)时使用。本发明还涉及一种海上建筑和包括上述码头结构的节段。

Description

具有混凝土船只靠岸结构的海上建筑
技术领域
本发明涉及一种混凝土船只靠岸结构，其适合于安装在海上建筑中，例如海上风力发电机塔。所述船只靠岸结构为将要在其中执行安装、维护或检查操作的人员提供从船到所述海上建筑的物理通道。
背景技术
离岸的海上建筑，例如风力发电机塔，必须定期进行检查和维护工作。为此目的，执行这些作业的技术人员将乘载船舶到该离岸的设施。为了使人员能够进入建筑中进行检查，所使用的船必须停靠在与建筑接触或建筑附近的位置(例如，塔的塔杆)，在该位置通常布置有金属的船只停靠平台，操作人员可以进入其中。考虑到其安装点可能会受到强烈的浪潮和潮汐影响，必须使用船只靠岸结构或平台来使操作人员安全地进入此类型的建筑。因此，金属的船只靠岸装置作为操作人员进入该建筑时的安全装置，为操作人员提供抓握点或表面、为其抵挡海浪、潮汐作用或海平面变化带来的影响、以及为船只提供稳定而坚固的接触点使得所述船只在进入期间能够最大程度地保持在相对相同的位置。
在专利申请DE 102012019554 A1中示例地描述了适用于海上塔台的船只靠岸平台，其中公开了一种适于安装在海上设施的支柱上的金属船只靠岸平台，该平台基本上包括两个主竖直管和竖直管之间的梯子，供工作人员进入塔台时使用。本文件的图1示出了所述船只靠岸平台的优选实施例。
在进入海上建筑的操作过程中，船首被定位成与竖直管接触，优选地对其施加推力，从而在可能发生的波浪效应或变化时仍能保持这种接触。在该位置，维护人员可以从船首进入到船只靠岸平台的梯子。为了保护爬梯的操作人员，竖直管布置在梯子的外围空间，使得这些管相对于船起到保护作用，当操作员停留在梯子所占的内部空间时，能够在受到可能发生的冲击时保证人员安全。
关于如何将船只靠岸结构固定到海上建筑，取决于待固定的材料(即，根据海上建筑和船只靠岸结构的材料)，需要以不同的方式完成。从这个意义上讲，取决于海上建筑是由金属制成还是由混凝土制成，该固定是通过螺栓法兰、接头、焊接和/或连接螺栓等手段，部分嵌入混凝土结构中完成的。
尽管从功能的角度来看，该金属船只靠岸平台是供操作员使用的具有合理安全保证的有效解决方案，但是它仍不能避免当前在本技术领域中仍未解决的一些问题。从根本上讲，这些问题涉及以下几点：船只靠岸平台与海上建筑结构的安装和固定、随着时间的流逝对它们的保护、以及它们对船只进入时与其接触而产生的冲击所具有的坚固性。
一方面，将船只靠岸平台作为单独的元件制造并且独立于海上建筑本身，使得有必要在安装塔台的过程中考虑用于固定该船只靠岸结构的特定步骤，该特定步骤通常包括指定与建筑的接触点，并采用相应的固定装置以利于构成两个元件之间的整体连接(通常是通过螺钉连接)。然而，该步骤给海上建筑的一般安装过程增加了复杂性，从而增加了与安装相关的时间。另外，嵌在混凝土中的金属结构的存在也增加了复杂性，这是人们不期望的。
另一方面，随着时间的流逝，金属结构会由于湿气、腐蚀或在检查操作期间与船的接触或撞击而遭受严重的磨损。因此，在海上建筑的维护规程中，有必要考虑使用防腐涂料或更换船只靠岸平台的损坏元件。在金属结构嵌入混凝土的情况中，这个问题甚至会更严重，因为这种情况如果发生腐蚀将很难进行检查或维护。
最后，船只靠岸平台的竖直金属管将承受船只在进入建筑时带来的推力或冲击力。这意味着，随着时间的流逝，固定在所述建筑上的结构会变坏，严重时会导致法兰存在松动或甚至导致法兰脱离。
鉴于以上技术问题，因此有必要提出一种用于海上建筑的新型船只靠岸系统，以克服现有技术系统的局限性。本发明被认为是应对以上需求的解决方案，这归因于提出了一种新型的混凝土船只靠岸结构，其适用于海上建筑，优选地适用于海上风力发电机塔结构。
发明内容
为了解决上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种用于进入混凝土海上建筑的装置，该装置在所述建筑中更容易集成，避免了在其制造和/或组装中过度使用嵌入物；以及与现有技术的船只靠岸平台相比，它的安装方式简单、省时。本发明还提供了一种装置，该装置相对于已知的船只靠岸结构而言，能够在使用者进出海上建筑的操作过程中提升其安全保障。
本发明的所述目的优选地通过适于支撑风力发电机的海上建筑来实现，该海上建筑实质上包括混凝土杆(shaft)，该混凝土杆旨在在相对于水位一深度处进行安装和/或运输。有利地，所述海上建筑包括两个基本竖直且平行的突起，它们以一体方式集成在所述杆中，所述突起从海上建筑的杆向外突出，并且其中所述突起部分地或全部由混凝土制成。而且，在突起之间的空间容纳有通道梯，所述通道梯和杆的突起被构造成船只靠岸结构供作业船只使用。
在本发明的优选实施例中，在海上建筑的杆的锚固位置中，所述结构相对于水位被部分浸没。
在本发明的另一个优选实施例中，通道梯是基本竖直的金属元件，其固定到突起或直接固定到海上建筑的杆。
在本发明的另一个优选实施例中，突起不具有暴露的金属结构部件。
在本发明的另一个优选实施例中，突起从海上建筑突出比容纳在所述突起之间的通道梯突出多至少30cm。
在本发明的另一个优选实施例中，突起在竖直方向上的长度使得在最大潮汐高度下，所述突起的浮出长度等于或大于1m，而在最小潮汐高度时，肋(rib)的浸没长度不小于1m。
在本发明的另一个优选实施例中，突起包括由除混凝土之外的材料制成的保护元件。
在本发明的另一个优选实施例中，突起的横截面被构造成使得它们不具有锋利的边缘，或者其边缘优选是圆形的。
在本发明的另一个优选实施例中，突起的横截面被构造成在朝向其远离杆的端部的方向上逐渐减小。
在本发明的另一个优选实施例中，突起相对于所述海上建筑的杆突出，其突出的距离在纵向方向上朝着杆的端部中的至少一个逐渐减小。
在本发明的另一个优选实施例中，海上建筑是具有伸缩式杆的海上塔台。
在本发明的另一个优选实施例中，海上建筑的杆是用预制的节段制成的，形成船只靠岸结构的突起以一体的方式集成在所述节段之一中。
在本发明的另一个优选实施例中，海上建筑包括工作平台，该工作平台适于为技术人员或用于该目的的设备提供操作、安装或维护的表面，其中所述平台基本上是水平的，并且全部或部分地由混凝土制成。
在本发明的另一个优选实施例中，海上建筑包括多对突起，它们具有其相应的通道梯，其被构造为所述建筑物的两个以上的船只靠岸点。
在本发明的另一个优选实施例中，海上建筑包括下部的底座平台或立足点(footing)。在所述实施例中，海上建筑的通道梯向下延伸，以提供进出所述底座平台或立足点的通道。
在本发明的另一个优选实施例中，船只靠岸结构的混凝土突起作为预制构件整体地集成在海上建筑中。更优选地，预制构件是通过模制工艺获得，其中突起也可以是所述预制构件的一部分，并以相同的模制方法获得。可替代地，突起通过模架(formwork)和固结工艺整体附接到海上建筑的杆。
附图说明
从本发明的详细描述以及参考附图的优选实施例示例中，将更充分地理解前述和其他特征和优点，其中：
图1示出了现有技术已知的金属船只靠岸结构；
图2示出了在本发明的优选实施例中的根据本发明的海上建筑和船只靠岸结构的总体轮廓图，其中还示出了进入所述海上建筑的船只；
图3示出了根据本发明的优选实施例的船只靠岸结构的俯视立体图，其中示出了使用者利用其得以从船上接近海上建筑；
图4至图6示出了本发明的优选实施例的不同视图，其中，船只靠岸结构被集成到海上伸缩式塔台中，该海上伸缩式塔台适于在其杆的上部支撑风力发电机；
图7至图8示出了本发明的优选实施例的两个视图，其中，海上建筑包括多对突起，该多对突起被构造为所述建筑的船只靠岸点。
以下为附图中的附图标记表：
(1) 海上建筑
(2) 混凝土杆
(3) 水位
(4、4’) 船只靠岸结构的混凝土肋
(5) 通道梯
(6) 船只
(7) 操作人员
(8) 肋的保护元件
(9) 风力发电机
(10) 工作平台
(11) 海上建筑的底座平台或立足点
具体实施方式
基于本文件的图2至图8，以下提出了本发明的详细描述，其涉及本发明的不同优选实施例。提供所述描述是出于说明性目的，而不是限制要求保护的发明。
图2示出了本发明的船只靠岸结构的轮廓图，其中描绘了其主要元件和其一般的使用形式。从该图中可以看出，船只靠岸结构是海上建筑(1)(例如，在该实施例中为伸缩塔)的组成部分。所述海上建筑(1)主要包括混凝土杆(2)，该混凝土杆(2)相对于水位(3)安装在一定深度位置。在本发明的优选实施例中，杆(2)是风力发电机塔的杆。
就其本身而言，海上建筑(1)的船只靠岸结构包括两个基本上呈垂直且平行的突起(4、4')，其集成到海上建筑(1)的杆(2)并且自该杆(2)向外突出。所述突起(4、4')至少部分地由钢筋混凝土制成，而没有暴露的金属结构部件。
海上建筑(1)的突起(4、4')之间所包含的空间容纳有一通道梯(5)，以供操作人员进入海上建筑(1)或作业船只(6)使用，作为检查或维护任务的一部分。如图2所示，在执行所述任务期间，作业船只(6)与本发明的船只靠岸结构保持接触或在其附近，以方便操作人员从船只(6)过渡到海上建筑(1)，以及从海上建筑(1)过渡到船只(6)。同样且优选地，当安装海上建筑(1)时，船只靠岸结构仍保持部分浸没，因此其功能不因水位(3)的上涨或下降(由于涨潮退潮)而受到影响。
图3示出了根据本发明的海上建筑(1)的船只靠岸结构的俯视图，其中描绘了操作人员(7)正在进入所述建筑。如图所示，用于进出的船只(6)将与船只靠岸结构接触，更具体地说，与其混凝土突起(4、4')接触，该混凝土突起(4、4')将发挥阻挡作用以保护其中进出的操作人员(7)。同样，为了爬上海上建筑(1)，也将使用该通道梯(5)。所述通道梯(5)优选地是大体上呈竖直的金属元件，其被容纳在突起(4、4')之间的空间中，并且可以被固定到其上或固定到海上建筑本身(1)上(如图3所示)。通常，为了在进出通道时提供足够的安全性，突起(4、4')从海上建筑(1)向外伸出的距离至少比位于它们之间的通道梯(5)伸出的距离多出30cm。另一方面，突起(4、4’)在竖直方向上的长度优选地使其在最大潮汐高度的情况下，所述突起(4、4')的浮出长度不小于1m。同样，在最小潮汐高度的情况下，突起(4、4')的浸没长度不小于1m。
用于通道梯(5)的固定元件可以是例如接头和/螺栓，它们可以嵌入或不嵌入所述建筑(1)或突起(4、4)的混凝土内部。如果梯(5)独立于突起(4、4')固定在杆(2)上，则操作人员(7)可以向上爬而不受船只(6)对船只靠岸结构的可能冲击所带来的影响，从而增加他或她的安全保障。在发生强烈浪潮时，这些冲击可能会给操作人员(7)带来巨大的风险。在本发明的可选实施例中，突起(4、4')可以包括由除混凝土之外的材料(例如，包括橡胶或其他塑料材料)制成的保护元件(8)，旨在增强其完整性以抵抗船只(6)带来的冲击影响，也可作为保护后者的手段。上述的保护元件(8)在磨损的情况下可以定期更换，作为海上建筑(1)的维护操作的一部分。
关于突起(4、4')的形状，它们的横截面(图3)的几何形状被构造成使其不具有锋利的边缘，或者其边缘优选是圆形的。同样，突起(4、4')的横截面在朝向其远离杆(2)的端部的方向上逐渐减小。
另一方面，优选地，肋(4、4')相对于海上建筑(1)的杆(2)突出，其突出的距离在纵向方向上朝着杆(2)的端部中的至少一个逐渐减小。利用所述几何形状，当水位(3)突然大幅降低的情况下，船只(6)被钩在船只靠岸结构中的风险将被大大降低。
图4至图6示出了混凝土的海上建筑(1)的可能实施例的不同视图，其中所述建筑是海上伸缩塔，其适于在其杆(2)的上部支撑风力发电机(元件(9)，如图5至图6所示)。然而，在不改变本发明的目的的情况下，塔或海上建筑(1)的其他构造也可以在本发明的领域中使用。
如上所述，船只靠岸结构的混凝土突起(4、4')将作为预制件抵靠在杆(2)上或作为杆(2)的一部分而被集成到海上建筑(1)本身中。在这两种情况下，突起(4、4')在杆(1)中的集成当在本文件的范围内被理解为，所述突起(4、4')具有与所述杆(2)基本上连续且整体的附接，其中所述连续且整体的附接即不存在断续的附接，例如在现有技术的金属船只靠岸结构中存在的那类附接(如图1所示的附接)。
另一方面，优选地，杆(2)基于预制的节段来制造，船只靠岸结构被集成到所述节段之一(即，形成其整体的一部分)。优选地，在水平布置的模具上对它们进行构造。因此，集成在节段中的混凝土突起(4、4')也可以作为水平地预制该节段的过程的一部分而制成，然后在进行旋转和预组装之前，应与其余节段一起干燥，以形成海上建筑(1)的完整杆(2)。进而，用于预制装配有船只靠岸结构的节段的模具也可以包括用于固结所述结构的突起(4、4')的模具。因此，在将所述节段固结之前，可以将所述突起(4、4')预制并放置在将要连接到其上的节段的模具上。另外，在将(突起(4、4')附接在其上的)节段固结之后，还可以在第二阶段使用一模架将突起(4、4')固结。
如图2至图6所示，并且如前几段所述，突起(4、4')牢固且连续地与海上建筑(1)(在杆(2)或在其节段之一)集成为一体，即在与杆(2)的结合区域中没有间隙或断续的连接，因此与现有技术的海上塔的船只靠岸结构相比，本发明能够提供耐久和更有防护性的保护。
在本发明的替代实施例中，船只靠岸结构的突起(4、4')通过连接元件连接至混凝土杆(2)，所述连接元件在浇筑固结过程中将完全或部分地嵌入到杆(2)的壁中。
此外，如本文件的图4至图6所示，海上建筑(1)在其杆(2)中可包括工作平台(10)，用于为技术人员或为此目的的设备提供操作、安装或维护表面。所述平台(10)基本上是水平的，并且优选地部分或全部由混凝土制成。它的主要功能是用作上述维护任务的支撑表面，执行塔架节段(如图中所示，本实施例为伸缩式杆)的提升操作或方便接近海上建筑(1)。为此，工作平台(10)将总是布置在从海上建筑(1)的杆(2)露出区域中。像本发明的船只靠岸结构一样，工作平台(10)可以被集成到杆(2)的一个或几个节段中，被制成所述节段的模具的一部分。
图7至图8示出了本发明的优选实施例的两个视图，其中，海上建筑(1)包括多对突起(4、4')，该突起(4、4')被构造成所述建筑(1)的两个或更多个船只靠岸点。这提供了能够以最有利的方式接近杆(2)的可能性，具体取决于当时发生的浪潮情况。在图7的示例中，船只靠岸点相对于杆(1)的纵向轴线呈间隔120°的布置。
另外，在本发明的另一个优选实施例中(如图8所示)，海上建筑是装备有下部底座平台或立足点(11)的结构。在所述实施例中，海上建筑(1)的一个或多个通道梯(5)可以向下延伸，以在例如上述建筑(1)的临时施工或安装阶段提供可以进/出所述底座平台或立足点(11)的通道。

Claims (15)

1.一种适于支撑风力发电机（9）的海上建筑（1），其主要包括混凝土杆（2），所述混凝土杆（2）用于在相对于水位（3）一深度处进行安装和/或运输；
其特征在于，所述海上建筑（1）包括两个基本垂直且平行的突起（4、4'），所述突起（4、4'）作为预制构件以一体方式集成在所述混凝土杆（2）中，并从所述海上建筑（1）的混凝土杆（2）向外突出，其中，所述预制构件是通过模制工艺获得的构件，所述突起（4、4'）部分地或全部由混凝土制成，所述突起（4、4'）是所述预制构件的一部分，并且通过所述模制工艺获得；
其中，在突起（4、4'）之间的空间中容纳有通道梯（5），所述通道梯（5）和混凝土杆（2）的突起（4、4'）构造成船只靠岸结构供作业船只（6）使用；
其中，所述突起（4、4'）布置在所述混凝土杆（2）上，使得在所述海上建筑（1）的锚固位置中，所述突起（4、4'）相对于水位（3）被部分浸没；
并且其中，当海上建筑处于最小潮汐高度的工作条件下，所述突起（4、4'）在竖直方向包括长度不小于1m的浸没部分。
2.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，所述通道梯（5）是基本竖直的金属元件，其固定到所述突起（4、4'）或直接固定到所述海上建筑（1）的混凝土杆（2）上。
3.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，所述突起（4、4'）不具有暴露的金属结构部件。
4.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，所述突起（4、4'）从所述混凝土杆（2）突出比位于所述突起（4、4'）之间的所述通道梯（5）从所述混凝土杆（2）突出多至少30cm。
5.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，当海上建筑处于最大潮汐高度的工作条件下，所述突起（4、4'）在竖直方向包括长度等于或大于1m的浮出部分。
6.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，所述突起（4、4'）包括由除混凝土之外的材料制成的保护元件（8）。
7.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，所述突起（4、4'）的横截面的几何形状使得其不具有锋利的边缘，其中，所述突起（4、4'）的边缘是圆形的。
8.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，所述突起（4、4'）的横截面的几何形状在朝向其远离所述混凝土杆（2）的端部的方向上逐渐减小。
9.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，在纵向方向上，所述突起（4、4'）相对于所述海上建筑（1）的混凝土杆（2）突出的距离，朝着混凝土杆（2）的端部中的至少一个逐渐减小。
10.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，所述海上建筑（1）是具有伸缩式混凝土杆（2）的海上塔台。
11.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，所述混凝土杆（2）是使用预制的节段制成的，形成船只靠岸结构的所述突起（4、4'）以一体的方式集成在所述节段之一中。
12.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其包括工作平台（10），所述工作平台（10）适于为技术人员或用于操作、安装或维护所述海上建筑的目的的设备提供操作、安装或维护的表面，其中所述工作平台（10）基本上呈水平的，并且全部或部分地由混凝土制成。
13.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，所述突起（4、4'）通过模架和固结工艺整体附接到所述混凝土杆。
14.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其包括多对突起（4、4'），每对突起之间具有相应的通道梯（5），多对所述突起（4、4'）构造成所述海上建筑（1）的两个或更多个船只靠岸点。
15.根据权利要求1所述的海上建筑（1），其中，所述海上建筑（1）包括下部的底座平台或立足点（11），并且其中所述海上建筑（1）的通道梯（5）向下延伸，以提供进/出所述底座平台或立足点（11）的通道。
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