CN112982394A - 一种复合型桩靴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合型桩靴，属于船舶与海洋工程技术领域。自升式海上安装平台设有的工作平台的下方设有桩腿，桩腿上设有桩靴；桩靴包括母桩靴和子桩靴；桩腿穿过母桩靴和子桩靴连接。本发明提供的复合型桩靴，采用子母型结构，在作业状态下，母桩靴提供水平方向的支撑，子桩靴提供垂向的支撑，与常规单体桩靴相比，对水平方向载荷的支撑更强。因此更好的限制了母桩靴到子桩靴一段桩腿的水平方向位移，从而避免了水平方向的环境载荷传递到子桩靴；解决了现有技术中由于水平载荷造成的固定失效问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合型桩靴，属于船舶与海洋工程技术领域。
背景技术
目前自升式海上风电安装平台以被广泛应用，该类平台通常采用常规桩靴装置；桩靴装置在入泥以后，泥逐渐覆盖桩靴，从而提高桩靴的抓地力。但当桩腿受到环境载荷作用，造成桩腿在水平方向往复运动的时候，桩靴极容易脱锚，从而失去定位功能，而为了避免桩靴脱锚，目前唯一的办法是将桩靴装置入泥深度变深，才能满足所需效果，但是将桩靴入泥深度增加会极大提高作业难度以及设备的成本，因此自升式平台桩靴装置的缺陷长久以来限制了自升式平台作业水域的延伸。
桩靴受到的水平载荷由于是不确定载荷，因此给设计带来了极大的困难，按照常规思路即使采取海况包络值也无法确定桩靴装置是否能够满足长时间的作业要求，同时，入泥深度的限制，以及海底泥的软硬度等都影响了自升式平台固定的性能。因此，目前关于自升式平台的桩靴技术方案都存在无法从根本上解决水平载荷造成固定功能失效的问题。
发明内容
本发明的目的是为解决自升式平台的桩靴由于水平载荷，造成固定功能失效的技术问题。
为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种复合型桩靴，自升式海上安装平台设有的工作平台的下方设有桩腿，桩腿上设有桩靴；包括母桩靴和子桩靴；所述桩腿穿过母桩靴和子桩靴连接。
优选地，所述桩腿远离工作平台的一端设有子桩靴。
优选地，所述桩腿远离工作平台的一端与子桩靴固定连接。
优选地，所述工作平台和子桩靴之间设有母桩靴。
优选地，所述母桩靴套设于桩腿外周。
优选地，所述母桩靴与桩腿之间设有活动连接结构。
优选地，所述活动连接结构包括齿轮和齿条；母桩靴靠近桩腿的一侧设有齿轮，桩腿外壁上相应设有用于齿轮运动的齿条。
优选地，所述工作平台上设有用于桩腿伸缩的伸缩机构。
优选地，所述母桩靴靠近子桩靴的一侧设有用于容纳子桩靴的空间结构。
优选地，所述母桩靴和子桩靴靠近海平面一侧的外形设为龟壳型。。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的复合型桩靴方案，采用子母型结构，在作业状态下，母桩靴提供水平方向的支撑，子桩靴提供垂向的支撑，与常规单体桩靴相比，对水平方向载荷的支撑更强。
本发明提供的子桩靴与常规桩靴功能相同，能够较好的提供垂向定位，母桩靴咬合一部分水下泥沙，因此更好的限制了母桩靴到子桩靴一段桩腿的水平方向位移，从而避免了水平方向的环境载荷传递到子桩靴；解决了水平载荷造成的固定失效问题。
附图说明
图1为本发明在航行状态下桩靴结构示意图；
图2为本发明在作业状态下桩靴结构示意图；
图3为本发明母桩靴与桩腿连接示意图；
图4为本发明子桩靴外轮廓俯视图；
附图标记：1.桩腿；2.母桩靴；3.子桩靴；11.桩腿主梁；12.齿条；22.齿轮。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：
如图1-4所示，本发明提供一种复合型桩靴，自升式海上安装平台设有的工作平台的下方设有桩腿1，桩腿1上设有桩靴；包括母桩靴2和子桩靴3；桩腿1穿过母桩靴2和子桩靴3连接。桩腿1远离工作平台的一端设有子桩靴3。桩腿1远离工作平台的一端与子桩靴3固定连接。工作平台和子桩靴3之间设有母桩靴2。母桩靴2套设于桩腿1外周。母桩靴2与桩腿1之间设有活动连接结构。活动连接结构包括齿轮22和齿条12；母桩靴2靠近桩腿1的一侧设有齿轮22，桩腿1外壁上相应设有用于齿轮22运动的齿条12。工作平台上设有用于桩腿1伸缩的伸缩机构。母桩靴2靠近子桩靴3的一侧设有用于容纳子桩靴3的空间结构。母桩靴2和子桩靴3靠近海平面一侧的外形设为龟壳型。
本发明提出了复合型桩靴采用的子母式结构，桩靴的结构形式如图1所示，图1中示出了航行状态下的桩靴结构的示意图。图1中，自升式平台的桩腿1穿透母桩靴2并插入到子桩靴3内部固定。
附图2中示出了作业状态下的桩靴结构示意图，其中，母桩靴2位于泥以下一定深度，子桩靴位于泥以下的设计深度。
根据图2所示，子桩靴3与常规桩靴功能相同，能够较好的提供垂向定位，母桩靴2咬合一部分水下泥沙，因此更好的限制了母桩靴2到子桩靴3一段桩腿1的水平方向位移，从而避免了水平方向的环境载荷传递到子桩靴3。根据以上原理，解决了水平载荷造成的固定失效问题。
图3中示出了母桩靴与桩腿示意图，图例中，桩腿主梁11上设有齿条12，母桩靴2上设有可在齿条12上运动的齿轮22。
图4示出了子桩靴3外轮廓俯视图，桩靴外形采用龟壳型的仿生结构，从而保证在入泥过程中具有较高的强度。
本发明提供的复合型桩靴方案，采用子母型结构，在作业状态下，母桩靴提供水平方向的支撑，子桩靴提供垂向的支撑，与常规单体桩靴相比，对水平方向载荷的支撑更强。
本发明提出的一种复合型桩靴具有如下特点：
1.一种复合型桩靴，包括子桩靴以及母桩靴，其外形接近龟壳型；
2.一种复合型桩靴，子桩靴嵌套在母桩靴内部，且子桩靴可脱离母桩靴；
3.一种复合型桩靴，子桩靴提供垂向支撑作用，母桩靴提供水平方向的支撑作用；
4.一种复合型桩靴，母桩靴与桩腿通过齿轮齿条连接；桩腿与子桩靴刚性连接。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种复合型桩靴，自升式海上安装平台设有的工作平台的下方设有桩腿，桩腿上设有桩靴；其特征在于：包括母桩靴和子桩靴；所述桩腿穿过母桩靴和子桩靴连接。
2.如权利要求1所述的一种复合型桩靴，其特征在于：所述桩腿远离工作平台的一端设有子桩靴。
3.如权利要求2所述的一种复合型桩靴，其特征在于：所述桩腿远离工作平台的一端与子桩靴固定连接。
4.如权利要求3所述的一种复合型桩靴，其特征在于：所述工作平台和子桩靴之间设有母桩靴。
5.如权利要求4所述的一种复合型桩靴，其特征在于：所述母桩靴套设于桩腿外周。
6.如权利要求5所述的一种复合型桩靴，其特征在于：所述母桩靴与桩腿之间设有活动连接结构。
7.如权利要求6所述的一种复合型桩靴，其特征在于：所述活动连接结构包括齿轮和齿条；母桩靴靠近桩腿的一侧设有齿轮，桩腿外壁上相应设有用于齿轮运动的齿条。
8.如权利要求7所述的一种复合型桩靴，其特征在于：所述工作平台上设有用于桩腿伸缩的伸缩机构。
9.如权利要求8所述的一种复合型桩靴，其特征在于：所述母桩靴靠近子桩靴的一侧设有用于容纳子桩靴的空间结构。
10.如权利要求9所述的一种复合型桩靴，其特征在于：所述母桩靴和子桩靴靠近海平面一侧的外形设为龟壳型。
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