CN115354639A - 一种坐底式平台支撑装置、支撑方法及坐底式平台 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及海上设备技术领域，具体而言，涉及一种坐底式平台支撑装置、支撑方法及坐底式平台，支撑装置包括：沉垫底座；设置在支撑底座上的多根插桩，多根插桩滑动设置在沉垫底座上，且相互平行；和驱动部，驱动部设置有多组，多组驱动部分别与多根传动连接，以驱使插桩沿自身轴向滑动在海上构建平台时，首先控制沉垫下沉，在沉垫下沉至接近海底达到预设水深后，控制沉垫上的插桩向下伸出，使插桩插入海底，通过插桩对沉垫进行固定，有效提高了沉垫下沉后的稳定性，提高了沉垫的抗滑移效果，同时通过插桩对沉垫提供一定的纵向支撑，降低了沉垫对海底地基的正压力，提高了应对海底地基发生滑移、掏空等情况时的安全性。

Description

一种坐底式平台支撑装置、支撑方法及坐底式平台

技术领域

本申请实施例涉及海上设备技术领域，具体而言，涉及一种坐底式平台支撑装置、支撑方法及坐底式平台。

背景技术

在海上施工时，往往需要构建海上工作平台，工作平台底部通过输入在海底的沉垫式立柱进行支撑。

相关技术中，沉垫式立柱分成稳定立柱沉垫坐底与细立柱沉垫坐底式平台，沉垫坐落在海底的地基上，当沉垫式立柱应用于风浪流较大、海底土壤较差的海域时，平台底部的地基容易发生滑移、掏空等情况，安全性较低。

发明内容

本申请实施例提供一种坐底式平台支撑装置，所述支撑装置包括：

沉垫底座；设置在所述支撑底座上的多根插桩，多根所述插桩滑动设置在所述沉垫底座上，且相互平行；和

驱动部，所述驱动部设置有多组，多组所述驱动部分别与多根传动连接，以驱使所述插桩沿自身轴向滑动。

可选地，所述沉垫底座包括上平台、下平台和多根中间立柱，所述上平台与所述下平台相互平行，多根所述中间立柱垂直设置在所述上平台和所述下平台之间。

可选地，所述上平台与所述下平台相中空设置。

可选地，所述上平台与所述下平台为三角形板体，所述中间立柱和所述插桩均设置有三根，三根所述中间立柱分别设置在所述上平台与所述下平台的三个角上，三根所述插桩滑动穿设所述上平台、所述中间立柱与所述下平台中。

可选地，所述驱动部包括动环梁组件、定环梁组件、联动组件和驱动组件，其中，所述联动组件用于驱使所述动环梁组件和/或所述定环梁组件与所述插桩连接，所述驱动组件用于驱使所述动环梁组件带动所述插桩滑动。

可选地，所述沉垫底座内设置有多组压载水箱，多组压载水箱均通过压载装置与外部连通，以对所述压载水箱加压或排水。

可选地，所述支撑装置还包括监控系统，用于观察所述沉垫底座和所述插桩。

本申请第二方面提供一种坐底式平台支撑方法，基于支撑装置，所述支撑方法包括：

控制所述沉垫底座下沉至预设水深；

控制多根所述插桩向海底一侧滑动，直至多根所述插桩插入至海底预设深度；

控制所述沉垫底座继续下沉至与海底接触且对海底压力达到预设压力。

本申请第三方面提供一种坐底式平台，包括上述的支撑装置。

可选地，所述坐底式平台包括工作平台、多组所述支撑装置，所述工作平台通过多组所述支撑装置支撑。

采用本申请提供的一种坐底式平台支撑装置、支撑方法及坐底式平台，在海上构建平台时，首先控制沉垫下沉，在沉垫下沉至接近海底达到预设水深后，控制沉垫上的插桩向下伸出，使插桩插入海底，当插桩插入海底达到预设深度时，控制沉垫继续下沉，直至与海底接触，当沉垫与海底的压力达到一定压力值后，可以认为沉垫已支撑牢固，从而完成沉垫的布置，通过插桩对沉垫进行固定，有效提高了沉垫下沉后的稳定性，提高了沉垫的抗滑移效果，同时通过插桩对沉垫提供一定的纵向支撑，降低了沉垫对海底地基的正压力，提高了应对海底地基发生滑移、掏空等情况时的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提出的

图2是本申请一实施例提出的

附图标记：1、沉垫底座；11、上平台；12、下平台；13、中间立柱；14、压载水箱；2、插桩；3、驱动部。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在海上施工时，往往需要构建海上工作平台，工作平台底部通过输入在海底的沉垫式立柱进行支撑。

相关技术中，沉垫式立柱分成稳定立柱沉垫坐底与细立柱沉垫坐底式平台，沉垫坐落在海底的地基上，当沉垫式立柱应用于风浪流较大、海底土壤较差的海域时，平台底部的地基容易发生滑移、掏空等情况，安全性较低。

实施例一

本申请实施例一提供一种坐底式平台支撑装置，支撑装置包括：

沉垫底座1；

其中，沉垫底座1设置在平台底部，沉垫通过立柱或支架等结构对平台进行支撑，在工作前沉垫与平台可以漂浮在水中，构建平台时，平台达到预定位置后，向沉垫底座1内施加压载，从而使沉垫下沉，当沉垫底座1下沉至海底地基时，即可通过沉垫底座1对平台进行支撑。

设置在支撑底座上的多根插桩2，多根插桩2滑动设置在沉垫底座1上，且相互平行；

平台位于风浪流较大、海底土壤较差的海域时，沉垫底座1以及平台受到的海水冲击力较大，并且，在海底地基的土壤长期受到海水冲刷后容易发生下沉，影响沉垫底座1的支撑效果，因此在沉垫底座1上设置多根插桩2，当沉垫底座1下沉至海底后，将插桩2插入海底土壤中，从而提高沉垫底座1的稳定性，同时通过插桩2可以抵抗一定的竖向载荷，进而降低沉垫底座1的贯入深度，有效减少坐底时沉垫底座1底部与海底地基深层碎石的接触，从而降低因局部应力集中而导致沉垫底座1底部破损的风险，降低安全风险。

具体的，在本实施例中，插桩2直径可以为1900mm，升降节距可以为750mm，从而满足固定沉垫底座1的效果，在其他实施例中，插桩2的尺寸可以根据实际情况设计为其他尺寸。

驱动部3，驱动部3设置有多组，多组驱动部3分别与多根传动连接，以驱使插桩2沿自身轴向滑动。

在构建整个装置时，在沉垫底座1接近海底后通过驱动部3驱使沉垫底座1内的插桩2伸出，从而将插桩2插入至海底，然后再驱使沉垫底座1下沉至与海底接触，从而使插桩2插入海底的过程更加方便稳定，同时，在沉垫底座1向上抬起时，首先通过驱动部3驱使插桩2收回，然后再将沉垫底座1泄压载收回，避免沉垫底座1收回时海底产生过大的吸力。

在海上构建平台时，首先控制沉垫下沉，在沉垫下沉至接近海底达到预设水深后，控制沉垫上的插桩2向下伸出，使插桩2插入海底，当插桩2插入海底达到预设深度时，控制沉垫继续下沉，直至与海底接触，当沉垫与海底的压力达到一定压力值后，可以认为沉垫已支撑牢固，从而完成沉垫的布置，通过插桩2对沉垫进行固定，有效提高了沉垫下沉后的稳定性，提高了沉垫的抗滑移效果，同时通过插桩2对沉垫提供一定的纵向支撑，降低了沉垫对海底地基的正压力，提高了应对海底地基发生滑移、掏空等情况时的安全性。

在一些实施例中，沉垫底座1包括上平台11、下平台12和多根中间立柱13，上平台11与下平台12相互平行，多根中间立柱13垂直设置在上平台11和下平台12之间。

沉垫底座1的上平台11与下平台12形状相同，多跟中间立柱13间隔在上平台11与下平台12之间，且中间立柱13的轴线方向垂直与上平台11与下平台12的表面，上平台11与下平台12之间以及多根中间立柱13之间均中空设置，在沉垫底座1的使用过程中，海水能够通过立柱之间的空隙流过，从而降低使用过程中受到的海水的阻力，同时提高整个结构的稳定性。

具体的，上平台11与下平台12相中空设置。

在本实施例中，上平台11与下平台12均为中间部分中空设置的框架结构，框架的截面为矩形，中间立柱13设置在上平台11与下平台12实体部分之间，从而使整个结构成笼状结构，进而在实现支撑效果的同时降低沉垫底座1的重量以及受到的阻力。

在其他实施例中，上平台11与下平台12还可以为板状结构或网状结构，从而在沉垫底座1与海底接触时提高接触面积，进而提高对整个平台的支撑效果，提高支撑后整个结构的稳定性。

在一些实施例中，上平台11与下平台12为三角形板体，中间立柱13和插桩2均设置有三根，三根中间立柱13分别设置在上平台11与下平台12的三个角上，三根插桩2滑动穿设上平台11、中间立柱13与下平台12中。

具体的，上平台11与下平台12均为正三角形结构，上平台11与下平台12中间均具有三角形的中间空间，从而以使上平台11与下平台12呈三角形框架结构，三根中间立柱13成三角形分部且分别位于上平台11与下平台12的三个角所在位置，具体的，在本实施例中，中间立柱13的截面成等边三角形，中建立柱的侧壁与上平台11以及下平台12的侧壁齐平。

三根中间立柱13中空设置，下平台12的底部位于中间立柱13的位于开设有与中间立柱13连通的伸出口，三根插桩2分别滑动穿设在中间立柱13中，并且可以从伸出口伸出，驱动部3设置在上平台11上，从而驱使插桩2沿中间立柱13中的通道伸缩。

在其他实施例中，沉垫底座1还可以为其他形状，如矩形等，中间立柱13位于沉垫底座1的各个角落，或者均匀分布在上平台11与下平台12之间，从而支撑上平台11与下平台12，同理，插桩2的数量根据上平台11与下平台12的不同，可设置为其他数量，如在沉垫底座1为矩形时，插桩2的数量可以为四根，插桩2分别位于四角的中间立柱13内，从而在插桩2伸入海底后起到预期稳定效果。

在一些实施例中，驱动部3包括动环梁组件、定环梁组件、联动组件和驱动组件，其中，联动组件用于驱使动环梁组件和/或定环梁组件与插桩2连接，驱动组件用于驱使动环梁组件带动插桩2滑动。

具体的，定环梁固定设置在上平台11内，动环梁沿定环梁的轴线方向同轴设置在定环梁的一侧，且沿自身轴线方向往复运动，插桩2滑动穿设在定环梁与动环梁之间。

联动组件包括插销组件以及插销油缸，通过插销油缸驱使插销组件活动，插桩2通过插销组件与定环梁或动环梁传动连接，当插桩2活动时，通过插销油缸驱使插销组件将插桩2与动环梁连接，同时使插桩2与定环梁分离，从容通过动环梁驱使插桩2伸缩，当插桩2需要固定时，通过插销油缸驱使插销组件将插桩2与定环梁连接，同时使插桩2与动环梁分离，从而通过定环梁将插桩2固定。

驱动组件包括升降油缸，升降油缸与动环梁传动连接，在驱使插桩2活动时通过升降油缸驱使动环梁运动，从而在动环梁与插桩2连接时驱使插桩2活动。

其中，环梁组件、定环梁组件、联动组件和驱动组件所需要的液压系统(液压泵站、桩边阀组等)等组件设置在沉垫底座1上，从而为环梁组件、定环梁组件、联动组件和驱动组件提供液压驱动力，在本实施例中，单桩额定升降插桩2能力可以为200t，单桩预压插桩2能力可达到400t，单桩风暴支持力(水平力)可达到400t，单桩最大拔桩力可以为250t，插桩2最大升降速度可以为12m/h，从而满足插桩2的插拔效果，同时提高插拔桩的工作效率。

具体的，驱动部3还包括电控系统，包括桩边操作箱、电机启动箱、集控台、电源柜等控制装置，与驱动部3其他液压装置电连接，从而控制各个部分进行启停工作。

在一些实施例中，沉垫底座1内设置有多组压载水箱14，多组压载水箱14均通过压载装置与外部连通，以对压载水箱14加压或排水。

在工作工作过程中，由于沉垫底座1内的压载水箱14空载，因此沉垫底座1受到浮力，将沉垫底座1向海底移动时，通过向压载水箱14内加压载，即向压载水箱14内加压注水，以使沉垫底座1的质量增大，从而使沉垫底座1向下沉，完成沉垫底座1的下沉或者驱使驱使插桩2插入海底，为插桩2提供反作用力；在沉垫底座1位于水中时，通过将压载水箱14内的水排出，从而使沉底座上浮；在沉垫底座1位于海底时，通过调整压载水箱14内的水量，进而控制沉垫底座1对海底的压力，以及插桩2插入的深度，从而适应不同的海底情况以及不同的工作需要。

在一些实施例中，支撑装置还包括监控系统，用于观察沉垫底座1和插桩2。

在本实施例中，监控系统包括CCTV监控系统以及各个传感器，通过CCTV监控系统实时获取沉垫底座1以及各个插桩2的当前工作画面，同时通过各个传感器，如压力传感器，速度传感器等获取当前沉垫底座1以及各个插桩2的数据，从而综合判断当前情况，便于操作人员根据情况调整整个装置的工作状态，使工作过程更加直观。

实施例二

基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种支撑方法包括：

S1，控制所述沉垫底座下沉至预设水深；

通过向沉垫底座内的压载水箱打压在，从而使沉垫底座下沉到安装吃水状态，即沉垫底座接近海底的位置。

S2，控制多根所述插桩向海底一侧滑动，直至多根所述插桩插入至海底预设深度；

启动升降系统，驱使插桩伸出，将插桩插入到海底指定深度，以使插桩将沉垫底座固定，以提供水平载荷以抵抗环境载荷的滑移作用，减小沉垫底部对海底地基的应力，保证平台在环境载荷和重力载荷作用下，海底地基的总应力小于地基承载能力，避免产生不均匀沉降。

S3，控制所述沉垫底座继续下沉至与海底接触且对海底压力达到预设压力。

继续向沉垫底座内的压载水箱打压载，直至达到预定压载，缓慢下降沉垫底座直至沉垫底座与海底接触，然后通过驱动部继续驱使插桩伸出，直至插桩插入预设深度，并使沉垫底座的水平度满足预设要求，以使沉垫底座的支撑效果满足工作需要，然后锁紧插桩，完成沉垫底座的固定。

在插桩锁定后，根据具体情况排出适量沉垫底座内的压载水，调整沉垫底座的总应力，沉垫底座底部的吸附力与其对地压力成正比，沉垫底座和插桩的协同支撑使沉垫底座底部的正压力较小，有效降低沉垫底座起浮过程中产生的吸附力，进而避免发生速度突变以及整个装置运动状态的突变，进一步提高沉垫底座的工作状态的稳定性。

在收起时，首先将插桩收回沉垫底座，然后将沉垫底座内的压载水排出，使沉垫底座上浮，即可完成沉垫底座的收回。

实施例三

基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种坐底式平台，其特征在于，包括实施例一提供的坐底式平台支撑装置。

具体的，坐底式平台包括工作平台、多组所述支撑装置，所述工作平台通过多组所述支撑装置支撑。

在工作时，通过多组支撑装置中的沉垫底座同时下沉，通过同步调整多组沉垫底座对坐底式平台的支撑力，从而在支撑坐底式平台的同时保证平台的稳定性，通过多组沉垫底座对坐底式平台进行支撑，使平台能够适应地形复杂的海底地基，同时提高平台的稳定性和抗风险性。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种坐底式平台支撑装置、支撑方法及坐底式平台，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种坐底式平台支撑装置，其特征在于，所述支撑装置包括：

沉垫底座(1)；设置在所述支撑底座上的

多根插桩(2)，多根所述插桩(2)滑动设置在所述沉垫底座(1)上，且相互平行；和

驱动部(3)，所述驱动部(3)设置有多组，多组所述驱动部(3)分别与多根传动连接，以驱使所述插桩(2)沿自身轴向滑动。

2.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述沉垫底座(1)包括上平台(11)、下平台(12)和多根中间立柱(13)，所述上平台(11)与所述下平台(12)相互平行，多根所述中间立柱(13)垂直设置在所述上平台(11)和所述下平台(12)之间。

3.根据权利要求2所述的支撑装置，其特征在于，所述上平台(11)与所述下平台(12)相中空设置。

4.根据权利要求2所述的支撑装置，其特征在于，所述上平台(11)与所述下平台(12)为三角形板体，所述中间立柱(13)和所述插桩(2)均设置有三根，三根所述中间立柱(13)分别设置在所述上平台(11)与所述下平台(12)的三个角上，三根所述插桩(2)滑动穿设所述上平台(11)、所述中间立柱(13)与所述下平台(12)中。

5.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述驱动部(3)包括动环梁组件、定环梁组件、联动组件和驱动组件，其中，所述联动组件用于驱使所述动环梁组件和/或所述定环梁组件与所述插桩(2)连接，所述驱动组件用于驱使所述动环梁组件带动所述插桩(2)滑动。

6.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述沉垫底座(1)内设置有多组压载水箱(14)，多组压载水箱(14)均通过压载装置与外部连通，以对所述压载水箱(14)加压或排水。

7.根据权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，所述支撑装置还包括监控系统，用于观察所述沉垫底座(1)和所述插桩(2)。

8.一种坐底式平台支撑方法，其特征在于，基于权利要求1提供的支撑装置，所述支撑方法包括：

控制所述沉垫底座下沉至预设水深；

控制多根所述插桩向海底一侧滑动，直至多根所述插桩插入至海底预设深度；

控制所述沉垫底座继续下沉至与海底接触且对海底压力达到预设压力。

9.一种坐底式平台，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的支撑装置。

10.根据权利要求9所述的坐底式平台，其特征在于，所述坐底式平台包括工作平台、多组所述支撑装置，所述工作平台通过多组所述支撑装置支撑。

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