CN116892205A - 一种自升式平台可控制形状的桩靴 - Google Patents

Abstract

本发明属于桩靴技术领域，尤其涉及一种自升式平台可控制形状的桩靴，它包括方形安装套、阀门、摆动桩板、压力调控组件、压力传感器、桩靴外壳，本发明设计的桩靴，在插入海床后，通过在桩靴内灌入海水来实现对还装的撞击，使得周围海床的间隙消失，然后在通过设计的压力调控组件将桩靴下端的两个摆动桩板紧紧的压在海床上，使得两个摆动桩板通过更大的力压在海床上；这种状态桩靴会受到海床各个方位的压力，保证桩靴固定的稳定性。提桩的时候，通过水管将留在桩靴内的海水抽出，两个摆动装板内部在失去海水的压力后会恢复向内摆动一个小的幅度，使得两个摆动桩板与海床之间出现间隙，减小提桩过程中的阻力。

Description

一种自升式平台可控制形状的桩靴

技术领域

本发明属于桩靴技术领域，尤其涉及一种自升式平台可控制形状的桩靴。

背景技术

桩靴位于自升式平台桩的底端，起到使桩易于插入海底的目的，同时难以拨出增加平台稳定性的结构。

根据桩靴的特点，好的桩靴应具有易插入海床难以拨出又易提出的特点，目前的桩靴针对这三个特点有很多改进，大体上是增加桩靴的变形能力，在插入时以较小的外形插入，在插入到位正常工作时变大，使之难以拨出，同时也考虑了提桩的方便性，在提桩时，桩靴可变小或通过喷头喷水降低桩靴与海床之间的摩擦力。

但上述措施对海床的特点没有过多的考虑，海床中有很多空隙，空隙中具有水，在桩靴插入变大后，桩靴会对周围的海床施压，使得海床中的空隙获得较大的压力，空隙会缓慢的消失，消失后，桩靴周边的海床会变松，没有刚插入时稳定。

本发明设计一种自升式平台可控制形状的桩靴解决如上问题。

发明内容

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种自升式平台可控制形状的桩靴，它包括方形安装套、阀门、摆动桩板、压力调控组件、压力传感器、桩靴外壳，其中桩靴外壳的上端固定安装在平台桩的下侧，桩靴外壳的下端固定安装有两个对称分布的桃心状的侧桩板，桩靴外壳上端的两侧壁上对称的开有两个第一水口，两个侧桩板之间对称的摆动安装有两个摆动桩板，所述摆动桩板分为上下两截，上面一节摆动桩板上下两端的摆动斜率不等；所述桩靴外壳上端的内壁面上固定安装有滑轨，U型状的阀门通过桩靴外壳内安装的滑轨滑动安装在桩靴外壳内，阀门与两个第一水口配合；所述桩靴外壳内固定安装有方形安装套，方形安装套的下端位于两个侧桩板之间；所述方形安装套的下端对称的安装有两个能够对两个摆动桩板施压的压力调控组件。

所述方形安装套的下端对称的固定安装有两个安装柱，两个安装柱上分别安装有一个压力传感器。

作为优选的方案， 桩靴外壳的下端面上开有方形口，穿过桩靴外壳下端的方形口位于两个侧桩板之间。

作为优选的方案，所述两个摆动桩板的下端铰接安装在两个侧桩板之间；所述两个侧桩板之间固定安装有第二固定压板，第二固定压板上安装有第二弹性密封板，第二弹性密封板与两个摆动桩板紧密接触配合对两个摆动桩板的相对摆动起到密封作用。

作为优选的方案，所述两个摆动桩板的两侧均对称的固定安装有两个侧密封挡板，所述两个第三固定板对称的固定安装在两个侧桩板上，两个第三固定板上分别对称的安装有两个第二弹性压板，四个第二弹性压板与四个侧密封板一一对应且第二弹性压板紧压在对应的侧密封板上。

作为优选的方案，所述两个摆动桩板的上端均固定安装有一个第一弹性密封板；两个第一固定压板对称的固定安装在两个侧桩板之间，两个第一固定板上均安装有一个第一弹性压板，两个第一弹性压板与两个第一弹性密封板一一对应且第一弹性压板紧压在对应的第一弹性密封板上。

作为优选的方案，所述阀门的上端固定安装有拉杆，拉杆的上端穿出平台桩上端面，通过拉杆能够控制阀门的上下滑动，进而控制两个第一水口的开合。

作为优选的方案，所述方形安装套上开有两组上下分布的第二水口，两组第二水口分别位于桩靴外壳的内外两侧。

作为优选的方案，所述摆动桩板分为上下两截，上面一节摆动桩板上下两端的摆动斜率不等，在上面一截摆动桩板下端的摆动轨迹上寻找一点，设定该点与上面一截摆动桩板下端之间的连线为L1，上面一截摆动桩板上下两端的连线为L2，在L1和L2相等的情况下，两个连线之间的夹角为15度；下面一截摆动桩板上下两端连线与两个摆动桩板摆动点竖直向上形成的直线之间的夹角为35度。

作为优选的方案，所述压力调控组件包括第一齿轮、第二齿轮、固定套、螺纹套、压套、弹簧、螺杆，其中固定套斜向固定安装在方形安装套上，固定套的内壁面上对称的开有两个第一导向槽，螺纹套的外壁面上对称的固定安装有两个第一导向块，螺纹套通过两个第一导向块和两个第一导向槽的滑动配合安装在固定套内，螺杆通过螺纹配合安装在螺纹套内，所述螺杆的一端穿入方形安装套内且固定安装有第二齿轮；所述螺纹套一端的外圆面上对称的固定安装有两个第二导向块，压套的内圆面上对称的开有两个第二导向槽，压套通过两个第二导向槽和两个第二导向块的滑动配合安装在螺纹套上，所述压套和螺纹套之间安装有弹簧；压套与摆动桩板配合。

所述平台桩上旋转安装有转轴，转轴的下端穿入方形安装套内且固定安装有第一齿轮，第一齿轮与两个第二齿轮啮合。

作为优选的方案，所述平台桩内安装有水管，水管的下端穿入桩靴外壳内。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明设计的桩靴，在插入海床后，通过在桩靴内灌入海水来实现对海床的撞击，使得周围海床的间隙消失，然后在通过设计的压力调控组件将桩靴下端的两个摆动桩板紧紧的压在海床上，使得两个摆动桩板通过更大的力压在海床上；这种状态桩靴会受到海床各个方位的压力，保证桩靴固定的稳定性。

2、提桩的时候，通过水管将留在桩靴内的海水抽出，两个摆动装板内部在失去海水的压力后会恢复向内摆动一个小的幅度，使得两个摆动桩板与海床之间出现间隙，减小提桩过程中的阻力。

3、本发明设计的摆动桩板分为上下两截，上面一节摆动桩板上下两端的摆动斜率不等，在上面一截摆动桩板下端的摆动轨迹上寻找一点，设定该点与上面一截摆动桩板下端之间的连线为L1，上面一截摆动桩板上下两端的连线为L2，在L1和L2相等的情况下，两个连线之间的夹角为15度；下面一截摆动桩板上下两端连线与两个摆动桩板摆动点竖直向上形成的直线之间的夹角为35度。这样的设计能够保证在摆动桩板向外摆动打开时，上下两截摆动桩板均可以对海床形成挤压力；如果摆动桩板上面一截上下两端的摆动斜率相等，那么在两个摆动桩板摆动过程中，上面一截摆动桩板所有位置上的摆动轨迹都是相同的，上面一截摆动桩板无法对海床进行施压；另外本发明通过对摆动桩板上下两截特殊形状的设计能够保证在摆动桩板向外摆动过程中受到海床的阻力较小。

附图说明

图1是整体部件外观示意图。

图2是方形安装套安装示意图。

图3是压力调控组件分布示意图。

图4是桩靴外观示意图。

图5是阀门安装示意图。

图6是转轴安装示意图。

图7是第一弹性压板安装示意图。

图8是第二弹性密封板安装示意图。

图9是第二弹性压板安装示意图。

图10是摆动桩板结构示意图。

图11是桩靴外壳结构示意图。

图12是压力调控组件安装示意图。

图13是压力调控组件结构示意图。

图中标号名称：1、平台桩；2、水管；3、方形安装套；4、阀门；5、摆动桩板；6、转轴；7、拉杆；8、桩靴；9、安装柱；10、压力调控组件；11、第一水口；12、侧桩板；13、方形口；14、第一固定压板；15、第一弹性压板；16、第一弹性密封板；17、第二固定压板；18、第二弹性密封板；19、侧密封挡板；20、第二弹性压板；21、第三固定压板；22、第二水口；23、压力传感器；24、第一导向槽；25、第二导向槽；26、第二导向块；27、第一导向块；28、第一齿轮；29、第二齿轮；30、固定套；31、螺纹套；32、压套；33、弹簧；34、桩靴外壳；35、螺杆；36、滑轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例或者附图用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

一种自升式平台可控制形状的桩靴8，如图2、3、4所示，它包括方形安装套3、阀门4、摆动桩板5、转轴6、拉杆7、压力调控组件10、压力传感器23、桩靴外壳34，其中如图1、2所示，桩靴外壳34的上端固定安装在平台桩1的下侧，如图5、11所示，桩靴外壳34的下端固定安装有两个对称分布的桃心状的侧桩板12，桩靴外壳34上端的两侧壁上对称的开有两个第一水口11，桩靴外壳34的下端面上开有方形口13；如图6所示，两个侧桩板12之间对称的摆动安装有两个摆动桩板5，两个摆动桩板5的下端铰接安装在两个侧桩板12之间；如图8所示，所述两个侧桩板12之间固定安装有第二固定压板17，第二固定压板17上安装有第二弹性密封板18，第二弹性密封板18与两个摆动桩板5紧密接触配合对两个摆动桩板5的相对摆动起到密封作用；如图10所示，所述两个摆动桩板5的两侧均对称的固定安装有两个侧密封挡板19，两个摆动桩板5的上端均固定安装有一个第一弹性密封板16；如图7所示，两个第一固定压板14对称的固定安装在两个侧桩板12之间，两个第一固定板上均安装有一个第一弹性压板15，两个第一弹性压板15与两个第一弹性密封板16一一对应且第一弹性压板15紧压在对应的第一弹性密封板16上；如图9所示，所述两个第三固定板对称的固定安装在两个侧桩板12上，两个第三固定板上分别对称的安装有两个第二弹性压板20，四个第二弹性压板20与四个侧密封板一一对应且第二弹性压板20紧压在对应的侧密封板上；如图5所示，所述桩靴外壳34上端的内壁面上固定安装有滑轨36，U型状的阀门4通过桩靴外壳34内安装的滑轨36滑动安装在桩靴外壳34内，阀门4与两个第一水口11配合；所述阀门4的上端固定安装有拉杆7，拉杆7的上端穿出平台桩1上端面，通过拉杆7能够控制阀门4的上下滑动，进而控制两个第一水口11的开合；如图2、4所示，所述桩靴外壳34内固定安装有方形安装套3，方形安装套3的下端穿过桩靴外壳34下端的方形口13位于两个侧桩板12之间；所述方形安装套3上开有两组上下分布的第二水口22，两组第二水口22分别位于桩靴外壳34的内外两侧。

本发明在两个摆动桩板5相对两个侧桩板12摆动过程中通过第二固定压板17、第二弹性密封板18对两个摆动桩板5的铰接处起到密封作用；在摆动中第二弹性密封板18紧紧的压在与其接触配合的摆动桩板5上。

本发明在两个摆动桩板5相对两个侧桩板12摆动过程中通过第一固定压板14、第一弹性压板15和第一弹性密封板16对两个摆动桩板5的上端起到密封作用；在摆动中第一弹性密封板16紧紧的压在与其接触配合的第一弹性密封板16上。

本发明在两个摆动桩板5相对两个侧桩板12摆动过程中通过第三固定压板21、第二弹性压板20和侧密封板对两个摆动桩板5的两侧起到密封作用；在摆动中第二弹性密封板18紧紧的压在与其接触配合的侧密封板上。

本发明中固定压板能够防止弹性压板和弹性密封板在海水作用下翘起，影响摆动桩板5的摆动。

本发明中虽然对摆动桩板5的上下左右都进行了密封，但是在具体使用过程海水还是有可能从间隙处进入桩靴8内的，但是因为海水流入的间隙相对较小，即使外面压力较大的海水进入桩靴8内，但是因为入口较小，而桩靴8内部空间相对入口要大，所以进入桩靴8内的海水压力因为节流作用就会变小，不会对两个摆动桩板5的摆动产生较大的影响。

本发明中拉动拉杆7滑动，拉杆7能够带动阀门4相对两个第一水口11滑动，通过控制阀门4的滑动可以控制两个第一水口11的开合；本发明中滑轨36对阀门4的滑动起到导向作用。

两组第二水口22的作用是保证进入方形安装套3内的海水能够流入到下端的两个摆动桩板5之间。

本发明设计的摆动桩板5分为上下两截，上面一节摆动桩板5上下两端的摆动斜率不等，在上面一截摆动桩板5下端的摆动轨迹上寻找一点，设定该点与上面一截摆动桩板5下端之间的连线为L1，上面一截摆动桩板5上下两端的连线为L2，在L1和L2相等的情况下，两个连线之间的夹角为15度；下面一截摆动桩板5上下两端连线与两个摆动桩板5摆动点竖直向上形成的直线之间的夹角为35度。这样的设计能够保证在摆动桩板5向外摆动打开时，上下两截摆动桩板5均可以对海床形成挤压力；如果摆动桩板5上面一截上下两端的摆动斜率相等，那么在两个摆动桩板5摆动过程中，上面一截摆动桩板5所有位置上的摆动轨迹都是相同的，上面一截摆动桩板5无法对海床进行施压；另外本发明通过对摆动桩板5上下两截特殊形状的设计能够保证在摆动桩板5向外摆动过程中受到海床的阻力较小。

本发明方形安装套3的下端面为圆弧面，圆弧面的圆心位于两个摆动桩板5的摆动轴线上。

如图12、13所示，所述方形安装套3的下端对称的安装有两个压力调控组件10；所述压力调控组件10包括第一齿轮28、第二齿轮29、固定套30、螺纹套31、压套32、弹簧33、螺杆35，其中固定套30斜向固定安装在方形安装套3上，固定套30的内壁面上对称的开有两个第一导向槽24，螺纹套31的外壁面上对称的固定安装有两个第一导向块27，螺纹套31通过两个第一导向块27和两个第一导向槽24的滑动配合安装在固定套30内，螺杆35通过螺纹配合安装在螺纹套31内，所述螺杆35的一端穿入方形安装套3内且固定安装有第二齿轮29；所述螺纹套31一端的外圆面上对称的固定安装有两个第二导向块26，压套32的内圆面上对称的开有两个第二导向槽25，压套32通过两个第二导向槽25和两个第二导向块26的滑动配合安装在螺纹套31上，所述压套32和螺纹套31之间安装有弹簧33；压套32与摆动桩板5配合。

如图1、2、13所示，所述平台桩1上旋转安装有转轴6，转轴6的下端穿入方形安装套3内且固定安装有第一齿轮28，第一齿轮28与两个第二齿轮29啮合。

控制转轴6旋转，转轴6能够带动第一齿轮28旋转，第一齿轮28旋转带动两个第二齿轮29旋转，第二齿轮29旋转带动对应的螺杆35旋转，因为螺纹套31是通过第一导向块27和第一导向槽24的配合滑动安装在固定套30上的，固定套30固定安装在方形安装套3上，所以螺杆35旋转在螺纹作用下就会驱动螺纹套31相对固定套30滑动，螺纹套31滑动会通过弹簧33带动压套32滑动，如果压套32受到摆动桩板5较大的阻力不能滑动时，螺纹套31滑动就会挤压弹簧33，使得弹簧33压缩，压套32和摆动桩板5之间的压力变大。

如图1、2、3所示，所述方形安装套3的下端对称的固定安装有两个安装柱9，两个安装柱9上分别安装有一个压力传感器23。压力传感器23能够识别摆动桩板5对其的压力。

如图1所示，所述平台桩1内安装有水管2，水管2的下端穿入桩靴外壳34内。水管2外接水泵，能够对桩靴8内的海水进行抽吸。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

实施方式：当使用本发明设计的桩靴8，在初始状态，两个摆动桩板5具有能够向内或向外摆动的行程；但是俯视桩靴8时，两个摆动桩板5会被桩靴外壳34包裹；在插入海床过程中，桩体内没有海水，当桩靴8的下端插入海水内时，海水会对两个摆动桩板5施加向内的压力，使得两个摆动桩靴8向内摆动一个小的幅度，两个摆动桩板5会压住压力传感器23，当发现压力传感器23有读数时，控制转轴6旋转，转轴6能够带动第一齿轮28旋转，第一齿轮28旋转带动两个第二齿轮29旋转，第二齿轮29旋转带动对应的螺杆35旋转，因为螺纹套31是通过第一导向块27和第一导向槽24的配合滑动安装在固定套30上的，固定套30固定安装在方形安装套3上，所以螺杆35旋转在螺纹作用下就会驱动螺纹套31相对固定套30滑动，螺纹套31滑动会通过弹簧33带动压套32滑动，压套32向外推动摆动桩板5，因外在插入过程中海水的压力会逐渐增加，所以需要在插入过程中需要不断的旋转转轴6来调节摆动桩板5向外摆动；保证在插入过程中压力传感器23的读数始终为零；当桩靴8的下端插入海床后，海床会对两个摆动桩板5施加压力，海床对两个摆动桩板5施加的压力来自于海水施加在海床上的压力，此过程中还是需要不断调节转轴6使得压力传感器23的读数始终为零；此时控制拉杆7上移，将阀门4打开，海水从两个第一水口11处进入到桩靴8内，对两个摆动桩板5施加一个向外摆动的压力，且此时两个摆动桩板5受到内外海水的压力基本相同；但是因为原先控制转轴6旋转，通过压套32对两个摆动桩板5已经施加了一个压力，所以此时两个摆动桩板5就会突然快速的向外摆动撞击海床，在两个摆动桩板5撞击海床后，控制阀门4下移将两个第一水口11关闭，然后通过水管2将桩靴8内的海水抽出；此时两个摆动桩板5在外侧海水的压力作用下就会恢复，然后再次打开阀门4对海床进行撞击，重复多次使得海床内的间隙消失，在最后向桩靴8内灌入海水后不排出，此时摆动装板受到的内外海水压力相等，然后控制转轴6旋转，使得两个摆动桩板5向外继续摆动，使得两个摆动桩板5通过更大的力压在海床上；此时桩靴8会受到海床各个方位的压力，保证桩靴8固定的稳定性。

在提桩的时候，通过水管2将留在桩靴8内的海水抽出，两个摆动装板内部在失去海水的压力后会恢复向内摆动一个小的幅度，使得两个摆动桩板5与海床之间出现间隙，减小提桩过程中的阻力。

Claims (10)

1.一种自升式平台可控制形状的桩靴，其特征在于：它包括方形安装套、阀门、摆动桩板、压力调控组件、压力传感器、桩靴外壳，其中桩靴外壳的上端固定安装在平台桩的下侧，桩靴外壳的下端固定安装有两个对称分布的桃心状的侧桩板，桩靴外壳上端的两侧壁上对称的开有两个第一水口，两个侧桩板之间对称的摆动安装有两个摆动桩板，所述摆动桩板分为上下两截，上面一节摆动桩板上下两端的摆动斜率不等；所述桩靴外壳上端的内壁面上固定安装有滑轨，U型状的阀门通过桩靴外壳内安装的滑轨滑动安装在桩靴外壳内，阀门与两个第一水口配合；所述桩靴外壳内固定安装有方形安装套，方形安装套的下端位于两个侧桩板之间；所述方形安装套的下端对称的安装有两个能够对两个摆动桩板施压的压力调控组件；

所述方形安装套的下端对称的固定安装有两个安装柱，两个安装柱上分别安装有一个压力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种自升式平台可控制形状的桩靴，其特征在于： 桩靴外壳的下端面上开有方形口，穿过桩靴外壳下端的方形口位于两个侧桩板之间。

3.根据权利要求1所述的一种自升式平台可控制形状的桩靴，其特征在于：所述两个摆动桩板的下端铰接安装在两个侧桩板之间；所述两个侧桩板之间固定安装有第二固定压板，第二固定压板上安装有第二弹性密封板，第二弹性密封板与两个摆动桩板紧密接触配合对两个摆动桩板的相对摆动起到密封作用。

4.根据权利要求1所述的一种自升式平台可控制形状的桩靴，其特征在于：所述两个摆动桩板的两侧均对称的固定安装有两个侧密封挡板，所述两个第三固定板对称的固定安装在两个侧桩板上，两个第三固定板上分别对称的安装有两个第二弹性压板，四个第二弹性压板与四个侧密封板一一对应且第二弹性压板紧压在对应的侧密封板上。

5.根据权利要求1所述的一种自升式平台可控制形状的桩靴，其特征在于：所述两个摆动桩板的上端均固定安装有一个第一弹性密封板；两个第一固定压板对称的固定安装在两个侧桩板之间，两个第一固定板上均安装有一个第一弹性压板，两个第一弹性压板与两个第一弹性密封板一一对应且第一弹性压板紧压在对应的第一弹性密封板上。

6.根据权利要求1所述的一种自升式平台可控制形状的桩靴，其特征在于：所述阀门的上端固定安装有拉杆，拉杆的上端穿出平台桩上端面，通过拉杆能够控制阀门的上下滑动，进而控制两个第一水口的开合。

7.根据权利要求1所述的一种自升式平台可控制形状的桩靴，其特征在于：所述方形安装套上开有两组上下分布的第二水口，两组第二水口分别位于桩靴外壳的内外两侧。

8.根据权利要求1所述的一种自升式平台可控制形状的桩靴，其特征在于：所述摆动桩板分为上下两截，上面一节摆动桩板上下两端的摆动斜率不等，在上面一截摆动桩板下端的摆动轨迹上寻找一点，设定该点与上面一截摆动桩板下端之间的连线为L1，上面一截摆动桩板上下两端的连线为L2，在L1和L2相等的情况下，两个连线之间的夹角为15度；下面一截摆动桩板上下两端连线与两个摆动桩板摆动点竖直向上形成的直线之间的夹角为35度。

9.根据权利要求1所述的一种自升式平台可控制形状的桩靴，其特征在于：所述压力调控组件包括第一齿轮、第二齿轮、固定套、螺纹套、压套、弹簧、螺杆，其中固定套斜向固定安装在方形安装套上，固定套的内壁面上对称的开有两个第一导向槽，螺纹套的外壁面上对称的固定安装有两个第一导向块，螺纹套通过两个第一导向块和两个第一导向槽的滑动配合安装在固定套内，螺杆通过螺纹配合安装在螺纹套内，所述螺杆的一端穿入方形安装套内且固定安装有第二齿轮；所述螺纹套一端的外圆面上对称的固定安装有两个第二导向块，压套的内圆面上对称的开有两个第二导向槽，压套通过两个第二导向槽和两个第二导向块的滑动配合安装在螺纹套上，所述压套和螺纹套之间安装有弹簧；压套与摆动桩板配合；

所述平台桩上旋转安装有转轴，转轴的下端穿入方形安装套内且固定安装有第一齿轮，第一齿轮与两个第二齿轮啮合。

10.根据权利要求1所述的一种自升式平台可控制形状的桩靴，其特征在于：所述平台桩内安装有水管，水管的下端穿入桩靴外壳内。