一种快速装配式海上平台

1.本实用新型涉及海上平台技术领域，具体涉及一种快速装配式海上平台。


背景技术：

2.随着海上建造工作日益增多，特别是南海发展规划的推出，中国需要在南海修建人工岛、大型浮动式平台，这些设施将可以成为油气开采、渔业捕捞、海洋活动中的物资补给基地，为我国逐步加大南海开发力度、加快向南海南部海域开发范围奠定基础条件，使我国能实质性的进入南海南部海域。
3.目前，国内现有搭建海上平台分别为固定式海上平台和浮式海上平台，然而这些技术往往工艺复杂、工期长。我们迫切需要一种可快速搭建的海上平台，以满足工期和后续建造要求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种快速装配式海上平台。该海上平台搭建速度快，结构简单，重量较轻。
5.本实用新型提供一种快速装配式海上平台，包括平台、桩基础以及设置在桩基础顶部的主塔，所述主塔沿长度方向包括多个塔节段，所述主塔通过多个塔节段沿竖向拼接形成，所述主塔穿过平台中央并与平台柔性连接，所述平台包括多个钢箱板，所述平台通过多个钢箱板沿主塔外周拼接形成，所述塔节段和钢箱板均为预制件。
6.由于塔节段和钢箱板均为预制件，可提前在工厂加工完成后运输至施工现场，直接在桩基础上将多个塔节段拼接成主塔，将钢箱板拼接成平台，并连接主塔和平台即可完成海上平台的施工，该海上平台预制率高，工期短，便于安装，搭建速度快。
7.进一步地，所述主塔为变截面结构，其截面积自下而上逐渐减小。
8.主塔为变截面结构，其截面积自下而上逐渐减小，能够减小主塔上部所收到的风浪荷载，提高平台的稳定性。
9.进一步地，所述平台中央设置有通孔，所述通孔内壁通过减震器与主塔外壁连接，所述平台上表面和主塔通过多根斜拉索连接。
10.通过将主塔与平台利用斜拉索和减震器连接，使平台遇到不利因素时不易扭转，并且减震器能够缓冲、吸收平台传来的水平荷载。
11.进一步地，相邻所述塔节段之间可拆卸连接，相邻所述钢箱板之间可拆卸连接。
12.将塔节段之间和钢箱板之间设置为可拆卸连接，使得塔节段和钢箱板均可回收利用。
13.进一步地，所述塔节段呈筒状，包括筒体，所述筒体内设置有多个支撑板和多个加劲肋，所述加劲肋沿竖向布置在筒体的内壁上，所述支撑板竖向布置，其两侧端均与筒体连接，所述筒体内还设置有水平布置的隔板，所述隔板外沿与筒体连接。
14.通过在塔节段内设置支撑板、加劲肋以及隔板，增强了主塔整体的刚度，受到外部
荷载时主塔变形较小，从而可减小平台的晃动，提高平台的稳定性。
15.进一步地，所述主塔底部设置有钢混结合段，所述钢混结合段包括混凝土节段以及固定在混凝土节段内的第一节塔节段。
16.第一节塔节段通过混凝土节段与桩基础连接，保证了连接处的稳定性。
17.进一步地，所述第一节塔节段呈筒状，包括筒体，所述筒体内设置有多个支撑板和多个加劲肋，所述加劲肋沿竖向布置在筒体的内壁上，所述支撑板竖向布置，其两侧端均与筒体连接，所述筒体内还设置有水平布置的隔板，所述第一节塔节段的隔板外沿与筒体连接，所述混凝土节段内水平设置有承压板，所述第一节塔节段的隔板与承压板通过支撑杆连接。
18.由于整个主塔和平台的重量均施加在桩基础上，通过设置承压板能够减小桩基础顶部收到的压强。
19.进一步地，所述第一节塔节段的内壁以及第一节塔节段的支撑板上设置有多个剪力钉。
20.剪力钉能够增加混凝土节段与第一节塔节段的咬合力，提高第一节塔节段与混凝土节段连接的强度。
21.进一步地，相邻所述钢箱板通过多个水平设置的第一连接件连接，相邻所述钢箱板的上表面通过多个第二连接件与斜拉索连接，所述第二连接件远离斜拉索一端与两个钢箱板连接。
22.第一连接件能够将钢箱板连接形成平台，第二连接件的一端与两个钢箱板连接，使得各个钢箱板之间受力较为均匀。
23.进一步地，所述平台底部设置有多个发电装置，所述发电装置包括可转动的水轮以及与水轮连接的发电机。
24.向海上平台涌来的海浪可以驱动水轮转动，从而使潮汐能转化成机械能，由发电机将机械能转化成电能，供平台上的设备用电。
25.本实用新型的有益效果为：该海上平台的塔节段和钢箱板均为预制件，可提前在工厂加工完成后运输至施工现场，直接在桩基础上将多个塔节段拼接成主塔，将钢箱板拼接成平台，并连接主塔和平台即可完成海上平台的施工，该海上平台预制率高，工期短，便于安装，搭建速度快。
附图说明
26.图1为实施例1中海上平台的结构示意图；
27.图2为实施例1中海上平台的俯视图；
28.图3为实施例1中平台的结构示意图；
29.图4为实施例1中第一连接件的结构示意图；
30.图5为实施例1中第二连接件的结构示意图；
31.图6为实施例1中塔节段的结构示意图；
32.图7为实施例1中隔板的结构示意图；
33.图8为实施例1中钢板的结构示意图；
34.图9为实施例1中支撑板的结构示意图；
35.图10为实施例1中第一节塔节段的结构示意图；
36.图11为实施例2中海上平台的结构示意图；
37.图12为实施例2中发电装置的结构示意图。
38.附图标记：主塔1；塔节段2；平台3；桩基础4；第一节塔节段5；混凝土节段6；斜拉索7；减震器8；钢箱板9；筒体10；支撑板11；加劲肋12；隔板13；承压板14；剪力钉15；径向支撑16；环向支撑17；水轮18；发电机19；转动轴20；安装板21；第一连接件22；拉杆23；固定板24；第二连接件25；连接板26；支撑杆27。
具体实施方式
39.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
40.实施例1：如图1所示，该海上平台3包括主塔1、平台3、桩基础4，桩基础4为钢管桩，桩基础4打设有多根，桩基础4顶部固定设置有平板，主塔1通过现浇的混凝土节段6固定在平板上，主塔1中部套设有平台3，平台3中部开设有通孔，主塔1顶端从通孔穿过，平台3位于主塔1的中部，平台3和主塔1之间通过斜拉索7和减震器8柔性连接，其中，斜拉索7一端与平台3上表面连接，斜拉索7另一端与主塔1靠近顶部的位置连接，如图2所示，减震器8设置在通孔中，减震器8和斜拉索7能够阻止平台3受到风浪荷载时不会发生转动，减震器8还能够缓冲和吸收平台3受到的水平荷载，从而减小平台3的晃动。
41.如图3所示，平台3由四个钢箱板9拼接组成，每个钢箱板9呈梯形，四个钢箱板9拼接形成中央带孔的方形平台3，相邻钢箱板9之间通过五个第一连接件22连接，钢箱板9上表面通过第二连接件25与斜拉索7连接，第二连接件25布置在相邻钢箱板9连接处，第二连接件25远离斜拉索7一端同时连接两个钢箱板9。第一连接件22能够将钢箱板9连接形成平台3，第二连接件25的一端与两个钢箱板9连接，使得各个钢箱板9之间受力较为均匀。
42.平台3内部为中空结构，具有质量较轻的优点，平台3内部设置有径向支撑16和环向支撑17，径向支撑16以平台3中心向外发散，环向支撑17绕主塔1外周布置一圈，径向支撑16和环向支撑17能够提高钢箱板9的刚度，防止钢箱板9变形。
43.钢箱板9侧面可设置任意门，供人员临时躲避暴雨、休息和物资存储。
44.当海上平台3使用完后，可将平台3拆卸成钢箱板9、第一连接件22、第二连接件25等，便于回收循环使用。
45.如图4所示，第一连接件22包括拉杆23和设置在拉杆23两端的固定板24，相邻两个钢箱板9相对的面设置有连接孔，拉杆23穿过相邻两个钢箱板9的连接孔并在拉杆23两端安装固定板24，固定板24通过设置在拉杆23端部的螺栓与钢箱板9内部抵靠，从而使得相信钢箱板9连接在一起。
46.如图5所示，第二连接件25包括拉杆23、设置在拉杆23两端的固定板24以及设置在固定板24上的连接板26，拉杆23两端的两个固定板24中其中一个固定板24上设置有连接板26，连接板26用于与斜拉索7的一端连接，未设置连接板26的固定板24连接两个钢箱板9。
47.如图6至9所示，塔节段2包括筒体10、设置在筒体10内的加劲肋12、支撑板11以及隔板13，筒体10由多个钢板焊接而成形成八边形结构，加劲肋12沿竖向布置在筒体10内壁
上，支撑板11设置有两个，两个支撑板11呈十字形，支撑板11的两侧端与筒体10内壁焊接，隔板13水平设置，隔板13的外边缘与筒体10内壁焊接。通过设置加劲肋12、支撑板11以及隔板13极大地加强了筒体10的刚度，使得主塔1受到外部荷载时不易发生变形。
48.由塔节段2拼接形成的主塔1自下而上截面积逐渐减小，对应地，支撑板11的宽度也随筒体10自下而上逐渐减小。
49.相邻塔节段2可以通过法兰进行可拆卸连接，也可以直接焊接，当使用法兰可拆卸连接时，塔节段2可进行回收循环使用。
50.如图10所示，第一节塔节段5与其他节段结构相似，均设置有加劲肋12、支撑板11以及隔板13，第一节塔节段5的筒体10内壁和支撑板11上均设置有剪力钉15，剪力钉15设置在第一节塔节段5的隔板13下方，第一节塔节段5的支撑板11上开设有多个孔洞，便于浇注混凝土时混凝土能充满第一节塔节段5隔板13以下的部分，剪力钉15能够增加第一节塔节段5与混凝土节段6的咬合力。
51.第一节塔节段5的隔板13通过支撑杆27连接有承压板14，隔板13和承压板14分别布置在支撑杆27两端，承压板14埋设于混凝土节段6内部。
52.该海上平台3的施工方法为：
53.步骤一、进行桩基础4施工、塔节段2和钢箱板9的预制：设临时沉管平台3，搭建贝雷梁，在贝雷梁上铺设面板。
54.步骤二、待桩基础4施工完毕和第一节塔节段5预制完成后，开始施工钢混结合段，基本流程为：进行混凝土节段6的支模
→
架设第一节塔节段5于混凝土塔节段支模中央
→
浇筑混凝土。
55.步骤三、浇筑的混凝土达到一定强度并且其他塔节段2和钢箱板9预制完成后，运输、起吊、安装焊接塔节段2，位于塔节段2中的隔板13可预留洞口，以便操作人员在主塔1内维修检查等工作。
56.步骤四、在完成主塔1安装后，将预制好的钢箱板9运至现场，施工平台3和斜拉索7：先将钢箱板9放置在贝雷梁上拼接成平台3，再张拉锚固斜拉索7和安装减震器8，最后拆除临时设施。
57.实施例2：相对于实施例1，实施例2的区别仅在与平台3下方设置了发电装置，该发电装置包括转轴、设置在转轴上的水轮18以及与转轴一端连接的发电机19，该发电装置通过安装板21焊接在平台3的下表面，每个钢箱板9上均设置一个发电装置，四个发电装置分别朝向四个方向，相邻发电装置呈90
°
夹角。当海浪沿海上平台3中心涌来，可以驱动水轮18转动，从而使潮汐能转化成机械能，通过转动后传给发电机19，由发电机19将机械能转化成电能，供整个平台3用电。
58.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种快速装配式海上平台，其特征在于：包括平台(3)、桩基础(4)以及设置在桩基础(4)顶部的主塔(1)，所述主塔(1)沿长度方向包括多个塔节段(2)，所述主塔(1)通过多个塔节段(2)沿竖向拼接形成，所述主塔(1)穿过平台(3)中央并与平台(3)柔性连接，所述平台(3)包括多个钢箱板(9)，所述平台(3)通过多个钢箱板(9)沿主塔(1)外周拼接形成，所述塔节段(2)和钢箱板(9)均为预制件。2.根据权利要求1所述的快速装配式海上平台，其特征在于：所述主塔(1)为变截面结构，其截面积自下而上逐渐减小。3.根据权利要求1所述的快速装配式海上平台，其特征在于：所述平台(3)中央设置有通孔，所述通孔内壁通过减震器(8)与主塔(1)外壁连接，所述平台(3)上表面和主塔(1)通过多根斜拉索(7)连接。4.根据权利要求1所述的快速装配式海上平台，其特征在于：相邻所述塔节段(2)之间可拆卸连接，相邻所述钢箱板(9)之间可拆卸连接。5.根据权利要求1至4任一项所述的快速装配式海上平台，其特征在于：所述塔节段(2)呈筒状，包括筒体(10)，所述筒体(10)内设置有多个支撑板(11)和多个加劲肋(12)，所述加劲肋(12)沿竖向布置在筒体(10)的内壁上，所述支撑板(11)竖向布置，其两侧端均与筒体(10)连接，所述筒体(10)内还设置有水平布置的隔板(13)，所述隔板(13)外沿与筒体(10)连接。6.根据权利要求1至4任一项所述的快速装配式海上平台，其特征在于：所述主塔(1)底部设置有钢混结合段，所述钢混结合段包括混凝土节段(6)以及固定在混凝土节段(6)内的第一节塔节段(5)。7.根据权利要求6所述的快速装配式海上平台，其特征在于：所述第一节塔节段(5)呈筒状，包括筒体(10)，所述筒体(10)内设置有多个支撑板(11)和多个加劲肋(12)，所述加劲肋(12)沿竖向布置在筒体(10)的内壁上，所述支撑板(11)竖向布置，其两侧端均与筒体(10)连接，所述筒体(10)内还设置有水平布置的隔板(13)，所述第一节塔节段(5)的隔板(13)外沿与筒体(10)连接，所述混凝土节段(6)内水平设置有承压板(14)，所述第一节塔节段(5)的隔板(13)与承压板(14)通过支撑杆(27)连接。8.根据权利要求7所述的快速装配式海上平台，其特征在于：所述第一节塔节段(5)的内壁以及第一节塔节段(5)的支撑板(11)上设置有多个剪力钉(15)。9.根据权利要求1至4任一项所述的快速装配式海上平台，其特征在于：相邻所述钢箱板(9)通过多个水平设置的第一连接件(22)连接，相邻所述钢箱板(9)的上表面通过多个第二连接件(25)与斜拉索(7)连接，所述第二连接件(25)远离斜拉索(7)一端与两个钢箱板(9)连接。10.根据权利要求1至4任一项所述的快速装配式海上平台，其特征在于：所述平台(3)底部设置有多个发电装置，所述发电装置包括可转动的水轮(18)以及与水轮(18)连接的发电机(19)。

技术总结
本实用新型提供一种快速装配式海上平台，包括平台、桩基础以及设置在桩基础顶部的主塔，所述主塔沿长度方向包括多个塔节段，所述主塔通过多个塔节段沿竖向拼接形成，所述主塔穿过平台中央并与平台柔性连接，所述平台包括多个钢箱板，所述平台通过多个钢箱板沿主塔外周拼接形成，所述塔节段和钢箱板均为预制件。该海上平台的塔节段和钢箱板均为预制件，可提前在工厂加工完成后运输至施工现场，直接在桩基础上将多个塔节段拼接成主塔，将钢箱板拼接成平台，并连接主塔和平台即可完成海上平台的施工，该海上平台预制率高，工期短，便于安装，搭建速度快。搭建速度快。搭建速度快。


技术研发人员：陈成 赵红涛 李飘隐 罗忆 吴道坤
受保护的技术使用者：武汉理工大学
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/9/19