技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu),具體涉及一種潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)及其施工方法。
背景技術(shù):
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潮間帶是指高潮位與低潮位之間的潮浸地帶或?yàn)┑?。我?guó)潮間帶土地資源豐富,具有面積大、分布集中、區(qū)位條件好、農(nóng)牧漁業(yè)綜合開(kāi)發(fā)潛力大的特點(diǎn)。潮間帶是水產(chǎn)養(yǎng)殖和發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基地,是開(kāi)發(fā)海洋、發(fā)展海洋產(chǎn)業(yè)的一筆寶貴財(cái)富。
通常,需要在潮間帶建造簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)供海洋作業(yè)使用。潮間帶地區(qū)土層松軟,承載力較低,且潮間帶受潮水漲落起伏的影響,一天中高水位持續(xù)時(shí)間較短,且水位高度有限,施工環(huán)境較差。
一般地,可采用樁基礎(chǔ)或桶形基礎(chǔ)作為潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)的基礎(chǔ)型式。但如果樁基礎(chǔ)的長(zhǎng)度與重量較大,需要大型起重及打樁設(shè)備,但潮間帶水位無(wú)法供大型施工船進(jìn)入;如果采用桶形基礎(chǔ),由于潮間帶高水位有限,在較小的水壓差作用下桶形基礎(chǔ)難以貫入海床至設(shè)計(jì)深度。可見(jiàn),設(shè)計(jì)一種適應(yīng)潮間帶施工環(huán)境的基礎(chǔ)型式是潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
但樁基礎(chǔ)與桶形基礎(chǔ)各自有自身的優(yōu)勢(shì)。樁基礎(chǔ)能承受較大的水平承載力,施工過(guò)程中其鉛垂度較容易得到保證,且積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn);桶形基礎(chǔ)屬于大直徑寬淺型基礎(chǔ),其具有較大的豎向剛度與豎向承載力,但其水平承載力與穩(wěn)定性較差,且在沉貫海床過(guò)程中其鉛垂度難以保證,施工難度較大。
若把樁基礎(chǔ)與桶形基礎(chǔ)組合起來(lái),實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),必將形成合理的組合基礎(chǔ)形式。已有文獻(xiàn)公開(kāi)了多種樁基礎(chǔ)與桶形基礎(chǔ)的組合模式,但現(xiàn)行樁桶組合基礎(chǔ)的各類設(shè)計(jì)構(gòu)型,對(duì)施工過(guò)程的方便性、可行性考慮較少,也較少考慮潮間帶的施工環(huán)境。
如中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)cn104196053b公布了一種可分離安裝的桶形基礎(chǔ)簡(jiǎn)易平臺(tái),桶形基礎(chǔ)與導(dǎo)管架可分開(kāi)建造與獨(dú)立安裝,其局限性在于:桶形基礎(chǔ)沉貫過(guò)程中的垂直度難以保障;桶形基礎(chǔ)沉貫就位后其上部中空導(dǎo)向立柱可能被淤泥填塞,使得導(dǎo)管架腿難以插入導(dǎo)向立柱中;導(dǎo)管架腿插入導(dǎo)向立柱后,在導(dǎo)管架腿內(nèi)灌漿進(jìn)行相互固定,該連接方法過(guò)于簡(jiǎn)單,且在水下開(kāi)展施工,其施工質(zhì)量難以得到有效保障,有可能造成使用過(guò)程中上部導(dǎo)管架與下部基礎(chǔ)之間的分離、脫落與失效。
可見(jiàn),有必要探討適應(yīng)潮間帶的簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)型式及其施工方法,促進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的革新與進(jìn)步。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題的不足,本發(fā)明的目的是提供一種潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)及其施工方法,先施工樁后沉貫桶形基礎(chǔ)再組裝上部平臺(tái)結(jié)構(gòu),樁桶組合基礎(chǔ)承載力大,施工方便。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái),其特征在于,包括下部樁桶組合基礎(chǔ)與上部平臺(tái)組塊,
所述下部樁桶組合基礎(chǔ)包括四個(gè)桶形基礎(chǔ),桶形基礎(chǔ)為倒置的桶體,四個(gè)桶形基礎(chǔ)兩兩相對(duì)且間隔分布,四個(gè)桶形基礎(chǔ)之間兩兩之間相互連接構(gòu)成整體,各桶形基礎(chǔ)外壁上部分別設(shè)有一個(gè)套筒,各桶形基礎(chǔ)頂部分別設(shè)有一個(gè)定位柱、進(jìn)出水閥;
所述上部平臺(tái)組塊由四根立柱與其上端平臺(tái)板焊接構(gòu)成,四根立柱外壁下部設(shè)有與定位柱相配合的套管;
所述的下部樁桶組合基礎(chǔ)與上部平臺(tái)組塊,組裝時(shí)上部平臺(tái)組塊的四個(gè)套管套住下部桶形基礎(chǔ)的四個(gè)定位柱并用鎖緊件鎖緊固定。
所述的潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái),其特征在于,所述的下部樁桶組合基礎(chǔ)的四個(gè)桶形基礎(chǔ)成正方形狀排列,桶形基礎(chǔ)為倒置的桶體,四個(gè)桶形基礎(chǔ)兩兩外壁之間用連接鋼板相互焊接連接,各桶形基礎(chǔ)外壁上部通過(guò)鋼管焊接一個(gè)縱向的套筒,四個(gè)套筒位于正方形對(duì)角線上且對(duì)稱分布;各桶形基礎(chǔ)頂部焊接一個(gè)帶螺栓孔的定位柱,定位柱偏心設(shè)置;各桶形基礎(chǔ)上端面還設(shè)有外接抽水系統(tǒng)的進(jìn)出水閥,四個(gè)進(jìn)出水閥位置兩兩對(duì)稱設(shè)置。
所述的潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái),其特征在于,所述的上部平臺(tái)組塊由四根立柱與平臺(tái)板焊接而成,四根立柱組成正方形形狀,四根立柱之間焊接有橫向、斜向的撐桿形成空間網(wǎng)架體系,四根立柱的底部焊接有擴(kuò)展板,擴(kuò)展板為盤狀,各立柱外壁上通過(guò)鋼管對(duì)稱的焊接套管;四根立柱之間焊接有橫向、斜向的撐桿構(gòu)成空間網(wǎng)架體系。
所述的潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái),其特征在于,所述的上部平臺(tái)組塊四根立柱的中心軸線之間的距離與四個(gè)桶形基礎(chǔ)中心軸線之間的距離相等,上部平臺(tái)組塊上四個(gè)套管的中心軸線之間的距離與桶形基礎(chǔ)上四個(gè)定位柱中心軸線之間的距離相等。
所述的潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái),其特征在于,所述的鋼樁末端設(shè)有錐狀樁尖,鋼樁外壁靠近上端設(shè)有均勻、對(duì)稱的設(shè)有梯形狀樁翼,各樁翼的上部呈水平狀且在同一平面上,鋼樁上端面中心處設(shè)有與輔助鋼棒插裝配合的插裝孔。
所述的潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái),其特征在于,所述的輔助鋼棒下端設(shè)有底部加粗段,底部加粗段下端設(shè)有與鋼樁插裝配合的凸榫。
所述的潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái),其特征在于,所述的上部平臺(tái)組塊上套管內(nèi)徑大于桶形基礎(chǔ)上定位柱外徑,桶形基礎(chǔ)上套筒的內(nèi)徑大于鋼樁外徑1~2cm。
一種潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)的施工方法,其特征在于,包括如下步驟:
1)、打入四根鋼樁:
根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),在設(shè)計(jì)指定的海域豎直的打入四根鋼樁,最終使四根鋼樁的中心距、鉛垂度、入土深度等參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求;
2)、套入桶形基礎(chǔ):
把輔助鋼棒的凸榫插入鋼樁的插裝孔中,起吊桶形基礎(chǔ)使四個(gè)套筒套住四根輔助鋼棒并逐漸下沉,使桶形基礎(chǔ)沿著輔助鋼棒緩慢沉入海中直至接觸海床且套在四根鋼樁的上部;
3)、連接上部平臺(tái)組塊:
起吊上部平臺(tái)組塊并下沉至桶形基礎(chǔ)位置處,使上部平臺(tái)組塊的四個(gè)套管套住桶形基礎(chǔ)上的四個(gè)定位柱,并用螺栓固定定位柱上的螺栓孔,實(shí)現(xiàn)上部平臺(tái)組塊與桶形基礎(chǔ)的相互固定與連接;
4)、桶形基礎(chǔ)貫入海床:
打開(kāi)連接各桶形基礎(chǔ)進(jìn)出水閥上的抽水系統(tǒng)抽取負(fù)壓,并根據(jù)需要在上部平臺(tái)組塊的平臺(tái)板上均勻、對(duì)稱的放置水箱,用水泵抽取海水填滿各水箱,使桶形基礎(chǔ)在自重、負(fù)壓及水箱重力作用下沿著鋼樁貫入海床至設(shè)計(jì)深度;
5)、移除輔助鋼棒:
從四根鋼樁上取出、移除輔助鋼棒,并對(duì)簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)進(jìn)行必要的檢測(cè)與校驗(yàn),最終完成簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)的施工。
本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明四根鋼樁對(duì)稱的位于桶形基礎(chǔ)外側(cè)的一定距離處,各樁之間的距離相對(duì)較大,組合后的樁桶基礎(chǔ)整體抗側(cè)移剛度大,能承受較大的水平荷載,使海洋平臺(tái)的穩(wěn)定性大大提高;
2、本發(fā)明桶形基礎(chǔ)基于套筒套住鋼樁下沉,其只能發(fā)生豎向沉降而不發(fā)生水平側(cè)移,只要四根鋼樁的垂直度滿足要求,則桶形基礎(chǔ)的垂直度自動(dòng)滿足要求,且無(wú)需后續(xù)的調(diào)平與校正。把桶形基礎(chǔ)沉貫過(guò)程中的垂直度問(wèn)題轉(zhuǎn)化為鋼樁的垂直度問(wèn)題,定位鋼樁的垂直度較容易實(shí)現(xiàn),從而整體上降低了桶形基礎(chǔ)的施工難度;
3、本發(fā)明樁基礎(chǔ)、桶形基礎(chǔ)與上部平臺(tái)組塊之間是相互獨(dú)立的,這種化整為零的做法使得各單獨(dú)構(gòu)件的重量較小,降低了對(duì)海上作業(yè)的運(yùn)輸與起吊及其它施工設(shè)備的要求,適應(yīng)潮間帶的施工環(huán)境;
4、本發(fā)明上部平臺(tái)組塊與桶形基礎(chǔ)之間、桶基與樁基之間的連接方式簡(jiǎn)單,無(wú)復(fù)雜的連接構(gòu)件及施工要求。只要桶形基礎(chǔ)的套筒能套住鋼樁并下陷一定的深度,則桶基與樁基不可能發(fā)生脫離,能共同抵抗豎向荷載與水平荷載;
5、本發(fā)明施工過(guò)程中,考慮到潮間帶水位較低僅靠桶形基礎(chǔ)內(nèi)外壓力差難以把桶形基礎(chǔ)貫入至設(shè)計(jì)深度,在平臺(tái)板上放置系列水箱并抽取海水進(jìn)行填充,利用海水重量協(xié)助桶形基礎(chǔ)貫入海床,具有經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性與合理性;
6、本發(fā)明今后若需拆卸、移除本發(fā)明所提的簡(jiǎn)易海洋平臺(tái),拆除定位柱上的螺栓后即可把上部平臺(tái)組塊起吊移走,在移除桶形基礎(chǔ)過(guò)程中,由于桶形基礎(chǔ)僅僅套在樁基礎(chǔ)上,樁基礎(chǔ)對(duì)桶形基礎(chǔ)的上浮無(wú)阻礙作用,施工簡(jiǎn)便,利于簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)的拆卸與反復(fù)利用。
附圖說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的四桶聯(lián)合基礎(chǔ)俯視圖。
圖2為本發(fā)明的四桶聯(lián)合基礎(chǔ)仰視圖。
圖3為本發(fā)明的上部平臺(tái)組塊俯視圖。
圖4為本發(fā)明的上部平臺(tái)組塊仰視圖。
圖5為本發(fā)明的鋼樁結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明的施工輔助鋼棒結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明四根鋼樁施工完畢示意圖。
圖8為本發(fā)明四桶聯(lián)合基礎(chǔ)套入鋼樁示意圖。
圖9為本發(fā)明上部平臺(tái)組塊套入桶形基礎(chǔ)示意圖。
圖10為本發(fā)明水箱輔助桶形基礎(chǔ)貫入海床示意圖。
圖11為本發(fā)明海洋平臺(tái)施工完畢示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、桶體;2、進(jìn)出水閥;3、鋼管;4、套筒;5、連接鋼板;6、定位柱;7、螺栓孔;8、立柱;9、擴(kuò)展板;10、套管;11、平臺(tái)板;12、鋼樁;13、錐狀樁尖;14、樁翼;15、插裝孔;16、輔助鋼棒;17、底部加粗段;18、凸榫;19、水箱;a、海平面;b、海床面。
具體實(shí)施方式:
參見(jiàn)附圖:
一種潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái),包括下部樁桶組合基礎(chǔ)與上部平臺(tái)組塊,四個(gè)桶形基礎(chǔ)之間用連接鋼板5相互焊接連接,各桶形基礎(chǔ)的上部桶側(cè)基于鋼管3對(duì)稱的焊接一個(gè)套筒4,各桶形基礎(chǔ)的頂部焊接一個(gè)帶螺栓孔7的定位柱6,四個(gè)桶形基礎(chǔ)與套在套筒4中的四根鋼樁12共同組成樁桶組合基礎(chǔ),上部平臺(tái)組塊由四根立柱8與平臺(tái)板11焊接而成,四根立柱8之間焊接有橫向、斜向的撐桿形成空間網(wǎng)架體系,四根立柱8的底部側(cè)面通過(guò)鋼管對(duì)稱的焊接套管10,組裝時(shí)把上部平臺(tái)組塊的四個(gè)套管10套住下部桶形基礎(chǔ)的四個(gè)定位柱6并用螺栓(連接件)固定,由此構(gòu)成簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)。
四個(gè)桶形基礎(chǔ)成正方形狀排列,四個(gè)桶形基礎(chǔ)之間用連接鋼板5相互焊接連接,各桶形基礎(chǔ)的上部桶側(cè)基于鋼管3對(duì)稱的焊接一個(gè)套筒4,且套筒4正好位于正方形外形的對(duì)角線上,各桶形基礎(chǔ)的頂部焊接一個(gè)帶螺栓孔7的定位柱6,但定位柱6不在桶體1頂部的中心軸上,桶體1的頂面設(shè)有進(jìn)出水閥2,焊接后的四桶聯(lián)合基礎(chǔ)整體呈對(duì)稱狀態(tài),如圖1與圖2所示。
桶形基礎(chǔ)上的套筒4將套在鋼樁12上,使得四個(gè)桶形基礎(chǔ)與四根鋼樁12共同形成樁桶組合基礎(chǔ)。鋼管3的一端與桶體1上部桶側(cè)焊接相連,鋼管3的另一端與套筒4焊接相連,各焊接處設(shè)有加筋肋。四個(gè)套筒4處于桶形基礎(chǔ)的外圍,其對(duì)桶體內(nèi)部的封閉性無(wú)影響,且與桶形基礎(chǔ)中心軸有一定的距離,使得今后四根鋼樁12的距離相對(duì)較大,提高整體的抗側(cè)移剛度。四桶聯(lián)合基礎(chǔ)整體呈對(duì)稱狀態(tài),四個(gè)桶形基礎(chǔ)成正方形狀排列,四個(gè)套筒4的中心軸連線也呈正方形形狀。
上部平臺(tái)組塊由四根立柱8與平臺(tái)板11焊接而成,四根立柱8組成正方形形狀,四根立柱8之間焊接有橫向、斜向的撐桿形成空間網(wǎng)架體系,四根立柱8的底部焊接有擴(kuò)展板9,各立柱8的底部側(cè)面通過(guò)鋼管對(duì)稱的焊接套管10,如圖3與圖4所示。
四根立柱8的底部焊接有擴(kuò)展板9,是為了使上部平臺(tái)荷載能傳至更大的基礎(chǔ)面積上去,避免應(yīng)力集中而產(chǎn)生過(guò)大變形。上部平臺(tái)組塊四根立柱8的中心軸線之間的距離與四個(gè)桶形基礎(chǔ)中心軸線之間的距離相等,使上部平臺(tái)組塊的荷載傳至桶形基礎(chǔ)的頂面中心軸處,避免基礎(chǔ)受力產(chǎn)生偏心。上部平臺(tái)組塊上四個(gè)套管10的中心軸線之間的距離與桶形基礎(chǔ)上四個(gè)定位柱6中心軸線之間的距離相等,使得四個(gè)套管10正好能夠套在四個(gè)定位柱6上,實(shí)現(xiàn)上部平臺(tái)組塊與桶形基礎(chǔ)之間的有效連接。
鋼樁12底部設(shè)錐狀樁尖13,鋼樁12靠近上端附近均勻、對(duì)稱的設(shè)有梯形狀樁翼14,各樁翼14的上部呈水平狀且在同一平面上,鋼樁12上端頂面中心處設(shè)置一定深度的插裝孔15,如圖5所示。
多個(gè)梯形狀樁翼14均勻、對(duì)稱的焊接在鋼樁12上部同一位置處,樁翼14靠近樁頂一側(cè)的頂面呈水平狀且在同一平面上。組合基礎(chǔ)中的桶形基礎(chǔ)下沉一定深度后,其套筒4將壓在樁翼14上,即樁翼14可阻止桶形基礎(chǔ)的進(jìn)一步下沉,從而把部分豎向荷載傳遞給鋼樁12,使得桶形基礎(chǔ)與鋼樁共同承擔(dān)豎向荷載,實(shí)現(xiàn)樁與桶形基礎(chǔ)的有效組合。
設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)合理計(jì)算樁翼14的位置。若樁翼14的位置較深,桶形基礎(chǔ)承擔(dān)較大豎向荷載發(fā)生充分沉降后,套筒4仍觸碰不到樁翼14,則豎向荷載無(wú)法傳遞給鋼樁12,使得鋼樁12的豎向承載力未有效利用;若樁翼14的位置較淺,桶形基礎(chǔ)承擔(dān)豎向荷載發(fā)生較小沉降后,套筒4就壓在樁翼14上,使豎向荷載大部分傳遞給鋼樁12,造成桶形基礎(chǔ)的豎向承載力未充分利用。較合理的情況是,桶形基礎(chǔ)與鋼樁12的豎向承載力均得到有效利用,兩者的豎向荷載分配合理,共同承擔(dān)上部平臺(tái)傳遞過(guò)來(lái)的荷載。
上部平臺(tái)組塊上套管10的內(nèi)徑略大于桶形基礎(chǔ)上定位柱6的外徑,方便施工過(guò)程中上部平臺(tái)組塊與桶形基礎(chǔ)之間的組裝。桶形基礎(chǔ)上套筒4的內(nèi)徑大于鋼樁12外徑1~2cm,使得施工過(guò)程中套筒4較容易套住鋼樁12。為了減少相互摩擦,甚至可以在套筒4的內(nèi)壁及鋼樁12的上端外壁上涂抹潤(rùn)滑劑。
輔助鋼棒16的底部設(shè)置底部加粗段17,其直徑由細(xì)到粗逐漸過(guò)渡,且底部加粗段17的外徑與鋼樁12的外徑相同,輔助鋼棒16的底端設(shè)置凸榫18,如圖6所示。凸榫18的直徑略小于鋼樁12上插裝孔15的內(nèi)徑,凸榫18的長(zhǎng)度略小于鋼樁12上插裝孔15的深度。
四桶組合基礎(chǔ)、鋼樁12、輔助鋼棒16均由鋼材焊接而成,各構(gòu)件、焊縫及整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度應(yīng)滿足復(fù)雜工況下組合荷載的作用需求而不發(fā)生屈服,各構(gòu)件應(yīng)滿足應(yīng)力集中需要而不發(fā)生超過(guò)規(guī)范允許的過(guò)大變形。
一種潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)的施工方法,詳細(xì)描述如下:
1)、打入四根鋼樁12:
根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),在設(shè)計(jì)指定的海域豎直的打入四根鋼樁12,最終使四根鋼樁12的中心距、鉛垂度、入土深度等參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求,如圖7所示。
四根鋼樁12之間的中心距與桶形基礎(chǔ)上四個(gè)套筒4之間的中心距相等。只有四根鋼樁12的垂直度與間距滿足要求,才能確保后續(xù)桶形基礎(chǔ)的垂直度滿足要求。本技術(shù)把確保桶形基礎(chǔ)的垂直度要求轉(zhuǎn)化為鋼樁的垂直度要求,而鋼樁的垂直度較容易得到保障,且各類鋼樁施工經(jīng)驗(yàn)豐富,從而達(dá)到降低桶形基礎(chǔ)施工難度的目的。
2)、套入桶形基礎(chǔ):
把輔助鋼棒16的凸榫18插入鋼樁12的插裝孔15中,起吊桶形基礎(chǔ)使四個(gè)套筒4套住四根輔助鋼棒16并逐漸下沉,使桶形基礎(chǔ)沿著輔助鋼棒16緩慢沉入海中直至接觸海床且套在四根鋼樁12的上部,如圖8所示。
桶形基礎(chǔ)的沉貫姿態(tài)依靠鋼樁12的引導(dǎo)與約束,故鋼樁12應(yīng)能抵抗施工過(guò)程中的各類荷載而不發(fā)生側(cè)移與傾斜。桶形基礎(chǔ)及鋼樁各構(gòu)件的強(qiáng)度應(yīng)能承受復(fù)雜工況下組合荷載的作用而不發(fā)生屈曲與變形。
3)、連接上部平臺(tái)組塊:
起吊上部平臺(tái)組塊并下沉至桶形基礎(chǔ)位置處,使上部平臺(tái)組塊的四個(gè)套管10套住桶形基礎(chǔ)上的四個(gè)定位柱6,并用螺栓固定定位柱6上的螺栓孔7,實(shí)現(xiàn)上部平臺(tái)組塊與桶形基礎(chǔ)的相互固定與連接,如圖9所示。
在后續(xù)使用荷載作用下,上部平臺(tái)組塊壓在桶形基礎(chǔ)上,故螺栓孔7中螺栓僅起到栓固作用,防止特殊情況下上部平臺(tái)組塊與桶形基礎(chǔ)之間的分離與脫落。今后上部平臺(tái)組塊受到的水平荷載,將通過(guò)四個(gè)定位柱6傳遞給桶形基礎(chǔ),故套管10與定位柱6均應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與剛度,能承受復(fù)雜工況下組合荷載的作用而不發(fā)生屈曲與變形。
4)、桶形基礎(chǔ)貫入海床:
打開(kāi)連接各桶形基礎(chǔ)進(jìn)出水閥2上的抽水系統(tǒng)抽取負(fù)壓,并根據(jù)需要在上部平臺(tái)組塊的平臺(tái)板11上均勻、對(duì)稱的放置水箱19,用水泵抽取海水填滿各水箱19,使桶形基礎(chǔ)在自重、負(fù)壓及水箱重力作用下沿著鋼樁12貫入海床至設(shè)計(jì)深度,如圖10所示。
在四根鋼樁12垂直度滿足要求的情況下,桶形基礎(chǔ)沿著四根鋼樁12貫入海床,其垂直度自動(dòng)滿足要求,施工過(guò)程無(wú)需調(diào)平與反復(fù)校核。施工過(guò)程大大簡(jiǎn)化,施工難度大大降低,縮短了海上作業(yè)時(shí)間,從而降低了施工成本。
考慮到潮間帶水位較淺的實(shí)際情況,桶形基礎(chǔ)在負(fù)壓作用下難以沉貫至設(shè)計(jì)深度,在平臺(tái)板上放置系列水箱并抽取海水進(jìn)行填充,利用海水重量協(xié)助桶形基礎(chǔ)貫入海床,具有經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性與合理性。水箱充水應(yīng)沿平臺(tái)板11的中軸線處對(duì)稱、均勻的開(kāi)展,避免產(chǎn)生不均勻荷載。且水箱本身應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度,多層水箱層疊時(shí),最下方的水箱應(yīng)能承受上部荷載而不發(fā)生破損。
海水的密度一般為1.025g/cm3,即1m3的海水重1t左右。若數(shù)量較多的水箱共同充水后達(dá)到10m3,則可給桶形基礎(chǔ)施加10t的豎向荷載,若水箱共同充水20m3,則可給桶形基礎(chǔ)施加20t的豎向荷載。水箱一般由塑料制成,其費(fèi)用較低,可以反復(fù)利用??梢?jiàn),因地制宜的抽取海水給桶形基礎(chǔ)施加豎向荷載,是一種廉價(jià)、高效的施工方法。特別地,加載過(guò)程中可使水箱總重量超過(guò)后續(xù)使用荷載,使后續(xù)海洋平臺(tái)使用過(guò)程中不再產(chǎn)生豎向沉降,提高海洋平臺(tái)的整體穩(wěn)定性。
5)、移除輔助鋼棒16:
從四根鋼樁12上取出、移除輔助鋼棒16,并對(duì)簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)進(jìn)行必要的檢測(cè)與校驗(yàn),最終完成簡(jiǎn)易海洋平臺(tái)的施工。
在后續(xù)使用荷載作用下,桶形基礎(chǔ)由于受到四根鋼樁的約束與限制,只要鋼樁的入土深度較大、剛度較高,桶形基礎(chǔ)的垂直度仍能夠得到有效保證,確?;A(chǔ)上部海洋平臺(tái)的功能正常。
本發(fā)明所提的一種潮間帶簡(jiǎn)易海洋平臺(tái),樁桶基礎(chǔ)整體抗側(cè)移剛度大,能承受較大的水平荷載,使海洋平臺(tái)的穩(wěn)定性大大提高;桶形基礎(chǔ)基于套筒套住鋼樁下沉,其只能發(fā)生豎向沉降而不發(fā)生水平側(cè)移,只要四根鋼樁的垂直度滿足要求,則桶形基礎(chǔ)的垂直度自動(dòng)滿足要求,且無(wú)需后續(xù)的調(diào)平與校正;樁基礎(chǔ)、桶形基礎(chǔ)與上部平臺(tái)組塊之間是相互獨(dú)立的,這種化整為零的做法使得各單獨(dú)構(gòu)件的重量較小,降低了對(duì)海上作業(yè)的運(yùn)輸與起吊及其它施工設(shè)備的要求,適應(yīng)潮間帶的施工環(huán)境;上部平臺(tái)組塊與桶形基礎(chǔ)之間、桶基與樁基之間的連接方式簡(jiǎn)單,無(wú)復(fù)雜的連接構(gòu)件及施工要求;在平臺(tái)板上放置系列水箱并抽取海水進(jìn)行填充,利用海水重量協(xié)助桶形基礎(chǔ)貫入海床,具有經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性與合理性;由于桶形基礎(chǔ)僅僅套在鋼樁基礎(chǔ)上,在移除桶形基礎(chǔ)過(guò)程中,鋼樁基礎(chǔ)對(duì)桶形基礎(chǔ)的上浮無(wú)阻礙作用,施工簡(jiǎn)便,利于拆卸與反復(fù)利用。
本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式,根據(jù)上述內(nèi)容,按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段,在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下,本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。