本發(fā)明屬于海洋工程，涉及一種近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺。

背景技術：

1、海岸堤壩加固、圍填等作業(yè)時，有時需要離岸進行打樁施工（海岸操作空間受限或地質條件不允許作業(yè)設備移動等情況下），目前，大都采用船載工程機械的方式，然而工程機械作業(yè)臂長度有限，且近海水深不夠或礁石干擾時，載有工程機械的船舶難也難以勝任，則需要依賴長臂吊機的海上作業(yè)平臺完成，海上作業(yè)平臺分為系泊式、固定樁升降式和浮動式，由于打樁位置的切換頻率高，系泊式和浮動式符合作業(yè)條件。

2、由于吊機臂長，且打樁錘位于遠離平臺中心的位置，加上打樁錘縱向往復運動，致使非固定樁式海上平臺打樁時的維穩(wěn)成為難題，目前而言，一般以增大吃水量來提高平臺的減搖能力，即通過增大平臺面積和平臺的沉水深度來增大吃水量（增大自重或另外配重），近海作業(yè)的水深較淺且不穩(wěn)定，另外，大平臺移位繁瑣、各項成本均較高，為此，申請人提出基于海岸堤壩打樁施工的小型近海平臺，旨在以較小平臺面積為前提，有效增強其抗振減搖能力，體現小型平臺低造價、低維護成本等特點。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是針對現有的技術存在的上述問題，提供一種近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺，本發(fā)明所要解決的技術問題是如何使近海作業(yè)的海上平臺更小、打樁作業(yè)時更平穩(wěn)。

2、本發(fā)明的目的可通過下列技術方案來實現：在遠離平臺作業(yè)端的一側設置平臺平衡控制裝置，在遠離平臺作業(yè)端一側產生平衡起錘對平臺作業(yè)端的下壓力，確保平臺不會因為起錘而側傾，另外，采用纜索連接打樁錘的方式，使落錘對平臺平穩(wěn)性影響較小。

3、具體而言，包括平臺、設置在平臺上的吊臂、連接在吊臂頂部且前出平臺作業(yè)端一側的打樁錘、位于平臺中部的伸縮缸和位于平臺遠離作業(yè)端的維穩(wěn)結構，伸縮缸的缸體固定在平臺上，伸縮缸的推桿上轉動連接有第一固定滑輪，維穩(wěn)結構包括固定在平臺上的導水管、固定在導水管下部開口處的安裝板、轉動連接在安裝板上的葉輪和固定在葉輪軸線處的驅動軸，導水管的開口處轉動連接有第二固定滑輪，驅動軸上端具有一蝸桿，吊臂的頂部轉動連接有第三固定滑輪，還包括一纜索，所述纜索依次通過第二固定滑輪、第一固定滑輪和第三固定滑輪，纜索靠近導水管的一端與平臺之間連接有一拉簧，所述第二固定滑輪上具有與蝸桿配合的蝸輪，伸縮缸下拉纜索中部能同時驅使打樁錘起錘和驅動軸旋轉，伸縮缸下拉纜索中部至葉輪旋轉時能夠使平臺之下的海水通過導水管向平臺之上輸送。

4、該方案之邏輯在于：利用起錘對纜索形成的張緊力，驅使第二固定滑輪旋轉，進而使驅動軸旋轉，即葉輪旋轉，在導水管下端形成負壓，海水吸入導水管后從導水管頂部排出，海水由下至上抽離的過程中，對平臺靠近導水管一側具有下壓力，該下壓力與起錘時平臺靠近打樁錘一側的下壓力分別位于平臺重心所在豎直線兩側，能夠相互部分抵消而維持平臺平穩(wěn)，或者是是減小平臺因起錘造成的前傾和搖晃。

5、在落錘時，由于打樁錘采用纜索進行柔性連接，落錘形成打樁撞擊力的過程中不會對平臺穩(wěn)定產生較大影響，而葉輪的反向旋轉也因為導水管上方為空氣而不會對平臺產生較大的影響，因此，本方案能夠在打樁時維持較好的平穩(wěn)性，可以大幅度減小平臺尺寸，一方面降低成本，另一方面提高平臺移位靈活性。

6、進一步的，平臺上設置有一延伸臂，延伸臂上固定設置有導錘筒，打樁錘縱向滑動連接在導錘筒內。導錘筒能夠確保打樁錘的軌跡，同時，導錘筒還用于與樁體頭部的配合，確保擊打作用在樁體頭部中心位置。

7、進一步的，打樁錘連接在一動滑輪上，纜索靠近打樁錘的一端連接在吊臂的中部。動滑輪的存在，可以減小伸縮缸的功率，增大伸縮桿的推拉位移，使葉輪的旋轉持續(xù)性更好，另外，可以實現起錘省力。

8、進一步的，伸縮缸缸體位于平臺之下，伸縮缸的推桿位于平臺之上。伸縮缸可以是液壓缸，與導水管均大部分位于平臺之下，能夠有效降低平臺重心。

9、進一步的，導水管包括圓筒和錐筒，圓筒位于錐筒之上，錐筒的大徑端朝下。導水管下部的錐形結構，本身就使平臺脫水阻力增大，另外，在葉輪旋轉時產生的下壓力受力面更大，壓力更加均勻。

10、進一步的，錐筒的大徑端設置隔網。隔網可以避免水下生物對葉輪的干擾，還可以避免尺寸非生物物件進入影響葉輪運行。

11、進一步的，錐筒的側壁上開設有一調壓孔，調壓孔內設置有一閥門。

12、進一步的，拉簧的預緊力可調。

13、由于伸縮缸控制纜索張力增大的過程中，拉簧的拉伸幅度有限，且拉伸率隨打樁錘的上移逐漸減小，對應的，葉輪的旋轉扭矩也逐步減小，這與起錘形成平臺前傾壓力是對應的，打樁錘起錘瞬間對平臺的穩(wěn)定性影響最大，隨后減小，因此，葉輪旋轉與之基本維持同步，平臺的減搖平衡力也與之適配。

14、拉簧的預緊力的調節(jié)，可以調控葉輪的旋轉速度，另外，調壓孔的開度可以調節(jié)導水管內的水壓，與拉簧一起，可以對導水管產生的平臺平衡力進行調節(jié)。

15、不難看出，相比而言，本方案可以在較小尺寸的平臺上實現長吊臂打樁作業(yè)，打樁過程對平臺的平穩(wěn)性干擾可以自適應的減弱，平衡力無需外力驅動和復雜控制，根據打樁節(jié)奏自動施加，平衡力由打樁的起錘力分出，對落錘無影響，適于近海實施的海岸堤壩打樁作業(yè)，平臺成本低。

技術特征：

1.一種近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺（1），其特征在于，包括平臺（1）、設置在平臺（1）上的吊臂（2）、連接在吊臂（2）頂部且前出平臺（1）作業(yè)端一側的打樁錘（3）、位于平臺（1）中部的伸縮缸（4）和位于平臺（1）遠離作業(yè)端的維穩(wěn)結構，伸縮缸（4）的缸體固定在平臺（1）上，伸縮缸（4）的推桿上轉動連接有第一固定滑輪（5），維穩(wěn)結構包括固定在平臺（1）上的導水管（6）、固定在導水管（6）下部開口處的安裝板（7）、轉動連接在安裝板（7）上的葉輪（8）和固定在葉輪（8）軸線處的驅動軸（14），導水管（6）的開口處轉動連接有第二固定滑輪（12），驅動軸（14）上端具有一蝸桿（10），吊臂（2）的頂部轉動連接有第三固定滑輪（13），還包括一纜索（15），所述纜索（15）依次通過第二固定滑輪（12）、第一固定滑輪（5）和第三固定滑輪（13），纜索（15）靠近導水管（6）的一端與平臺（1）之間連接有一拉簧（11），所述第二固定滑輪（12）上具有與蝸桿（10）配合的蝸輪（9），伸縮缸（4）下拉纜索（15）中部能同時驅使打樁錘（3）起錘和驅動軸（14）旋轉，伸縮缸（4）下拉纜索（15）中部至葉輪（8）旋轉時能夠使平臺（1）之下的海水通過導水管（6）向平臺（1）之上輸送。

2.根據權利要求1所述的近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺（1），其特征在于，平臺（1）上設置有一延伸臂（16），延伸臂（16）上固定設置有導錘筒（17），打樁錘（3）縱向滑動連接在導錘筒（17）內。

3.根據權利要求1或2所述的近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺（1），其特征在于，打樁錘（3）連接在一動滑輪（18）上，纜索（15）靠近打樁錘（3）的一端連接在吊臂（2）的中部。

4.根據權利要求1或2所述的近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺（1），其特征在于，伸縮缸（4）缸體位于平臺（1）之下，伸縮缸（4）的推桿位于平臺（1）之上。

5.根據權利要求1或2所述的近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺（1），其特征在于，導水管（6）包括圓筒（61）和錐筒（62），圓筒（61）位于錐筒（62）之上，錐筒（62）的大徑端朝下。

6.根據權利要求5所述的近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺（1），其特征在于，錐筒（62）的大徑端設置隔網。

7.根據權利要求5所述的近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺（1），其特征在于，錐筒（62）的側壁上開設有一調壓孔，調壓孔內設置有一閥門（63）。

8.根據權利要求1或2所述的近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺（1），其特征在于，拉簧（11）的預緊力可調。

技術總結
本發(fā)明提供了一種近海打樁作業(yè)用的小型海上平臺，屬于海洋工程技術領域。包括平臺、設置在平臺上的吊臂、連接在吊臂頂部且前出平臺作業(yè)端一側的打樁錘、位于平臺中部的伸縮缸和位于平臺遠離作業(yè)端的維穩(wěn)結構，伸縮缸的缸體固定在平臺上，伸縮缸的推桿上轉動連接有第一固定滑輪，維穩(wěn)結構包括固定在平臺上的導水管、固定在導水管下部開口處的安裝板、轉動連接在安裝板上的葉輪和固定在葉輪軸線處的驅動軸，導水管的開口處轉動連接有第二固定滑輪，驅動軸上端具有一蝸桿，第二固定滑輪上具有與蝸桿配合的蝸輪，伸縮缸下拉纜索中部能同時驅使打樁錘起錘和驅動軸旋轉，具有維穩(wěn)性能強、成本低等特點。

技術研發(fā)人員：陳紹哲,柏龍武,劉潛兵,代韶華,諶宗文,張鴻,李磊,戴寒光,張揚
受保護的技術使用者：中交第二航務工程勘察設計院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/11