預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺的水上豎向拼裝技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺、尤其預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺的水上豎向拼裝技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，海洋固定應(yīng)用平臺例如海上鉆井平臺主要是以鋼架結(jié)構(gòu)在海上施工建設(shè)而成。出于抗海水腐蝕能力強、抗風(fēng)浪能力高等因素考慮，由鋼筋混凝土制成的預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺將是對現(xiàn)有海洋固定應(yīng)用平臺有利的替代。
[0003]隨著地球土地資源的不斷開發(fā)以及城市人口的不斷膨脹，向海洋拓展人類生存空間已經(jīng)成為新世紀人類社會的關(guān)注焦點。以海上人工島建設(shè)為例，出于施工設(shè)計考慮會將人工島劃分為多個拼裝平臺，然后再將多個拼裝平臺組合在一起形成這種人工島。因此，前面所提到的鋼筋混凝土制成的預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺是形成這種人工島的拼裝平臺的最佳選擇。
[0004]諸如人工島等的海上基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了工廠化、大型化、機械化的設(shè)計和施工原則。通常，每個這種鋼筋混凝土制成的預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺的尺寸規(guī)格可達為50米X50米。如果事先在陸地工廠將固定平臺整體預(yù)制好后再移動到海上安裝施工，則由于每個固定平臺的自重異常大導(dǎo)致相應(yīng)的施工建設(shè)、運輸成本難以有效降低，同時由于體積龐大也很難確保海上施工過程中的操作人員的安全性。因此，如何高效且安全、快速地實現(xiàn)此類固定平臺的施工建設(shè)成為一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺、尤其預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺的水上豎向拼裝技術(shù)，從而可以高效地降低固定平臺的陸地建造與運輸成本、同時降低在水上的施工建設(shè)成本。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺、尤其預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺的水上豎向拼裝方法，其中所述固定平臺包括上部結(jié)構(gòu)平臺模塊以及為所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊提供支承以及部分浮力的空心浮力筒模塊，所述方法包括:
[0007]在陸地預(yù)制場分別預(yù)制所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊以及所述空心浮力筒模塊，二者之間預(yù)設(shè)有相互定位的拼裝定位工裝，所述浮力筒模塊由浮移工裝可拆卸地承載；
[0008]a.利用海洋運輸船將所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊以及所述浮移工裝承載的浮力筒模塊運輸?shù)剿项A(yù)定位置；
[0009]b.海洋運輸船下潛，從而所述浮移工裝承載所述浮力筒模塊在水上浮移到預(yù)先建設(shè)的鋼筋混凝土海底坐墩上方，然后所述浮移工裝下沉固定坐在所述海底坐墩上同時所述浮力筒模塊的頂端露出水面；
[0010]c.將所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊吊裝到所述浮力筒模塊上同時豎向經(jīng)由所述拼裝定位工裝確保二者之間的正確定位；以及
[0011]d.在所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊與所述浮力筒模塊之間的接合處澆注混凝土，待混凝土固化后與此處預(yù)留的鋼筋形成所述固定平臺的整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地，在所述浮移工裝的頂面上可拆卸地設(shè)有多個支架工裝，所述浮移工裝能夠升降，用于在步驟c之后且步驟d之前調(diào)平所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊。
[0013]優(yōu)選地，在步驟a之前，所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊以及承載著所述浮力筒模塊的浮移工裝分別經(jīng)由在它們底部支承的平移小車以及在陸地預(yù)制場的地基和海洋運輸船的甲板上安裝的用于引導(dǎo)所述平移小車的平移軌道而平移到所述海洋運輸船上。
[0014]優(yōu)選地，在步驟d之后，所述浮移工裝能夠再次上浮，從而將整體形成后的預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺、尤其預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺浮移到任何其它期望的位置。
[0015]優(yōu)選地，所述浮力筒模塊至少為四個，與所述浮移工裝大致垂直地位于所述浮移工裝的兩側(cè)。
[0016]優(yōu)選地，所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊的與所述浮力筒模塊之間的接合處為接收所述浮力筒模塊頂端的孔，所述孔處和所述浮力筒模塊頂端的預(yù)留有鋼筋。
[0017]優(yōu)選地，所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊以及承載著所述浮力筒模塊的浮移工裝在同一海洋運輸船上運輸時，承載著所述浮力筒模塊的浮移工裝位于船尾。
[0018]優(yōu)選地，所述浮力筒模塊的底端為錐形。
[0019]優(yōu)選地，所述支架工裝至少為八個，在所述浮移工裝的頂面上均勻地分布。
[0020]優(yōu)選地，所述平移小車能夠升降，在從陸地向海洋運輸船平移之前，所述平移小車升高，在所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊以及承載著所述浮力筒模塊的浮移工裝平移到所述海洋運輸船后，所述平移小車降低從而所述上部結(jié)構(gòu)平臺模塊和所述浮移工裝由海洋運輸船上的支撐結(jié)構(gòu)支承，然后所述平移小車退出海洋運輸船。
[0021 ] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種采用前述水上豎向拼裝方法施工建設(shè)成的預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺、尤其預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺。
[0022]采用本發(fā)明的技術(shù)手段，預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺、尤其預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺無需整體事先在陸地預(yù)制場預(yù)制，降低了預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺、尤其預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺各個模塊的預(yù)制成本，同時由于各個模塊的體積和重量與平臺整體相比相應(yīng)地減少，也進一步降低了各個模塊的運輸成本，提高了施工人員的安全性。另外，各個模塊運輸?shù)剿虾笤龠M行拼裝，也相應(yīng)地降低了水上的施工建設(shè)成本。
【附圖說明】
[0023]從后述的詳細說明并結(jié)合下面的附圖將能更全面地理解本發(fā)明的前述及其它方面。在附圖中:
[0024]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺、尤其預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺的一部分在預(yù)制場整體拼裝平移的示意性俯視圖；
[0025]圖2示出了與圖1對應(yīng)的示意性側(cè)視圖；
[0026]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺、尤其預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺的另一部分在預(yù)制場整體拼裝平移的示意性俯視圖；
[0027]圖4示出了與圖3對應(yīng)的示意性側(cè)視圖；
[0028]圖5示出了圖1至4所示的那些部分平移到運輸船后的情況；并且
[0029]圖6示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺、尤其預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺的那些部分在海上的拼裝過程。
【具體實施方式】
[0030]在本申請的各附圖中，結(jié)構(gòu)相同或功能相似的特征由相同的附圖標記表示。
[0031]本說明書以下將示意性但非限制性地說明根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺的海上豎向拼裝技術(shù)，應(yīng)當清楚這種海洋固定平臺也可以是任何大型水上結(jié)構(gòu)設(shè)施，也就是說本發(fā)明的豎向拼裝技術(shù)可以應(yīng)用于任何預(yù)應(yīng)力混凝土水上固定平臺的建設(shè)施工。
[0032]此外，本說明書并不涉及預(yù)應(yīng)力混凝土水上或海洋固定平臺各個模塊本身的鋼筋混凝土制造過程，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用任何已知的鋼筋混凝土構(gòu)筑方法在陸地工廠的混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制場所建造這種預(yù)應(yīng)力混凝土水上或海洋固定平臺的各個組成部分。
[0033]例如，本發(fā)明所涉及的每個預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺可以包括鋼筋混凝土預(yù)制的一個上部結(jié)構(gòu)平臺以及在所述上部結(jié)構(gòu)平臺的底部設(shè)置的多個(本說明書以下僅以4個為例進行說明)浮力筒。上部結(jié)構(gòu)平臺起到承載平臺的作用，并且浮力筒為底端封閉的中空混凝土預(yù)制結(jié)構(gòu)，起到為所述上部結(jié)構(gòu)平臺提供一部分浮力以及海底支承的作用。所述浮力筒模塊的底端為錐形。為了易于制造，這種特大型混凝土構(gòu)件是以分模塊的方式在陸地預(yù)制場來分別預(yù)制浮力筒模塊和上部結(jié)構(gòu)平臺模塊。上部結(jié)構(gòu)平臺的面積至少為50米X 50米，浮力筒模塊的直徑大致為至少8至10米。由此可以看出，這種分模塊的預(yù)制可以降低陸地預(yù)制場的施工難度。
[0034]以下參照圖1至4來說明根據(jù)本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力混凝土海洋固定平臺的各模塊組成部分在陸地預(yù)制場的拼裝平移過程。
[0035]應(yīng)當清楚，通常陸地工廠的選址會靠近海岸碼頭，這樣盡量縮短從混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制場所到運輸船舶之間的平移距離。首先，在混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制場所修筑平移基礎(chǔ)構(gòu)筑物7。該平移基礎(chǔ)構(gòu)筑物7可以是地面基礎(chǔ)構(gòu)筑物或地上基礎(chǔ)構(gòu)筑物，由鋼筋混凝土構(gòu)筑而成，從混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制場所的拼裝工位可以一直修筑至停泊海洋運輸船舶的碼頭。
[0036]如圖1所示，首先，在預(yù)制場所的地面基礎(chǔ)7上安裝兩個平移軌道I。然后，再在這兩個平移軌道I上安裝4組平移小車2。如圖1所示，地面基礎(chǔ)7可以高于地面8。例如，每個平移軌道I上安裝兩組平移小車2。平移小車2可以為特大型構(gòu)件運輸領(lǐng)域中專用的平移小車，主要用于承載超重超大構(gòu)件實現(xiàn)在水平面上的平移功能。平移小車2設(shè)有液壓頂升裝置，用于沿與地面8垂直的方向?qū)崿F(xiàn)升降。平移軌道7可以為大型構(gòu)件運輸領(lǐng)域中專用的平移軌道，用于與平移小車配合，引導(dǎo)平移小車2平穩(wěn)移動。例如，平移軌道7可以從混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制場所一直修建到海洋運輸船舶(圖中未示出)上的堆放位置。
[0037]然后，經(jīng)由大型起重設(shè)施在平移小車2上吊裝一套預(yù)先制好的浮移工裝3。
[0038]浮移工裝3的基本結(jié)構(gòu)與半潛舶(半潛駁)類似，但是沒有動力驅(qū)動。例如，浮移工裝可以包括多個海水壓載艙，各個海水壓載艙由管路相連，可以受控地由壓載泵選擇性充卸海水從而提供浮沉。浮移工裝大體上為矩形構(gòu)件，在四個角處設(shè)有系泊裝置，可以由拖船在海上拖動。浮移工裝主要用于承載特大型構(gòu)件在海面上浮移。
[0039]在浮移工裝3的左右兩側(cè)可以事先預(yù)制有與浮力筒模塊構(gòu)件相連的位置，例如4個浮力筒模塊固定構(gòu)件5。浮力筒模塊固定構(gòu)件5可以是任何可以拆卸地固定浮力筒模塊的機械構(gòu)件，只要浮力筒模塊與上部結(jié)構(gòu)平臺模塊拼裝形成整體海洋固定平臺后可以方便地從浮力筒脫離即可。例如，浮力筒模塊固定構(gòu)件5為設(shè)有液壓夾持機構(gòu)形式的機械裝置，從而可以在液壓的驅(qū)動下臨時夾持固定或釋放浮力筒。
[0040]當浮移工裝3在平移小車2上安放就位后，在混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制場所利用起重機將4個混凝土預(yù)制好的浮力筒模塊10吊裝到浮移工裝3的相應(yīng)的浮力筒模塊固定構(gòu)件5中。優(yōu)選地，在此過程中，在地面8上預(yù)放置墊塊6，從而其位于所吊裝的浮力筒模塊