用于自升式工作平臺(tái)的桁架式起重的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于自升式工作平臺(tái)的桁架式起重機(jī)，包括船體、船體甲板、穿設(shè)在船體中的樁腿、以及起重機(jī)，所述起重機(jī)包括起重機(jī)底座和起重機(jī)吊臂，所述起重機(jī)還包括一固定在船體甲板上的桁架式底座，所述起重機(jī)底座固定在桁架式底座的上端，當(dāng)所述樁腿伸出船體甲板位置最高時(shí)，所述起重機(jī)吊臂可繞過樁腿。本發(fā)明中，通過桁架式底座將起重機(jī)抬升到一定高度，使得船體無論在何種水域進(jìn)行工作時(shí)都能保證起重機(jī)的吊臂繞過樁腿，從而消除樁腿伸出船體甲板這一部分的高度對(duì)起重機(jī)吊臂回轉(zhuǎn)的影響，進(jìn)而保證起重機(jī)在任何工況下都能夠?qū)崿F(xiàn)全回轉(zhuǎn)起重作業(yè)；另外，由桁架式底座構(gòu)成的起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且造價(jià)低。
【專利說明】用于自升式工作平臺(tái)的桁架式起重機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海洋工程起重機(jī)械，特別是涉及一種用于自升式工作平臺(tái)的桁架式起重機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海上風(fēng)電以及石油開采行業(yè)的迅猛發(fā)展，使用海洋工程起重機(jī)械進(jìn)行安裝和維護(hù)海上平臺(tái)的需求量日益增加，同時(shí)對(duì)海洋工程起重機(jī)械也提出了更高的要求。應(yīng)用于海上自升式工作平臺(tái)的起重機(jī)都要滿足以下三個(gè)重要指標(biāo):舷外跨距、起吊高度以及全回轉(zhuǎn)起重作業(yè)能力。目前，應(yīng)用于海上自升式工作平臺(tái)的海洋工程起重機(jī)械型式多樣，主要型式有桅桿式、A架式和繞樁式等。其中，桅桿式和A架式起重機(jī)均需要在船體的甲板上設(shè)置基座，且為了滿足舷外跨距和起吊高度這兩個(gè)指標(biāo)，通常做法是有限提高基座高度、以及增加起重機(jī)的吊臂長(zhǎng)度。但上述操作會(huì)增加自升式工作平臺(tái)的重量和重心高度，導(dǎo)致成本大大增加，特別是，當(dāng)自升式工作平臺(tái)在我國(guó)沿海淺吃水及潮間帶風(fēng)電場(chǎng)施工時(shí)，自升式工作平臺(tái)會(huì)隨著海面變淺而下降，故樁腿沒在海水中的部分較少，而樁腿伸出自升式工作平臺(tái)的部分較多，進(jìn)而導(dǎo)致起重機(jī)受到樁腿伸出平臺(tái)部分高度的影響，即起重機(jī)在此情況下很難實(shí)現(xiàn)全回轉(zhuǎn)起重作業(yè)。
[0003]為了解決上述問題，近年來出現(xiàn)了一種繞樁式起重機(jī)，如中國(guó)實(shí)用新型專利說明書CN202766146U公開了一種大型繞樁式海上平臺(tái)起重機(jī)，包括插在主甲板上的樁腿，所述樁腿上套有樁靴，所述樁靴置于所述主甲板上，所述樁靴上設(shè)有基座，所述基座上設(shè)有回轉(zhuǎn)支承裝置，所述回轉(zhuǎn)支承裝置上方設(shè)有回轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)的一側(cè)設(shè)有司機(jī)室和機(jī)房，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)上依次設(shè)有臂架變幅絞車、主起升絞車、副起升絞車，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)上還設(shè)有人字架，所述人字架的頂端設(shè)有人字架頂部滑輪組，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)連接有臂架，所述臂架的頂端設(shè)有臂架頭部滑輪組，所述臂架的頂端下方設(shè)有主吊鉤、副吊鉤和變幅吊鉤。但是，該大型繞樁式海上平臺(tái)起重機(jī)造價(jià)及其昂貴，對(duì)于自升式工作平臺(tái)的投資預(yù)算及建造周期都產(chǎn)生很大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)成本低、且能實(shí)現(xiàn)全回轉(zhuǎn)起重作業(yè)的用于自升式工作平臺(tái)的桁架式起重機(jī)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于自升式工作平臺(tái)的桁架式起重機(jī)，包括船體、船體甲板、穿設(shè)在船體中的樁腿、以及起重機(jī)，所述起重機(jī)包括起重機(jī)底座和起重機(jī)吊臂，所述起重機(jī)還包括一固定在船體甲板上的桁架式底座，所述起重機(jī)底座固定在桁架式底座的上端，當(dāng)所述樁腿伸出船體甲板位置最高時(shí)，所述起重機(jī)吊臂可繞過樁腿。
[0006]優(yōu)選地，所述桁架式底座的高度為50?70m。
[0007]進(jìn)一步地，所述桁架式底座包括多根豎直放置的主弦桿，相鄰兩根主弦桿之間設(shè)有多根上下分布的水平撐桿，所述水平撐桿和主弦桿形成多個(gè)方形體單元，每個(gè)方形體單元中設(shè)有位于該方形體單元體對(duì)角線上的側(cè)向斜撐桿；所述主弦桿與水平撐桿、主弦桿與側(cè)向斜撐桿、水平撐桿與側(cè)向斜撐桿均為焊接連接。
[0008]優(yōu)選地，所述主弦桿穿過船體甲板后伸入至船體底部，且主弦桿和船體艙壁焊接連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述桁架式底座的上端焊接有一水平布置的封板，該封板位于多根主弦桿所圍成的框架內(nèi)，所述起重機(jī)底座為一圓筒體、且焊接在所述封板上。
[0010]優(yōu)選地，所述主弦桿、水平撐桿和側(cè)向斜撐桿均為高強(qiáng)度鋼材。
[0011]如上所述，本發(fā)明涉及的用于自升式工作平臺(tái)的桁架式起重機(jī)，具有以下有益效果:
[0012]本發(fā)明中，通過桁架式底座將起重機(jī)抬升到一定高度，使得船體無論在何種水域進(jìn)行工作時(shí)都能保證起重機(jī)的吊臂繞過樁腿，從而消除樁腿伸出船體甲板這一部分的高度對(duì)起重機(jī)吊臂回轉(zhuǎn)的影響，進(jìn)而保證起重機(jī)在任何工況下都能夠?qū)崿F(xiàn)全回轉(zhuǎn)起重作業(yè)；另夕卜，由祐1架式底座構(gòu)成的起重機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且造價(jià)低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的另一實(shí)施例。
[0016]圖4為圖1中桁架式底座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5為圖4的A-A向剖視圖。
[0018]圖6為本發(fā)明中桁架式底座和船體的連接示意圖。
[0019]圖7為本發(fā)明中桁架式底座和起重機(jī)底座的連接示意圖。
[0020]元件標(biāo)號(hào)說明
[0021]I 船體
[0022]11 船體甲板
[0023]12 船體艙壁
[0024]2 樁腿
[0025]3 起重機(jī)
[0026]31 起重機(jī)底座
[0027]32 起重機(jī)吊臂
[0028]4 桁架式底座
[0029]41 主弦桿
[0030]42 水平撐桿
[0031]43 方形體單元
[0032]44 側(cè)向斜撐桿
[0033]5 封板
[0034]6 大肘板
【具體實(shí)施方式】[0035]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0036]須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0037]如圖1和圖2所示，本發(fā)明涉及一種用于自升式工作平臺(tái)的桁架式起重機(jī)，包括船體1、船體甲板11、穿設(shè)在船體I中的樁腿2、以及起重機(jī)3，所述起重機(jī)3包括起重機(jī)底座31和起重機(jī)吊臂32，所述起重機(jī)3還包括一固定在船體甲板11上的桁架式底座4，所述起重機(jī)底座31固定在桁架式底座4的上端，當(dāng)所述樁腿2伸出船體甲板11位置最高時(shí)，所述起重機(jī)吊臂32可繞過樁腿2。優(yōu)選地，所述桁架式底座4的高度為50?70m，當(dāng)然，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，所述桁架式底座4的高度可適當(dāng)調(diào)整。
[0038]本發(fā)明中，所述船體1、船體甲板11、起重機(jī)3構(gòu)成自升式工作平臺(tái)，該自升式工作平臺(tái)漂浮在海面上，并隨著海面水位的高低而上下起伏，故當(dāng)自升式工作平臺(tái)在淺吃水區(qū)或在錨泊定位工況下，樁腿2伸出船體甲板11的位置最高，即樁腿2從船體甲板11中伸出的長(zhǎng)度最長(zhǎng)；當(dāng)自升式工作平臺(tái)在起升工況下時(shí)，其需要通過樁腿2定位，故樁腿2伸出船體甲板11的位置最低，即樁腿2從船體甲板11中伸出的長(zhǎng)度最短。本發(fā)明通過桁架式底座4將起重機(jī)3底盤抬升到一定的高度，并且在樁腿2從船體甲板11中伸出的長(zhǎng)度為最長(zhǎng)的工況下，該高度能夠使得起重機(jī)吊臂32繞過樁腿2，即起重機(jī)吊臂32在旋轉(zhuǎn)過程中不會(huì)與樁腿2碰撞，進(jìn)而確保自升式工作平臺(tái)不管處于何種工況，無論應(yīng)用何種形式的起重機(jī)，起重機(jī)都能夠?qū)崿F(xiàn)全回轉(zhuǎn)作業(yè)，以達(dá)到全回轉(zhuǎn)起重作業(yè)的要求。另外，采用桁架式底座4能夠極大降低成本，從而有效解決起重機(jī)舷外跨距、起吊高度、全回轉(zhuǎn)起重作業(yè)和成本之間的矛盾。
[0039]進(jìn)一步地，由于桁架式底座4的高度為50?70m，其高度較高，故在起重機(jī)3全回轉(zhuǎn)作業(yè)的過程中，起重機(jī)3會(huì)對(duì)桁架式底座4施加垂向載荷和較大的傾覆力矩，且桁架式底座4高度越高，其所受的載荷和力矩就越大，故對(duì)桁架式底座4的強(qiáng)度和剛度要求就越高。為了滿足強(qiáng)度和剛度的要求，本實(shí)施例中，如圖1、圖4和圖5所示，所述桁架式底座4包括多根豎直放置的主弦桿41，且多根主弦桿41呈陣列狀均勻布置，相鄰兩根主弦桿41之間設(shè)有多根上下分布的水平撐桿42，所述水平撐桿42和主弦桿41形成多個(gè)方形體單元43，該方形體單元43的邊長(zhǎng)即為一根水平撐桿42的長(zhǎng)度，每個(gè)方形體單元43中設(shè)有位于該方形體單元43體對(duì)角線上的側(cè)向斜撐桿44 ;所述主弦桿41與水平撐桿42、主弦桿41與側(cè)向斜撐桿44、水平撐桿42與側(cè)向斜撐桿44均為焊接連接，且各節(jié)點(diǎn)及主弦桿41應(yīng)力通過有限元方法分析計(jì)算，使桁架式底座4在其使用期間內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)疲勞損傷。所述桁架式底座4采用上述結(jié)構(gòu)后，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大增強(qiáng)，且有效將起重機(jī)3對(duì)其施加的力傳遞給船體甲板11和船體1，并由海水的浮力來平衡，從而保證整個(gè)自升式工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和作業(yè)穩(wěn)定性。[0040]另外，所述主弦桿41的個(gè)數(shù)由起重機(jī)3的重量大小來決定，本發(fā)明中提供兩種不同型號(hào)的祐1架式底座4,實(shí)施例一,如圖4和圖5所不,所述主弦桿41有16根,按左右4根、前后4根來排列，相鄰的兩根主弦桿41之間均焊接有一水平撐桿42 ;實(shí)施例二，如圖3所示，所述主弦桿41有9根，按左右3根、前后3根來排列，相鄰的兩根主弦桿41之間均焊接有一水平撐桿42。另外，上下相鄰的兩個(gè)方形體單元43中，兩根側(cè)向斜撐桿44的傾斜方向一致，而左右相鄰或前后相鄰的兩個(gè)方形體單元43中，兩根側(cè)向斜撐桿44的傾斜方向相反，進(jìn)一步保證桁架式底座4的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，確保對(duì)起重機(jī)3形成有效的支撐。
[0041 ] 優(yōu)選地，為了減輕桁架式底座4的重量，所述桁架式底座4采用海洋工程專用的高強(qiáng)度鋼材，即主弦桿41、水平撐桿42和側(cè)向斜撐桿44均為高強(qiáng)度鋼材。
[0042]進(jìn)一步地，由于起重機(jī)3被桁架式底座4抬高后，起重機(jī)3重心和桁架式底座4重心的位置偏高，在船體運(yùn)動(dòng)、風(fēng)載荷以及吊重的作用下，桁架式底座4根部將承受很大的載荷，所以為了保證桁架式底座4和船體I之間的連接強(qiáng)度，桁架式底座4與船體I的連接結(jié)構(gòu)為:如圖6所示，所述主弦桿41穿過船體甲板11后伸入至船體I底部，且主弦桿41和船體艙壁12焊接連接。另外，有些主弦桿41伸入船體I內(nèi)部后不與船體艙壁12接觸，此時(shí)，可通過大肘板6過渡，即在主弦桿41和船體甲板11的連接處、主弦桿41與船體I底部的連接處均焊接大肘板6，以確保桁架式底座4和船體I的連接強(qiáng)度，且大肘板6還能有效將桁架式底座4根部所受的載荷分散到船體I結(jié)構(gòu)中，避免受力過于集中。優(yōu)選地，如圖6所示，在桁架式底座4的根部，相鄰兩根主弦桿41之間還可焊接位于船體甲板11上端面上的大肘板6，進(jìn)一步加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0043]進(jìn)一步地，桁架式底座4和起重機(jī)底座31的具體連接結(jié)構(gòu)為:如圖7所示，在桁架式底座4的上端焊接一水平布置的封板5,該封板5位于多根處于外圍的主弦桿41所圍成的框架內(nèi)，所述起重機(jī)底座31為一圓筒體、且焊接在所述封板5上。優(yōu)選地，可在桁架式底座4的上端，相鄰兩根主弦桿41之間焊接大肘板6，在主弦桿41和起重機(jī)底座31之間焊接大肘板6，以增加連接的可靠性，并有效傳遞載荷。
[0044]優(yōu)選地，當(dāng)桁架式底座4中主弦桿41與水平撐桿42、主弦桿41與側(cè)向斜撐桿44、水平撐桿42與側(cè)向斜撐桿44焊接后、以及在桁架式底座4與起重機(jī)底座31、船體I焊接后，還需要對(duì)各焊接點(diǎn)或焊縫進(jìn)行拍照探傷，觀察焊縫內(nèi)是否有焊渣或氣泡，即確定每個(gè)焊接點(diǎn)或焊縫質(zhì)量是否合格，若不合格，則進(jìn)行修補(bǔ)、重焊等作業(yè)，直至所有的焊接點(diǎn)、焊縫質(zhì)量都符合要求，進(jìn)而確保整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和質(zhì)量。
[0045]綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果；
[0046]1、采用桁架式底座4將起重機(jī)3底盤抬高，使起重機(jī)3達(dá)到全回程起重作業(yè)的要求；
[0047]2、采用桁架式底座4，與傳動(dòng)的底座相比，其重量大大減輕，且桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，對(duì)于受較大垂直載荷和傾覆力矩的結(jié)構(gòu)比較有利；
[0048]3、通過有限元的方式對(duì)整個(gè)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，逐層減小構(gòu)件尺寸，內(nèi)部主弦桿41的尺寸可比外圍主弦桿41的尺寸小，以減少桁架式底座4的重量，充分利用材料；
[0049]4、通過有限元建模分析結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度，使得桁架式底座4整體和局部的穩(wěn)定性均可滿足要求；[0050]5、焊接后對(duì)焊縫和焊接點(diǎn)進(jìn)行探傷，保證桁架式底座4的質(zhì)量，以保證作業(yè)的順利進(jìn)行。
[0051]所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0052]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種用于自升式工作平臺(tái)的桁架式起重機(jī)，包括船體(I)、船體甲板(11)、穿設(shè)在船體(I)中的樁腿(2)、以及起重機(jī)(3)，所述起重機(jī)(3)包括起重機(jī)底座(31)和起重機(jī)吊臂(32)，其特征在于:所述起重機(jī)(3)還包括一固定在船體甲板(11)上的桁架式底座(4)，所述起重機(jī)底座(31)固定在桁架式底座(4)的上端，當(dāng)所述樁腿(2)伸出船體甲板(11)位置最高時(shí)，所述起重機(jī)吊臂(32 )可繞過樁腿(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桁架式起重機(jī)，其特征在于:所述桁架式底座(4)的高度為50 ?70mo
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的桁架式起重機(jī)，其特征在于:所述桁架式底座(4)包括多根豎直放置的主弦桿(41)，相鄰兩根主弦桿(41)之間設(shè)有多根上下分布的水平撐桿(42)，所述水平撐桿(42)和主弦桿(41)形成多個(gè)方形體單元(43)，每個(gè)方形體單元(43)中設(shè)有位于該方形體單元(43)體對(duì)角線上的側(cè)向斜撐桿(44);所述主弦桿(41)與水平撐桿(42)、主弦桿(41)與側(cè)向斜撐桿(44)、水平撐桿(42)與側(cè)向斜撐桿(44)均為焊接連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的桁架式起重機(jī)，其特征在于:所述主弦桿(41)穿過船體甲板(11)后伸入至船體(I)底部，且主弦桿(41)和船體艙壁(12)焊接連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的桁架式起重機(jī)，其特征在于:所述桁架式底座(4)的上端焊接有一水平布置的封板(5)，該封板(5)位于多根主弦桿(41)所圍成的框架內(nèi)，所述起重機(jī)底座(31)為一圓筒體、且焊接在所述封板(5)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的桁架式起重機(jī)，其特征在于:所述主弦桿(41)、水平撐桿(42)和側(cè)向斜撐桿(44)均為高強(qiáng)度鋼材。
【文檔編號(hào)】B66C23/78GK103787208SQ201410023121
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】劉楠, 宋永在, 姚俊卿, 張雙林 申請(qǐng)人:上海佳豪船舶工程設(shè)計(jì)股份有限公司