浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置及其工作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置及其工作方法，屬于海上運輸和海洋工程裝備技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著海上開采及各類科研項目的發展，包括陸海連接運輸、海上裝備的安裝施工和救助作業在內的多種問題急需得到解決。
[0003]在此背景下，本發明研制了一種浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置。本平臺相比于常規半潛駁船等運輸裝置，具有相同承載力結構自重較輕的優勢；同時，其主體結構位于水面以上，相比于大水線面運載裝置能保證在風浪中承受較小的彎矩，提升平臺穩性及結構可靠性；其特殊剖面設計下的浮力墩則設計保證了拖航阻力較小，回轉性較好，同時能夠通過調整剖面尺寸匹配各種體積和重量搭配下的運載任務；浮力墩上穩定翼設計則保證了拖航穩性；水上結構輕盈，受風面積小，保證了風力載荷較小的同時減小平臺鋼料重量，降低造價；簡單的空氣閥和排水閥設備設計使得平臺上浮及下沉操作容易；浮力墩上四個半潛塔使得整體結構連續性較強的同時增加了平臺初穩性；本平臺只需在相應碼頭補充壓縮空氣源即可完成各類運載任務，是一種可靠、經濟、高效的運載平臺。

【發明內容】

[0004]為了克服特種平臺或設備的運載問題，本發明提供了一種浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置，該平臺充分考慮陸海連接運輸、海上裝備的安裝施工和救助作業問題，以及技術與經濟性的綜合平衡，而且具有結構簡單新穎，抗風浪流能力強，潛浮過程操作簡單，便于維護等優點，極具商業化價值。
[0005]本發明采用的技術方案是:一種浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置，它包括滑道、支墩和半潛塔控制臺，它還包括承重甲板箱、柱腿浮力墩、半潛塔和連接構件，所述承重甲板箱采用箱型結構或開式板架結構，所述箱型結構包含頂面板、底面板和四周圍板，在承重甲板箱內部布置多組交叉肋板，所述交叉肋板上開有減輕孔，交叉肋板交叉處與頂面板和底面板之間設有通氣孔，所述頂面板上設有通水孔及支墩，所述支墩布置在交叉肋板的交叉點處；所述開式板架結構采用柵格桁架支撐并連接頂面板，所述頂面板上設有通水孔及支墩，所述支墩布置在柵格桁架的柵格交叉點處；所述柱腿浮力墩布置在承重甲板箱的下面，柱腿浮力墩截面為翼形或梭形浮箱，其內側連接穩定翼，其內設置排水閥及空氣閥，所述穩定翼為翼形剖面；所述半潛塔布置在承重甲板箱的上面，其上布置有外接充氣閥、艙門和人梯，內部設有安全甲板，所述人梯連接半潛塔上的艙門及安全甲板的通路，所述安全甲板上布置了半潛塔控制臺和氣瓶，所述半潛塔控制臺控制排水閥、空氣閥和外接充氣閥，所述氣瓶通過壓縮空氣管道連接空氣閥和外接充氣閥；所述連接構件為剛性管截面結構或柔性拉索結構。
[0006]所述剛性管截面結構為圓管或方管截面形式，剛性連接承重甲板箱及半潛塔。
[0007]所述柔性拉索結構為柔性拉索形式，連接承重甲板箱的頂面板、半潛塔和柱腿浮力墩。
[0008]所述的浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置的工作方法:
(a)第一種承載過程:首先利用拖輪將平臺或承載結構物拖至作業地點，半潛塔控制臺控制排水閥和空氣閥開啟，平臺下沉至一定吃水，半潛塔控制臺控制排水閥和空氣閥關閉，再將平臺拖至承載結構物的正下方或將承載結構物拖至平臺的正上方，半潛塔控制臺控制排水閥和空氣閥開啟，將氣瓶內預存的壓縮空氣利用壓縮空氣管道打入空氣閥，壓載水排出，平臺上浮，承載結構物落于滑道上，半潛塔控制臺控制排水閥和空氣閥關閉，支墩調整高度，承載結構物落于支墩上；
(b)第二種承載過程:首先將平臺停靠在碼頭旁，半潛塔控制臺控制排水閥和空氣閥開啟，平臺調節到與碼頭滑道相同的高度，半潛塔控制臺控制排水閥和空氣閥關閉，再將承載結構物通過碼頭滑道滑入滑道上，半潛塔控制臺控制排水閥和空氣閥開啟，將氣瓶內預存的壓縮空氣利用壓縮空氣管道打入空氣閥，壓載水排出，平臺上浮，承載結構物落于滑道上，半潛塔控制臺控制排水閥和空氣閥關閉，支墩調整高度，承載結構物落于支墩上；
(C)充氣過程:通過半潛塔控制臺打開外接充氣閥，通過岸邊壓縮氣源對氣瓶充氣；或通過工程船的充氣管道對氣瓶進行充氣。
[0009]本發明的有益效果是:這種適用于運載特種結構的浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置，主要包括柱腿浮力墩、半潛塔、承重甲板箱、滑道、支墩、穩定翼、連接構件和半潛塔控制臺。該平臺裝置屬于一種可潛浮式的海上運載裝備，通過潛浮控制構件人為地調整柱腿浮力墩內的壓載水量來適應下沉工況、抬升運載工況和與岸邊軌道對接工況等，設備簡單，操作容易。其結構設計輕便又不失安全性，平臺主體部分在工作工況下位于水面以上減小了波浪彎矩；特殊剖面形式的柱腿浮力墩減小了拖航阻力；柱腿浮力墩上設置的穩性翼增加了拖航穩性；水上半潛塔形式的設計在保證了初穩性的情況下減小了受風面積。平臺特殊塔柱式結構相比于傳統運載駁船保證了其能承載較大體積的輕質海上結構，經濟高效，工程應用性強。
【附圖說明】
[0010]圖1是浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置的第一方案正視圖。
[0011]圖2是浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置的第一方案俯視圖。
[0012]圖3是浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置的第一方案左視圖。
[0013]圖4是圖1中的A-A剖視圖，即柱腿浮力墩的第一剖面形式圖。
[0014]圖5是柱腿浮力墩的第二剖面形式圖。
[0015]圖6是圖4中的B-B剖視圖。
[0016]圖7是圖1中的C-C剖視圖。
[0017]圖8是圖6中的D-D剖面圖。
[0018]圖9是圖6中的E-E剖面圖。
[0019]圖10是圖1中的F-F剖面圖，即連接構件的第一剖面形式圖。
[0020]圖11是連接構件的第二剖面形式圖。
[0021]圖12是圖3中的G-G剖面圖。
[0022]圖13是圖3中的H-H剖面圖。
[0023]圖14是浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置的第二方案正視圖。
[0024]圖15是浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置的第二方案左視圖。
[0025]圖16是浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置的第一承載工作狀態圖。
[0026]圖17是浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置的第二承載工作狀態圖。
[0027]圖18是浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置的充氣狀態示意圖。
[0028]圖19是浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置的作業流程圖。
[0029]圖中:1、承重甲板箱，la、支墩，lb、通水孔，lc、交叉肋板，ld、柵格桁架，le、頂面板，If、底面板，lg、四周圍板，lh、減輕孔，l1、通氣孔，2、柱腿浮力墩，2a、排水閥，2b、穩定翼，2c、空氣閥，3、滑道，4、半潛塔，4a、艙門，4b、人梯，4c、安全甲板，4d、半潛塔控制臺，4e、氣瓶，4f、壓縮空氣管道，4g、外接充氣閥，5、連接構件，6、承載結構物，7、連至拖輪的纜繩，8、碼頭，8a、碼頭滑道，9、工程船，9a、充氣管道。
【具體實施方式】
[0030]以下參照附圖對本發明的結構做進一步描述。
[0031]圖1、2、3示出了浮墩及塔式潛浮移動運載平臺裝置第一方案圖。該平臺裝置主要包括柱腿浮力墩2、半潛塔4、承重甲板箱1、滑道3、支墩la、穩定翼2b、連接構件5和半潛塔控制臺4d。承重甲板箱I為箱型結構，使用交叉肋板Ic作為支撐頂面板le、底面板If和四周圍板Ig的骨架，在具體工況下，其成為承載結構物6的主要載體，其甲板的頂面板Ie設有支墩la、滑道3及通水孔lb，底面板If也設有通水孔lb，具體工作時可利用滑道3作為臨時承重構件，之后支墩Ia頂起承受重量，提升運載穩定性；桁架式的連接構件5采用圓管結構，連接了承重甲板箱I及半潛塔4，質量較輕而且在保證了強度性能的情況下使得整體結構連續性提高；柱腿浮力墩2和半潛塔4以承重甲板箱I為中心呈四周對稱分布，用于為平臺整體提供浮力使之完成各類工況，柱腿浮力墩2的截面形式有利于減小拖航阻力，半潛塔4外布置有外接充氣閥4g用于連接外接充氣氣源，塔整體可以保證平臺的浮性和初穩