自升平台的桩靴结构试验方法技术

本发明专利技术提供了一种自升平台的桩靴结构试验方法，包括步骤：将桩靴与桩腿段合拢并直立，使桩腿段总高度不小于桩靴的设计水压头高度；在桩靴的上方形成一气密空间，使该气密空间位于桩腿段内并与桩靴的内腔连通而构成一注水腔，并在该注水腔上方支撑一与该注水腔连通的水管，使注水腔顶端的高度小于桩靴的设计水压头高度，并使水管上端的高度大于桩靴的设计水压头高度；往注水腔和水管内注水，使水充满整个注水腔，并使水管内水的高度达到桩靴的设计水压头高度；注水完成后保压，观察试验结果。本发明专利技术采用超高静水压结构试验取代危险性大的水气压混合结构试验，降低安全风险，操作简单，提高工作效率，降低试验成本。

【技术实现步骤摘要】
自升平台的桩靴结构试验方法
本专利技术涉及自升平台的结构试验方案，特别涉及一种自升平台的桩靴结构试验方法，适用于采用液压插销式桩腿的自升平台。
技术介绍
桩腿是自升平台中非常关键的组成部分，用于支撑上部船体的重量以及承受风、浪、流等环境荷载，其结构形式主要有圆柱形桩腿和桁架式桩腿两种。对于圆柱形桩腿的自升平台，其桩腿与液压插销式升降系统相配合实现自升平台的升降，桩腿侧壁设置与升降系统配合的插销孔。桩腿内部为中空结构，桩腿下端固定于内部中空的桩靴上，桩腿的内腔与桩靴的内腔相连通。圆柱式自升平台的桩靴在插桩前无需打压载水，桩靴设计时水压头成为结构强度的必要因素，因此，圆柱式自升平台的桩靴做完结构气密试验后，必须进行结构试验。由于所承受的水压头特别大，难以形成相应高度的水柱进行试验，传统的试验方法为采用水气压混合结构试验，即在桩靴和桩腿构成的一密闭空间内注入部分水后，再通过空压机向该密闭空间内水面上的气体空间加压使桩靴处承受的压力达到设计水压头，此试验方案有如下弊端：一、安全性较差，由于此气压相对比较大，如果操作不当或结构强度不满足，可能瞬间爆炸，存在太大的安全隐患；二、水气压混合试验除了需要高压水泵外还需空压机及其相关设备，操作复杂，试验成本相对比较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自升平台的桩靴结构试验方法，解决现有技术中采用水气压混合试验危险系统高、作业过程复杂的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种自升平台的桩靴结构试验方法，包括步骤：将桩靴与桩腿段合拢并直立，使桩腿段总高度不小于桩靴的设计水压头高度；在桩靴的上方形成一气密空间，使该气密空间位于所述桩腿段内并与所述桩靴的内腔连通而构成一注水腔，并在该注水腔上方支撑一与该注水腔连通的水管，使所述注水腔顶端的高度小于所述桩靴的设计水压头高度，并使所述水管上端的高度大于所述桩靴的设计水压头高度；往所述注水腔和所述水管内注水，使水充满整个注水腔，并使水管内水的高度达到所述桩靴的设计水压头高度；注水完成后保压，观察试验结果。优选地，所述试验方法还包括排气步骤：提供一排气管，在注水至水充满所述桩靴内腔的过程中，利用该排气管将桩靴内腔的空气排出，并在水充满桩靴内腔后封闭该排气管。优选地，所述桩腿段内部固定有水密隔板，该水密隔板将所述桩腿段内部分隔为上下隔离的上空腔和下空腔；使所述下空腔构成所述气密空间并与所述桩靴的内腔相连通而构成所述注水腔。优选地，所述桩靴的顶板和所述水密隔板上均开设有人孔；所述使桩腿段的下空腔与桩靴的内腔构成注水腔具体包括：封堵桩靴步骤：提供一桩靴封堵板，将该桩靴封堵板焊接在桩靴顶板的人孔上；所述排气管固定于所述桩靴封堵板上，排气管一端伸入桩靴内部，且排气管该端管口位于桩靴内腔的顶部，排气管另一端位于桩靴外部，且该端设有排气管阀门；封堵水密隔板步骤：提供一隔板封堵板，将该隔板封堵板焊接在水密隔板的人孔上；所述水管的下端穿过所述隔板封堵板与所述下空腔连通，水管上于隔板封堵板上方还设有水管阀门；在关闭所述排气管阀门和所述水管阀门后即使得所述下空腔和桩靴内腔一起形成所述注水腔。优选地，所述排气步骤设置在所述封堵桩靴步骤和所述封堵水密隔板步骤之间，所述排气步骤具体为：使所述排气管阀门处于打开状态，从所述水密隔板的人孔向所述下空腔注水，在排气管向外连续溢水时关闭所述排气管阀门。优选地，所述排气步骤和所述封堵水密隔板步骤之间还包括步骤：继续向所述下空腔注水直至水位与所述水密隔板之间的高度差达到第一设定间隔值。优选地，所述第一设定间隔值为1mm~10mm。优选地，所述隔板封堵板上还固定有一溢流管，所述溢流管下端伸入所述下空腔，溢流管上端位于所述隔板封堵板上方，且溢流管上设有溢流管阀门；所述使水充满整个注水腔具体为：使所述水管阀门处于关闭状态，溢流管阀门处于打开状态，从溢流管上端管口通过溢流管向所述注水腔注水，在溢流管内水位上升至高于所述水密隔板或从溢流管上端流出时关闭所述溢流管阀门。优选地，所述桩靴结构试验方法还包括：提供一第一储水容器，使该第一储水容器放置在所述水密隔板上，并从该第一储水容器向所述溢流管注水；其中，所述第一储水容器的容积大于所述第一设定间隔值所对应的桩腿段内容积。优选地，所述桩腿段内于所述上空腔内设有支撑架，所述支撑架连接所述桩腿段内壁；桩腿段内还设有竖直放置的冲桩管；所述水管上端支撑于所述支撑架或所述冲桩管上。优选地，所述使水管内水的高度达到所述桩靴的设计水压头高度具体为：在水充满整个注水腔后，使所述水管阀门处于打开状态，从水管上端管口向水管内注水，直至水位达到要求。优选地，所述桩靴结构试验方法还包括：提供一第二储水容器，使该第二储水容器放置于靠近所述桩靴的设计水压头高度处的支撑架上，并从该第二储水容器内向水管内注水；所述第二储水容器的容积大于所述桩靴设计水压头高度与所述水密隔板所在高度的差值所对应的水管内容积。优选地，所述桩靴封堵板和所述隔板封堵板上还均固定有安全阀，各安全阀的阀值为所述桩靴的设计水压头高度值与该安全阀所在高度的差值所等效的气压值。优选地，所述桩靴封堵板的厚度及强度等级与所述桩靴顶板一致，所述隔膜封堵板的厚度及强度等级与所述水密隔板一致。由上述技术方案可知，本专利技术的优点和积极效果在于：1、采用超高静水压进行结构试验，取代了危险性特别大的水气压混合结构试验，极大地降低了试验过程的危险系统；2、试验结构可安排在相应的桩腿分段合拢后进行，可利用桩腿段内的结构支撑水管，合理地解决了超高静水压结构试验水柱高难以支撑的问题；3、试验操作简单快捷，不需要空压机等相关设备，节约了建造成本和使用成本。附图说明图1是本专利技术试验方法实施的结构原理图。图2是按本专利技术试验方法试验时水密隔板上隔板封堵板布置示意图。图3是按本专利技术试验方法试验时桩靴上桩靴封堵板布置示意图。图4是按本专利技术试验方法试验时桩靴内排气管布置示意图。图5是按本专利技术试验方法试验时桩腿内支撑架布置示意图。附图标记说明如下：1、桩靴；11、顶板；111、人孔；2、桩腿段；21、桩腿分段；211、插销孔；212、工艺孔；213、人孔；201、上空腔；202、下空腔；3、水密隔板；31、人孔；4、支撑架；5、冲桩管；6、桩靴封堵板部件；61、桩靴封堵板；611、开孔；62、排气管；621、竖直管段；622、倾斜管段；63、排气管阀门；64、安全阀；65、出水管；66、出水管阀门；7、隔板封堵板部件；71、隔板封堵板；711、开孔；72、溢流管；73、溢流管阀门；74、安全阀；75、水管；76、水管阀门；81、第一储水容器；82、第二储水容器。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。本专利技术提供一种自升平台的桩靴结构试验方法，该试验方法适用于采用液压插销式圆柱形桩腿的自升平台，自升平台的桩腿由多段中空圆柱状的桩腿分段依次向上合拢而成，最下端的一段桩腿分段固定连接在桩靴上，桩腿分段内部与桩靴的内腔相连通。本专利技术的试验方法安排在合拢的桩腿分段总高度大于等于桩靴的设计水压头高度后进行，由于桩靴的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自升平台的桩靴结构试验方法，其特征在于，包括步骤：将桩靴与桩腿段合拢并直立，使桩腿段总高度不小于桩靴的设计水压头高度；在桩靴的上方形成一气密空间，使该气密空间位于所述桩腿段内并与所述桩靴的内腔连通而构成一注水腔，并在该注水腔上方支撑一与该注水腔连通的水管，使所述注水腔顶端的高度小于所述桩靴的设计水压头高度，并使所述水管上端的高度大于所述桩靴的设计水压头高度；往所述注水腔和所述水管内注水，使水充满整个注水腔，并使水管内水的高度达到所述桩靴的设计水压头高度；注水完成后保压，观察试验结果。

【技术特征摘要】
1.一种自升平台的桩靴结构试验方法，其特征在于，包括步骤：将桩靴与桩腿段合拢并直立，使桩腿段总高度不小于桩靴的设计水压头高度；在桩靴的上方形成一气密空间，使该气密空间位于所述桩腿段内并与所述桩靴的内腔连通而构成一注水腔，并在该注水腔上方支撑一与该注水腔连通的水管，使所述注水腔顶端的高度小于所述桩靴的设计水压头高度，并使所述水管上端的高度大于所述桩靴的设计水压头高度；往所述注水腔和所述水管内注水，使水充满整个注水腔，并使水管内水的高度达到所述桩靴的设计水压头高度；注水完成后保压，观察试验结果。2.根据权利要求1所述的桩靴结构试验方法，其特征在于，所述试验方法还包括排气步骤：提供一排气管，在注水至水充满所述桩靴内腔的过程中，利用该排气管将桩靴内腔的空气排出，并在水充满桩靴内腔后封闭该排气管。3.根据权利要求2所述的桩靴结构试验方法，其特征在于：所述桩腿段内部固定有水密隔板，该水密隔板将所述桩腿段内部分隔为上下隔离的上空腔和下空腔；使所述下空腔构成所述气密空间并与所述桩靴的内腔相连通而构成所述注水腔。4.根据权利要求3所述的桩靴结构试验方法，其特征在于：所述桩靴的顶板和所述水密隔板上均开设有人孔；所述使桩腿段的下空腔与桩靴的内腔构成注水腔具体包括：封堵桩靴步骤：提供一桩靴封堵板，将该桩靴封堵板焊接在桩靴顶板的人孔上；所述排气管固定于所述桩靴封堵板上，排气管一端伸入桩靴内部，且排气管该端管口位于桩靴内腔的顶部，排气管另一端位于桩靴外部，且该端设有排气管阀门；封堵水密隔板步骤：提供一隔板封堵板，将该隔板封堵板焊接在水密隔板的人孔上；所述水管的下端穿过所述隔板封堵板与所述下空腔连通，水管上于隔板封堵板上方还设有水管阀门；在关闭所述排气管阀门和所述水管阀门后即使得所述下空腔和桩靴内腔一起形成所述注水腔。5.根据权利要求4所述的桩靴结构试验方法，其特征在于，所述排气步骤设置在所述封堵桩靴步骤和所述封堵水密隔板步骤之间，所述排气步骤具体为：使所述排气管阀门处于打开状态，从所述水密隔板的人孔向所述下空腔注水，在排气管向外连续溢水时关闭所述排气管阀门。6.根据权利要求5所述的桩靴结构试验方法，其特征在于，所述排气步骤和所述封堵水密...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓云，李虎，何龙，魏丽芹，刘坚勇，
申请(专利权)人：烟台中集来福士海洋工程有限公司，龙口中集来福士海洋工程有限公司，中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37