动载荷下导管架平台桩-土作用试验装置制造方法及图纸

一种动载荷下导管架平台桩-土作用试验装置，设有箱体、导管架模型、承载装置、液压缸、导向滑动装置，其中，导管架模型及承载装置安装在箱体上，液压缸固定在承载装置上，导向滑动装置安装在承载装置上，箱体内安装有检测装置，通过上述连接构成一动载荷下导管架平台桩-土作用试验结构。本实用新型专利技术可以模拟复杂的海洋环境荷载，并通过对导管架平台相似模型施加作用力，能够更全面、准确地分析桩-土作用关系；同时，能够准确的模拟实际工程中导管架平台的桩-土作用，并根据试验结果有针对性的改善导管架平台桩基基础，以达到提高导管架平台使用寿命和进一步保证平台安全性、可靠性目的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及试验装置，尤其涉及ー种用于模拟海洋环境载荷作用下平台桩-土相互作用关系的动载荷下导管架平台桩-土作用试验装置，属于海洋工程

技术介绍
在海上石油开发工程中，需要在海上建造采油平台、生活平台、中心处理平台等各种平台。平台一般主要包括海洋工程组块、水下支撑结构-导管架及立管等海洋工程结构物，这些海洋工程结构物一般为钢结构。在导管架平台长期经受波浪、海风、冰等环境荷载的作用下，致使平台桩与桩基土 体产生相互作用力。平台桩与桩基土体产生相互作用力后会使土体约束カ减弱，进而导致平台桩基松动，影响整体平台结构安全。因此，需要通过试验来分析平台桩与桩基土体作用カ对平台结构安全影响规律。目前，国内外的相关研究多是基于模拟地震振动的桩-土作用研究，尚未见到相关环境荷载作用下导管架平台桩与桩基土体相互作用的研究文献。一般情况下，可进行单桩的桩-土相互作用试验，但，此种试验与导管架平台桩与桩基土体相互作用偏差较大。因此，在一定理论分析的基础上，模拟海底エ况，建立合理的试验方法和装置，结合试验研究导管架平台桩-土作用对于平台安全、可靠的开采深水油气具有非常重要的意义。
技术实现思路
本技术的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种动载荷下导管架平台桩-土作用试验装置，其可以模拟复杂的海洋环境荷载，并通过对导管架平台相似模型施加作用力，能够更全面、准确地分析桩-土作用关系；同吋，能够准确的模拟实际工程中导管架平台的桩-土作用，井根据试验结果有针对性的改善导管架平台桩基基础，以达到提高导管架平台使用寿命和进ー步保证平台安全性、可靠性目的。本技术的目的是由以下技术方案实现的—种动载荷下导管架平台桩-土作用试验装置，其特征在于设有箱体、导管架模型、承载装置、液压缸、导向滑动装置，其中，导管架模型及承载装置安装在箱体上，液压缸固定在承载装置上，导向滑动装置安装在承载装置上，箱体内安装有检测装置，通过上述连接构成ー动载荷下导管架平台桩-土作用试验结构。所述箱体为筒形结构,箱体内装有土体及水,其中,水位高于土体的上表面。所述导管架平台模型安装在箱体的中部，导管架平台模型与导管架原型的比例为1 50，导管架平台模型的主桩腿插入到箱体饱和的土体内。所述承载装置包括承载台、数个支撑柱、挂杆、挂钩、滑动套、滚珠逆止器、承载环、吊杆，其中，承载环设在承载台的上面，承载杆穿过承载台的一端与承载台相连，吊杆的一端与承载台垂直相连，另一端安装在承载环上，挂钩的一端和滚珠逆止器固定于承载杆上，挂钩另一端悬挂在挂杆上，挂杆安装在支撑柱上，支撑柱安装在承载环及导向环之间。所述液压缸安装在承载台上，液压缸的伸縮杆与导管架平台模型相连；液压缸为伺服液压缸。所述导向滑动装置设有导向环，导向环上设有数个导向定位孔，导向定位孔内安装有用干支撑承载台的定位螺栓，导向环安装在箱体上端外側。所述检测装置包括应变片、应变式土压カ盒、位移传感器，其中，应变片及应变式土压カ盒固定于导管架平台桩腿上，应变式土压カ盒的一端与土体接触，位移传感器的一端固定于导管架平台桩腿上，另一端固定于箱体上。所述滑动套为圆柱形且内部中空，滑动套与承载杆连接为一体。本技术的有益效果I.通过伺服液压缸来模拟复杂的海洋环境荷载，并通过控制伺服液压缸来对导管 架平台相似模型施加作用力，本技术能更全面准确的分析桩-土作用关系。2.通过导向环可以调节伺服液压缸从0°、45°、90°三个方向对导管架平台模型的不同部位施加作用力，进而更为全面的从不同角度模拟海洋环境载荷，以保证模型试验的准确与真实可靠。3.通过控制承载台的高度来调节伺服液压缸对导管架平台模型施加作用力的位置，进而模拟不同海况下的环境载荷，比如各种高度海浪或各种高度海冰时的作用力等。4.承载装置与土箱配合连接为一体，在伺服液压缸加载作用カ时，可以将伺服液压缸的反作用力传递到土箱上，进而保证施加的作用カ较大时试验可以平稳进行。附图说明图I为本技术立体结构示意图。图2为本技术结构主视图。图3为本技术结构俯视图。图4为本技术结构试验原理示意图。图中主要标号说明I.箱体、2.导管架平台模型、3.液压缸、4.承载装置、4. I滑动套、4. 2挂杆、4. 3挂钩、4. 4承载杆、4. 5吊杆、4. 6承载台、4. 7滚珠逆止器、4. 8承载环、4. 9支撑柱、5.导向滑动装置、5. I导向环、5. 2导向定位孔、5. 3导向定位螺栓、6. 土体、7.水、8. 土压カ盒、9.应变片、10.位移传感器、11.加速度传感器。具体实施方式如图I-图3所示，本技术设有箱体I、导管架平台模型2、承载装置4、液压缸3、导向滑动装置5，其中，导管架平台模型2及承载装置4安装在箱体I上，液压缸3固定在承载装置4上，导向滑动装置5安装在承载装置4上。箱体I为筒形结构，用于装载物性与力学特性与原型海床海土相接近的土体6及水7，其中，水位闻于土体的上表面，用以构建试验的粧基基础环境，可以有效的I旲拟研究现实海洋环境载荷引起的导管架平台的桩-土作用关系。导管架平台模型2安装在箱体I的中部，按照相似定理按照相似定理设计制造的导管架平台模型2与导管架原型的比例为1 50，导管架平台模型2与导管架原型物理性能、力学性能相似，用于研究导管架平台的物理性能。导管架平台模型2的主桩腿插入到箱体I饱和的土体6内，当导管架平台模型2受到外部载荷时，桩腿与土体会产生桩-土作用。承载装置4包括承载台4. 6、数个支撑柱4. 9、挂杆4. 2、挂钩4. 3、滑动套4. I、滚珠逆止器4. 7、承载环4. 8、承载杆4. 4、吊杆4. 5，其中，承载环4. 8设在承载台4. 6的上面，承载杆4. 4穿过承载台4. 6的一端与承载台4. 6相连，吊杆4. 5与承载台4. 6垂直相连，另一端安装在承载环4. 8上，用于吊起承载台4. 6，挂钩4. 3的一端和滚珠逆止器4. 7固定于承载杆4. 4上，挂钩4. 3另一端悬挂在挂杆4. 2上，挂杆4. 2安装在支撑柱4. 9上，支撑柱4.9通过导向定位螺栓5. 3安装在承载环4. 8及导向环5. I之间。本实施例支撑柱4.9设有三个，根据需要也可设置四个。液压缸3安装在承载台4. 6上，液压缸3的伸縮杆与导管架平台模型2相连，用于 给导管架平台模型2施加载荷。本实施例液压缸为伺服液压缸。滑动套4. I为圆柱形且内部中空，滑动套4. I与承载杆4. 4采用焊接方式连接为一体。当升降承载杆4. 4时滑动套4. I可在支撑柱4. 9上同时做升降滑动运动。导向滑动装置5设有用于调整支撑架的角度导向环5. 1，导向环5. I上设有数个导向定位孔5. 2,导向定位孔5. 2内安装有用于支撑承载台4. 6的导向定位螺栓5. 3,导向环5. I安装在箱体I上端外側。承载台4. 6的高度由位于承载杆4. 4上的挂钩4. 3来调节，即通过挂钩4. 3与相应的挂杆4. 2配合来调节承载台4. 6的高度。高度调节好后再调节吊杆4. 5的位置以使承载台4. 6保持水平位置。导向环5. I与箱体I采用焊接方式连接及位置固定。通过旋转支撑柱4. 9与承载环4. 8可调整角度。角度调整完毕后，通过导向固定螺栓5. 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动载荷下导管架平台桩-土作用试验装置，其特征在干设有箱体、导管架模型、承载装置、液压缸、导向滑动装置，其中，导管架模型及承载装置安装在箱体上，液压缸固定在承载装置上，导向滑动装置安装在承载装置上，箱体内安装有检测装置，通过上述连接构成ー动载荷下导管架平台桩-土作用试验结构。2.根据权利要求I所述的动载荷下导管架平台桩-土作用试验装置，其特征在于所述箱体为筒形结构，箱体内装有土体及水，其中，水位高于土体的上表面。3.根据权利要求I所述的动载荷下导管架平台桩-土作用试验装置，其特征在于所述导管架平台模型安装在箱体的中部，导管架平台模型与导管架原型的比例为1 50，导管架平台模型的主桩腿插入到箱体饱和的土体内。4.根据权利要求I所述的动载荷下导管架平台桩-土作用试验装置，其特征在于所述承载装置包括承载台、数个支撑柱、挂杆、挂钩、滑动套、滚珠逆止器、承载环、吊杆，其中，承载环设在承载台的上面，承载杆穿过承载台的一端与承载台相连，吊杆的一端与承载台垂直相连，另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雷，段梦兰，胡知辉，孟元栋，李记忠，王国栋，邓平，王凤云，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，海洋石油工程股份有限公司，中国石油大学北京，
类型：实用新型
国别省市：