本发明公开一种自升自航式船的固桩装置及方法,包括桩腿和固定耳板,在桩腿套有固定耳板和滑动框架,固定耳板通过多个转动副连接有多个上连杆,在固定耳板上设有多个限位槽,且上连杆的下端连接有下连杆,下连杆的另一端连接在滑动框架上,在桩腿的下端开有滑动槽;首先进行勘测工作,利用滑动槽内的销孔定位滑动框架的最终位置,然后调整滑动框架下面的垫片高度,最后用螺栓连接滑动框架,垫片和齿形块,桩腿先插入海底泥土中,上连杆展开直到碰到预先插在销孔中的定位销,成三脚支架结构,船完成作业需离开井位时,实施拔桩动作。本发明具有结构简单、操作方便,机动性更好,极大地提高了插桩的效率和船的稳定性的优点。
1.一种自升自航式船的固桩装置,其特征在于:包括桩腿(1)和固定耳板(2),在所述桩腿(1)套有固定耳板(2)和滑动框架(10),且所述滑动框架(10)设在所述固定耳板(2)的下端,所述桩腿(1)与固定耳板(2)通过焊接进行固定,所述固定耳板(2)通过多个转动副连接有多个上连杆(5),在所述固定耳板(2)上设有多个与转动副相对应的限位槽(4),且所述上连杆(5)的下端通过转动副连接有下连杆(6),所述下连杆(6)的另一端通过转动副连接在滑动框架(10)上,在所述桩腿(1)的下端成180°对称开有滑动槽(12),所述滑动框架(10)可以沿着桩腿(1)外沿对称分布的滑动槽(12)滑动,且在所述滑动槽(12)内等距设有多个销孔(11),通过销孔(11)可以调整桩腿(1)插入泥中的深度,在所述滑动框架(10)两端下表面通过螺栓(7)连接有方形垫片(8)和方形齿形块(9),通过制作不同大小、规格的方形垫片(8)来调整滑动框架(10)以适应不同的海底环境,所述方形齿形块(9)用于咬合海底泥土,增强桩腿(1)的抗滑移能力。
2.根据权利要求1所述一种自升自航式船的固桩装置,其特征在于:在其中3根所述上连杆(5)用转动副连接在固定耳板(2)上,且与其中3根所述下连杆(6)用转动副连接,在所述固定耳板(2)上开有与3个上连杆(5)对应的3个限位槽(4),3个所述限位槽(4)成120°布置。
3.根据权利要求1或2所述的一种自升自航式船的固桩装置工作方法,其特征在于:首先进行勘测工作,根据不同的地基情况确定插桩的深度,利用滑动槽(12)内的销孔定位滑动框架(10)的最终位置,然后调整滑动框架(10)下面的方形垫片(8)高度,最后用所述螺栓(7)连接滑动框架(10),方形垫片(8)和方形齿形块(9),桩腿(1)先插入海底泥土中,随着桩腿(1)的下降,滑动框架(10)接触到泥土,给泥土一个作用力,根据作用力与反作用力,泥土的反作用力推动所述滑动框架(10)向上滑动,通过转动副(3)和下连杆(6)的作用使上连杆(5)展开直到碰到预先插在销孔(11)中的定位销,成三脚支架结构,三脚支架不仅能提供很大的垂直承载力,而且由于上连杆(5)的三脚插入了泥土当中,可以有效地提高了桩腿(1)的抗水平滑移能力,船完成作业需离开井位时,实施拔桩动作,在拔桩过程中,桩腿(1)首先上拔,由于重力的作用滑动框架(10)自然沿滑动槽(12)相对下落,直至滑动槽(12)最底端,此时上连杆(5)在自身重力和滑动框架(10)拉力的共同作用下,也自动回收,桩靴径向尺寸较小,能够完全收到船体内,而不影响船的吃水。技术领域
本发明涉及海洋工程装备的制造技术领域,xa0特别是一种自升自航式船的固桩装置及方法。
背景技术
海上移动工作船在较平坦的海上床支立时,对于桩腿一般不需要作多少特殊的处理,但是,当海床的基岩出现较陡的坡度时,如果使用一般桩腿定位的话,将会出现船的桩腿滑移,有时甚至会发生整个船倾覆的严重。带桩靴(圆形或方形)的桩,由于桩靴尺寸较大(线性尺寸是桩体尺寸的2-4倍),桩插入海底深度比较浅,这样有利于拔桩,但抗水平滑移能力差,同时有的桩靴在桩完全升起后不能收到船体内,这样使船吃水大大增加,影响了船的作业水深,有的船开了比桩靴尺寸略大的桩靴穴,但由于桩靴穴很大,船结构处理起来比较复杂。xa0带整体沉垫的桩,沉垫支承面积大,沉垫不可能沉入海底,只能是坐在海底上,可提供很大的垂直承载力,适用于软土地基,但对海底平整度要求高,宏观坡度一般不能大于1.5°,而且沉垫易发生淘空、冲刷,易产生水平滑移,抗滑移稳定性较差。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足,提供一种进一步提高桩腿适应不同海底环境和抗水平滑移的能力,且桩靴在桩完全升起后不能收到船体内,机动性更好的一种自升自航式船的固桩装置及方法。一种自升自航式船的固桩装置,包括桩腿和固定耳板,在桩腿套有固定耳板和滑动框架,且滑动框架设在固定耳板的下端,桩腿与固定耳板通过焊接进行固定,固定耳板通过多个转动副连接有多个上连杆,在固定耳板上设有多个与转动副相对应的限位槽,且上连杆的下端通过转动副连接有下连杆,下连杆的另一端通过转动副连接在滑动框架上,在桩腿的下端成180°对称开有滑动槽,滑动框架可以沿着桩腿外沿对称分布的滑动槽滑动,且在滑动槽内等距设有多个销孔,通过销孔可以调整桩腿插入泥中的深度,在滑动框架两端下表面通过螺栓连接有方形垫片和方形齿形块,通过制作不同大小、规格的方形垫片来调整滑动框架以适应不同的海底环境,方形齿形块用于咬合海底泥土,增强桩腿的抗滑移能力;在其中3根上连杆用转动副连接在固定耳板上,且与其中3根下连杆用转动副连接,在固定耳板上开有与3个上连杆对应的3个限位槽,3个限位槽成120°布置,有利于保证连杆机构不进入死点位置。一种自升自航式船的固桩装置的工作方法,首先进行勘测工作,根据不同的地基情况确定插桩的深度,利用滑动槽内的销孔定位滑动框架的最终位置,然后调整滑动框架下面的垫片高度,最后用螺栓连接滑动框架,垫片和齿形块,桩腿先插入海底泥土中,随着桩腿的下降,滑动框架接触到泥土,给泥土一个作用力,根据作用力与反作用力,泥土的反作用力推动滑动框架向上滑动,通过转动副和下连杆的作用使上连杆展开直到碰到预先插在销孔中的定位销,成三脚支架结构,三脚支架不仅能提供很大的垂直承载力,而且由于上连杆的三脚插入了泥土当中,可以有效地提高了桩腿的抗水平滑移能力。船完成作业需离开井位时,实施拔桩动作,在拔桩过程中,桩腿首先上拔,由于重力的作用滑动框架自然沿滑动槽相对下落,直至滑动槽最底端,此时上连杆在自身重力和滑动框架拉力的共同作用下,也自动回收,桩靴径向尺寸较小,能够完全收到船体内,而不影响船的吃水。本发明进一步提高桩腿适应不同海底环境和抗水平滑移的能力,且桩靴在桩完全升起后不能收到船体内,提高了自升自航式船的机动性和工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;图2为滑动框架的俯视图;图中标号:1-桩腿、2-固定耳板、3-转动副、4-限位槽、5-上连杆、6-下连杆、7-螺栓、8-方形垫片、9-方形齿形块、10-滑动框架、11-销孔、12-滑动槽。具体实施方式结合图1与图2示出本发明的一种自升自航式船的固桩装置的具体实施方式,包括桩腿1和固定耳板2,在桩腿1套有固定耳板2和滑动框架10,且滑动框架10设在固定耳板2的下端,桩腿1与固定耳板2通过焊接进行固定,固定耳板2通过多个转动副连接有多个上连杆5,在固定耳板2上设有多个与转动副相对应的限位槽4,且上连杆5的下端通过转动副连接有下连杆6,下连杆6的另一端通过转动副连接在滑动框架10上,在桩腿1的下端成180°对称开有滑动槽12,滑动框架10可以沿着桩腿1外沿对称分布的滑动槽12滑动,且在滑动槽12内等距设有多个销孔11,通过销孔11可以调整桩腿1插入泥中的深度,在滑动框架10两端下表面通过螺栓7连接有方形垫片8和方形齿形块9,通过制作不同大小、规格的方形垫片8来调整滑动框架10以适应不同的海底环境,方形齿形块9用于咬合海底泥土,增强桩腿1的抗滑移能力;在其中3根上连杆5用转动副连接在固定耳板2上,且与其中3根下连杆6用转动副连接,在固定耳板2上开有与3个上连杆5对应的3个限位槽4,3个限位槽4成120°布置,有利于保证连杆机构不进入死点位置。一种自升自航式船的固桩装置的工作方法,首先进行勘测工作,根据不同的地基情况确定插桩的深度,利用滑动槽12内的销孔定位滑动框架10的最终位置,然后调整滑动框架10下面的方形垫片8高度,最后用所述螺栓7连接滑动框架10,方形垫片8和方形齿形块9,桩腿1先插入海底泥土中,随着桩腿1的下降,滑动框架10接触到泥土,给泥土一个作用力,根据作用力与反作用力,泥土的反作用力推动所述滑动框架10向上滑动,通过转动副3和下连杆6的作用使上连杆5展开直到碰到预先插在销孔11中的定位销,成三脚支架结构,三脚支架不仅能提供很大的垂直承载力,而且由于上连杆5的三脚插入了泥土当中,可以有效地提高了桩腿1的抗水平滑移能力。船完成作业需离开井位时,实施拔桩动作,在拔桩过程中,桩腿1首先上拔,由于重力的作用滑动框架10自然沿滑动槽12相对下落,直至滑动槽12最底端。此时上连杆5在自身重力和滑动框架10拉力的共同作用下,也自动回收,桩靴径向尺寸较小,能够完全收到船体内,而不影响船的吃水。本发明进一步提高桩腿适应不同海底环境和抗水平滑移的能力,且桩靴在桩完全升起后不能收到船体内,机动性更好,极大地提高了插桩的的效率和船的稳定性。