半潛平臺資料

1、海上半潛式平臺的相關調研資料匯編4.1海洋石油 981海洋石油 981 深水半潛式鉆井平臺，簡稱“海洋石油 981”，中國海油深海油 氣開發(fā)五型六船 之一，是根據(jù)中國海洋石油總公司（簡稱“中海油”）的需求和 設計理念，由中國船舶工業(yè)集團公司第七八研究所設計、上海外高橋造船有限公 司承建的，耗資 60 億元，中海油擁有自主知識產(chǎn)權，由中海油服租賃并運營理。 該平臺采用美國 F&G公司 ExD系統(tǒng)平臺設計，在此基礎上優(yōu)化及增強了動態(tài)定位能 力，以及錨泊定位，是在考慮到南海惡劣的海況條件下設計的，整合了全球一流的 設計理念、一流的技術和裝備，所以它還有著“高精尖”內涵。除了通過緊急關斷 閥、遙控聲吶

2、、水下機器人等常規(guī)方式關斷井口，該平臺還增添了智能關斷方式， 即在傳感器感知到全面失電、失壓等緊急情況下，自動關斷井口以防井噴。設計能 力可抵御兩百年一遇的超強臺風，首次采用最先進的本質安全型水下防噴器系統(tǒng)， 具有自航能力，還有世界一流的動力定位系統(tǒng)。主要參數(shù)海洋石油 981 深水半潛式鉆井平臺長 114米，寬 89米，面積比一個標準足球 場還要大，平臺正中是約 56 層樓高的井架。該平臺自重 30670 噸，承重量 12.5 萬 噸，可起降中國最大的“ Sikorsky S -92 型”直升機。作為一架兼具勘探、鉆井、 完井和修井等作業(yè)功能的鉆井平臺，“海洋石油 981”代表了海洋石油鉆井平

3、臺的 一流水平，最大作業(yè)水深 3000 米，最大鉆井深度可達 10000 米。該平臺總造價近 60 億元。4.2“油服創(chuàng)新號 ” 鉆井平臺“油服創(chuàng)新號” 鉆井平臺是按照挪威海域的相關法律、法規(guī)、規(guī)范、標準來 設計和建造的半潛式鉆井平臺，滿足挪威石油安全管理局、挪威海事局、挪威船級 社、挪威石油工業(yè)技術標準及傳統(tǒng)半潛式鉆井平臺的相關要求，具備在全球海況最 復雜的挪威北海海域作業(yè)的能力，同時適用于全球其他海域。“油服創(chuàng)新號” 鉆井平臺長 104.5 米、型寬 65 米、型深 36.85 米，設計吃 水 9.5 米 17.75 米，作業(yè)水深 70750米，最大垂直鉆井深度 7500 米，最大可變 甲

4、板載荷 4000噸，額定居住人員 120 人，集鉆修井、居住等功能于一身。 DP3動力 定位系統(tǒng)及無人值班的機艙設計方案，實現(xiàn)在駕駛室及操作室集中遙控操作?！坝?服創(chuàng)新號”關鍵設備的選配和建造均滿足挪威石油安全管理局最新AoC標準。14.3勘探三號勘探三號半潛式鉆井平臺是中國第一座半潛式鉆井平臺，隸屬中國石化集團上 海海洋石油局， 1984年 6月由上海 708 研究所、上海船廠、海洋地質調查局聯(lián)合設 計，上海船廠建造，于 1984年7月正式交付使用。該平臺總長 91米，寬 71米， 高約 30 米，性能優(yōu)良，設備先進，安全可靠，達到了那時國際上同類型半潛式鉆 井平臺的水平，同時具有中國船級社

5、和美國船級社的入級證書，建成后立即投入到 東海油氣田的勘探工作中，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了“平湖”等許多高產(chǎn)油氣井，并曾創(chuàng)出當時 中國海上鉆井深度達 5000 米的紀錄，為中國東海油氣田的開發(fā)作出了重大貢獻?？碧饺柊霛撌姐@井平臺適用于水深、海況較惡劣的海區(qū)。該平臺由一座箱式 甲板（亦稱平臺甲板） 6 根大型立柱、一座高大井架和兩只潛艇式的沉墊組成。從 沉墊底部到平臺的上甲板有 35.2 米高，相當于一座 12 層的高樓，如果算到井架頂 部總高有 100米，總長 91米，總寬 71米，工作排水量 219910噸，工作吃水 2 米， 平臺上裝有 900 項， 8600多臺件機電設備。平臺甲板被 6根直徑 9米

6、的主柱高高地 托在高空。它除了包括鉆井、泥漿、固井、防噴系統(tǒng)在內的全套鉆探設備外，還配 置了 4組（ 8臺）150噸的電動錨機， 5組 660千瓦的柴油發(fā)電機組。同時，船上還 配有潛水鐘和甲板減壓艙組成的 200 米飽和潛水系統(tǒng)，防火、防爆和可燃性氣體自 動報警系統(tǒng)等現(xiàn)代化設備。4.4南海 2 號南海二號半潛式鉆井平臺是一艘有自航能力的半潛式鉆井船（亦稱鉆井臺）。 它原是挪威阿科集團（ Aker Group）設計并于 1974年同時建造成德兩艘姐妹船的一 艘。其型號為： Aker-H3，原船名叫格尼 . 多爾芬（ Borgny Dolghin）.1975 年首先在 挪威北海海域鉆井（還改造過起

7、重浮船），先后打井 11 口。 1977年賣給我國原南 海石油公司， 1978年 3月被拖至我國南海，而被命名為南海二號的。 1978年 4 月至 1979年 11月，在我國南海鶯歌海海域鉆井三口（井深分別為 2335米， 2850 米， 2500 米）總進尺 7685米。該平臺在挪威北海和我國南海海域使用了五年鉆井 14 口后，船體，特別是舾 裝設備均需要進行大修，因此于 1979年11月28日停止使用于 1980年4月至 9月 送日本進行修理。在日本主要修理了錨機、大型交流直流電機和液壓部分等設備， 同時結合我國國內使用的實際情況，增加了一層生活艙和一些相關的設備，改建了 直升飛機坪，對原

8、二組空調設備進行了擴建，并另增添了一組空調設備。日本修理 后，返航至海南島三亞港停泊，待修鉆井等設備。4.5南海 5 號南海 5 號”長 92.35 米，高 117.7 米，重 11640 噸，海底鉆井深度達 5000米，隸屬于中國海洋石油服務股份有限公司， 1984 年投入營運4.6 南海 6 號“南海 6 號”鉆井平臺是中海油公司的一條自航半潛式近海鉆井船， 1982 年由 瑞典 GVA船廠建造，由美國弗雷德戈得曼公司設計，能夠在60457 米水深中工作，鉆井深度達 7842 米。4.7 勘探 4 號勘探四號是 1983 年由新加坡遠東船廠建造的一條半潛式鉆井平臺，設計型式 為 I 一 9

9、29，人級于 ABS，最大鉆井作業(yè)深度為 7620m，最大作業(yè)水深 600m。平臺 建成后一直在英國北海海域從事鉆井作業(yè)。 1 995 年被中國石化集團新星石油公司 的前身地質礦產(chǎn)部石油地質海洋地質局買入。第二部分 初步設計方案第 5 章 海上可移動升降式多功能工作平臺方案設計原則及要點5.1設計原則平臺按“ CCS”規(guī)范和規(guī)則規(guī)定以及相關的各項國家專業(yè)標準進行設計 :（1）平臺拖航條件滿足“ CCS”航區(qū)的要求；（2）平臺總體性能遵照先進性和適航性相結合的原則；（3）可靠性基礎上的安全與創(chuàng)新性相結合的原則；（4）結構設計優(yōu)化的原則；（5）配套設施操作維護方便的原則；（6）生活設施完善舒適的原

10、則。5.2設計規(guī)范海上移動平臺安全規(guī)則（ 1992） 船舶與海上設施法定檢驗技術規(guī)則（ 1999） 海上移動平臺入級與建造規(guī)范（ 2005） 海上平臺安全規(guī)則、海上移動平臺安全規(guī)則補充規(guī)定（ 1994） 海上固定平臺、移動平臺入級與建造規(guī)范補充規(guī)定（ 1994） 鋼質海船入級與建造規(guī)范（ 2006） 鋼質海船入級與建造規(guī)范（修改通報） 2007材料與焊接規(guī)范（ 2006）材料與焊接規(guī)范修改通報（ 2007）5.3設計要求及要點設計工況（1）工作平臺的強度分析應至少考慮以下設計工況：正常作業(yè)工況、遷移工況、 升降工況和自存工況。必要時，還應對事故工況予以特殊考慮。設計時，應對遷移 工況、升降工況

11、和自存工況予以特別關注。（2）正常作業(yè)工況系指在規(guī)定的環(huán)境條件下，工作平臺滿載并升到預定標高進行 正常作業(yè)時的狀態(tài)。（3）遷移工況系指工作平臺進行遷移過程中的狀態(tài)，可分為工作區(qū)域內遷移工況 和遠洋遷移工況。（4）升降工況系指工作平臺升降樁腿，預壓及升、降平臺主體時的狀態(tài)。（5）自存工況系指極端環(huán)境條件下，工作平臺不能繼續(xù)作業(yè)，但可通過調整可變 載荷或放棄部分載荷以及其他措施以達到某種較為安全的狀態(tài)。設計載荷（1）每種設計工況均應考慮靜載工況和靜載荷與環(huán)境載荷相組合的工況。環(huán)境載 荷按本篇第 2 章計算，各設計工況的相應安全系數(shù)按本篇第 3 章第 3 節(jié)取用。（2）正常作業(yè)工況： 靜載荷包括平臺

12、重量、所有固定裝置、供應品和壓載重量以 及作業(yè)載荷；環(huán)境載荷取操作手冊中正常作業(yè)允許的最大風、波浪、海流要素或載 荷以及海床支承力。（3）遷移工況：靜載荷包括遷移時平臺重量、所有固定裝置、供應品和壓載重量 以及浮力；環(huán)境載荷： 工作范圍內遷移：風速不小于 36m/s（70kn），波浪載荷 按工作區(qū)域內遷移環(huán)境條件確定波浪要素，且與海流按最不利情況進行組合； 遠洋遷移：風速不小于 51.5m/s （100kn），波浪載荷按最大遷移環(huán)境條件確定波浪 要素，且與海流載荷按最不利情況進行組合；應考慮平臺傾斜和運動加速度以及拖 纜拉力的影響。（4）升降工況：靜載荷為升降平臺主體或樁腿時的平臺重量、固定裝

13、置、供應品 和壓載重量等；環(huán)境載荷取操作手冊中規(guī)定的允許升降平臺主體或樁腿時的最大 風、浪和海流要素或載荷。（5）自存工況：靜載荷為適應自存狀態(tài)的平臺重量、固定裝置、供應品和壓載重 量等；環(huán)境載荷取操作手冊中規(guī)定的平臺自存時的最大風暴條件。海床條件平臺的作業(yè)海床條件由業(yè)主 / 作業(yè)者提供并承擔相應責任， CCS與海床條件有 關的所有入級要求應基于業(yè)主 / 操作者提供的海床條件。業(yè)主 / 作業(yè)者應確保平臺 的實際海床條件不劣于其設計的假定值。海床條件應記錄在平臺的操作手冊中。 氣隙（1）氣隙系指平臺主體升到作業(yè)位置時，主體結構最低構件下沿與最大設計波高 的波峰之間的凈空距離（見下圖）。氣隙 C為

14、C1和1.2m 之小者：C1 H1 H 2 H3 m 式中： H1 天文潮高， m；H2 風暴潮高， m；H3 最大設計波浪在基準水面上的高度， m。（2）平臺的氣隙應記入操作手冊中。主體結構（1）工作平臺主體結構可分為主桁和其他結構兩類。主桁是連接樁腿圍阱的強力 結構，通常由底板、舷側板、強力甲板、沿主桁長度方向的內側壁或水密艙壁以及 連接并支撐這些艙壁的桁材所組成。（2）工作平臺主體結構應設計成一完整結構，使其具有足夠的強度以承受由所有 樁腿支撐在升起位置時所產(chǎn)生的全部應力。應采用公認接受的方法將所有的固定載 荷和可變載荷從其作用位置分配至樁腿。主體結構的構件尺寸的確定應與此載荷的 分布相

15、一致，且應不小于相關規(guī)定。構件尺寸的確定應符合規(guī)范中有關總體強度、 局部強度和許用應力的要求。（3）固樁區(qū)構件尺寸應滿足總體強度和局部強度的要求，且應不低于對甲板室的 尺寸要求。該區(qū)域構件與其他部位構件連接應有恰當?shù)倪^渡。在固樁區(qū)及其附近0.1 主桁長度范圍內的殼板上原則上不應開孔。必需開孔時應做適當補強，并應經(jīng) CCS同意。沉墊與樁靴（1）沉墊和樁靴的主要構件尺寸一般按 CCS規(guī)范有關要求進行計算確定。一般情 況下，對于沉墊和樁靴結構的專門分析應采用局部三維有限元的方法進行強度分析 與校核。模型應能表征所有主要構件的應力分布。沉墊和樁靴結構的板材磨耗許用 值應不小于 3.5mm。（2）在樁靴

16、的計算分析中，應考慮所有的情況，以確定最危險的作用模式。對于 載荷及組合，應至少考慮以下作用情況： 將樁腿的最大預壓力以集中和 / 或分布的方式作用在樁靴與海底的初始接觸和 / 或整個底部的面積上（取其最不利的作用方式）； 作用在整個底部面積上的最大樁腿力按線性壓力分布，即一端為零，另一端為 平均值的 2 倍；10 壓力分布應包含所有可能的波浪作用方位；適用時，應對平臺在移動時樁靴不完全伸縮回去的情況予以特別關注。必要時， 應對該種情況的樁腿和樁靴之間的連接做專門的詳細分析。（ 3）應對沉墊 / 樁靴與樁腿的連接區(qū)域和沉墊 / 樁靴結構內部的連接件、框架和 撐柱加以特別注意 , 以使其能恰當傳

17、遞樁腿和沉墊 / 樁靴之間的載荷。（4）不與海水連通的液艙艙壁的構件尺寸應不小于 CCS鋼質海船入級與建造規(guī) 范對深艙的要求，其設計水頭應取至天文潮和風暴潮的設計水面處。（5）沖刷對沉墊坐底面積的影響應予以考慮。坐底面積喪失率可按20% 計算。如裝有裙板，將對其效應給予特殊考慮。（6）沉墊和樁靴的設計應能承受當平臺處于漂浮狀態(tài)并經(jīng)受波浪運動作用時觸底 的沖擊，且應使強度有較大的富裕。樁腿 （1）工作平臺的樁腿通常設為三腿或四腿。樁腿可分為殼體式或桁架式。殼體式 樁腿可有筋或無筋兩種形式。樁腿端可設有各自獨立的樁靴或所有樁腿端連接在底 部的整體沉墊上，以阻止樁體過度貫入海底中。（2）應對樁腿結構

18、進行本節(jié)所述工況的計算分析和強度校核，以確定構件尺寸。 設計水深大于 100m 或位于極嚴重的環(huán)境條件海域時，應考慮動力效應的影響。所 有的計算應采用公認的或經(jīng) CCS認可的計算方法。（3）應注意工作平臺在正常作業(yè)工況和自存工況時，樁腿的主要部分、樁靴和升 降室結構將可能達到危險臨界狀態(tài)；在遷移工況時，樁腿的下部和升降室結構將可 能達到危險臨界狀態(tài)。此外，應對樁腿在主結構支撐點處的剪力加以特別注意。（4）在平臺遷移中，應使得樁腿對于平臺在任一預期高度位置上的支承有足夠的 強度安全保證，且該位置應記載于作業(yè)手冊中。（5）對于桁架式樁腿結構，主弦桿的長細比應不超過 40 或整個樁腿長細比 2/3

19、的小者，否則應對桿件進行計入結點剛度和偏心效應的彎曲壓縮失穩(wěn)模式的屈曲 強度驗證。（6）由于軸向壓縮引起的樁腿整體側向位移所引起的二次力和力矩應加以考慮， 并按下式計入 P- 效應：1 P m1 PE式中： 主船體線彈性一階側向位移， m；P樁腿平均受壓載荷，如將平臺的總樁腿力除以樁腿根數(shù)所得之值；11PE 整根樁腿的彈性臨界力（歐拉力），取與同一單位制。（7）如平臺樁腿采用高強度淬火回火鋼，則應對樁腿與沉墊或樁靴連接處的焊接 規(guī)程（如預熱和冷卻率）予以特殊考慮。任一焊縫的無損探傷檢測工作應在其施焊 完成后的至少 48 小時之后才能進行。（8）正常作業(yè)工況和自存工況 載荷按最大靜重力載荷、風、

20、浪、流最不利組合及樁腿變形引起的附加彎矩計 算。 插樁式樁腿應按海底泥面下 3m 處鉸支來模擬其有限元模型的邊界條件。 帶有獨立樁靴的樁腿在設置底端部的邊界條件時，可按樁腿 / 樁靴的貫入深度 給予適當考慮。 樁腿上所受波浪和海流載荷一般按第 2 章第 3 節(jié)計算。對于帶有齒條的圓柱形 弦桿、三角形弦桿或其他非圓管形構件的拖曳力慣性系數(shù) CD和CM 之值，應由試驗 或有關文獻資料確定。 當深水工作平臺在較淺海區(qū)作業(yè)時，還應對高聳在平臺主體甲板以上的樁腿部 分作振動分析。（9）遷移工況 工作區(qū)域內遷移時，作用在樁腿上的計算彎矩 M 按下式確定：M M1 1.2M 2 kN m式中： M1 平臺在

21、固有周期下縱搖或橫搖單邊擺幅為 6時的樁腿動彎矩， kNm；M2 平臺傾斜 6時樁腿重量產(chǎn)生的靜彎矩， kNm。 在對工作區(qū)域內遷移工況的分析中，應對所建議的樁腿任一垂向位置的構造布 置進行分析研究，內容應包括結構和穩(wěn)性方面。批準的樁腿位置應載入平臺的操作 手冊中。 遠洋遷移時，作用在樁腿上的計算彎矩 M 按下式確定：M M3 M 4 M5 kN m式中： M 3 預期最嚴重遷移環(huán)境中由平臺運動加速度引起的彎矩， kNm；M 4 與相同環(huán)境中由平臺運動重力引起的彎矩， kN m；M 5 相應的風壓力矩， kN m；M亦可用認可的方法或模型試驗求得；M亦可按周期 10s，單邊橫搖擺幅 15或單邊

22、縱搖擺幅 10時的彎矩及平臺在 相應傾角時重力彎矩的 120% 求得。 應注意在遷移工況時主要波浪周期與樁腿固有周期是否接近，如有共振可能或12 振幅太大時應采取措施。 遠洋遷移時 , 應對樁腿采取適當?shù)募庸檀胧?，必要時可將樁腿拆去一段。 批準的遠洋遷移環(huán)境條件應載入平臺的操作手冊中。(10)升降工況 應考慮最大傾覆載荷的作用。該載荷應按平臺實際可變載荷與環(huán)境載荷的最不 利組合來確定，且應計入導致樁腿發(fā)生側向位移的力和彎矩的作用。 對樁腿操作，建議如下： 樁腿下放至即將觸及海底：樁腿應設計成可承受即觸未觸前可能作用在其無支 撐段上的動載荷，且還能承受平臺仍處在漂浮狀態(tài)，由于波浪作用引起樁腿撞擊

23、海 底而產(chǎn)生的撞擊載荷；樁腿下放指導：樁腿下放時的平臺最大設計運動、海底狀況和海況應清晰地示 于平臺的操作手冊中。當作業(yè)區(qū)域條件超過許用限制時，不得將樁腿觸及海底。 沒有沉墊的樁腿應能承受預壓載荷，即預壓載荷應不小于極端環(huán)境條件下的最 大重力載荷和傾覆載荷之和。批準的預壓載荷應載入平臺的操作手冊中。 升降裝置處的結構(1) 升降室主結構和構架應具有足夠強度抵抗和適當傳遞樁腿與主結構之間的載 荷。應按最大設計載荷校核升降裝置處的結構承載構件。(2) 一般情況下，對于升降室主結構和構架結構的專門分析應采用局部三維有限元 方法進行強度分析與校核。模型應能表征所有主要構件的應力分布。甲板室結構 甲板室

24、應按其大小、功能和所處位置具備足夠的強度。其構件尺寸應符合 CCS 規(guī)范有關要求。若甲板室靠近平臺舷側時，則其構件尺度可要求滿足CCS鋼質海船入級與建造規(guī)范第 2 篇第 2 章第 18 節(jié)中對于無保護前端壁的有關要求。13第 6 章 海上可移動升降式多功能工作平臺基本結構形 式選取6.1樁腿結構形式樁腿是海上可移動升降式多功能工作平臺的關鍵。工作平臺的主體依靠樁腿的 支撐才得以升離水面，使平臺處于鉆井作業(yè)狀態(tài)。樁腿的作用除了支撐平臺的全部 重量外，還要經(jīng)受住各種環(huán)境外力的作用。當作業(yè)水深加大時 , 樁腿的長度、尺寸 和重量迅速增加 , 作業(yè)和拖航狀態(tài)的穩(wěn)性亦變差。所以，工作平臺最大的作業(yè)水深

25、受到制約 , 作業(yè)范圍限于大陸架 200m水深以內。樁腿的設計主要取決于以下幾點： （1）所承受平臺的全部重量； （2）所承受的波浪載荷的大??；（3）平臺在動力響應下的強度和穩(wěn)性；（4）與升降裝置的連接；（5）安裝方法和制造費用。 樁腿結構形式有柱體式和桁架式兩大類。 殼體式樁腿由鋼板焊接成封閉式結構 , 其斷面有圓柱形和方箱形兩種 , 殼體式 樁腿可有加筋或無加筋兩種形式，一般用于作業(yè)水深 60m以下的自升式平臺。如工 作水深再增大，用殼體式樁腿不夠經(jīng)濟，主要是所受波浪力隨樁腿尺寸增加而大大 增加，樁腿重量也大大增加。一般來說，殼體式樁腿的制造比較簡單，結構也堅 固。桁架式樁腿由弦桿、水平撐

26、桿和斜撐桿組成 , 其截面有三角形和正方形。由于 透空，樁腿上的波浪力和海流力大大減小。在樁腿弦桿上帶有齒條，與齒輪齒條升 降裝置配合，桁架式樁腿常用于深水海域作業(yè)。14桁架式樁腿根據(jù)調研結果，工作水深在 40m以下的自升式平臺均采用的是殼體式樁腿， 40m以上的均采用的是桁架式樁腿。而從瓊州海峽大橋的選線情況來看，平臺的工 作水深為 45 米左右。綜合考慮到海上可移動升降式多功能工作平臺在瓊州海峽大 橋施工上，以及將來可能在更深的海域工作等因素，“海上可移動升降式多功能工 作平臺研究”項目，把工作平臺的目標工作水位定在 80m。因此，工作平臺選用桁 架式作為樁腿的結構形式。K型X型倒K型6.

27、2桁架式樁腿支撐形式15表為這三種型式支撐結構的數(shù)據(jù)對比：型式相同桿件重量相同波浪載荷相同強度相同桿件尺寸波浪載荷強度重量強度重量波浪載荷重量波浪載荷強度K127%38%100%25%238%142%107%107%31%X100%100%100%100% 100%100%100%100%100%倒K100%48%100%48%187%112%84%84%31%以 X 型支撐型式計算得到的數(shù)據(jù)為參考，在相同桿件重量條件下， K 型支撐型 式和倒 K型支撐型式的強度分別只能達到 X型支撐型式強度的 38%和 48%；在相同 波浪載荷下， K 型支撐型式和倒 K型支撐型式的強度分別只能達到 X 型

28、支撐型式強 度的 25%和 48%；在相同強度條件下， K 型支撐型式和倒 K型支撐型式的重量要遠遠 超過 X 型支撐型式，分別為其重量的 238%和 187%；而在相同桿件尺寸下， K型支撐 型式和倒 K型支撐型式的強度均只有 X 型支撐強度的 31%。通過以上分析，海上可移動升降式多功能工作平臺樁腿支撐型式選用 X 型更具 安全性和經(jīng)濟性。6.3樁靴型式樁腿下端的結構型式具有重要的意義，因為這部分結構是直接與海底向接觸 的，是支承面，是基礎。按海底地貌和土質的不同，可采用插樁型、箱型、沉墊型 等。插樁型的樁腿下端具有較小的支承面，甚至略帶錐形，以適應較硬的海底。這 種型式不適宜于軟土地基。

29、樁腿下端的結構型式用得最多的是箱型，它在每一根樁 腿的下端附有一樁腳箱，亦稱樁靴，這樣可以增大海底支承面積從而減小樁腿插入 海底的深度。減小插入深度的意義不僅在于減小樁腿長度，更重要的是提高了插樁 和拔樁作業(yè)的安全性，尤其在軟性基土上作業(yè)。樁腳箱的平面形狀有圓形、方形、 多角形等。16帶樁靴的樁腿一般說可兼顧軟硬地基的要求。樁靴的主要型式如上圖所示。對較硬的海底，樁靴設計成具有較小的支承面，甚至略帶錐形 ; 對較軟的海底，樁靴 的平面形狀有圓形、方形和多邊形等。在近些年間所造的新平臺中，絕大部分都采 用正十二邊形樁靴。其特征是有著紡錘形的外觀，由頂板和底板組成，其俯視圖為 正十二邊形，由形心向

30、各個角輻射出肋骨支撐紡錘形結構，頂板和底板上以一定間 距布置縱骨增加強度。其型式如下圖所示。基于瓊州海峽內海底巖土未受嚴重的構造水平推力作用，多屬正常沉積巖土， 雖成巖性差，年代短，承載力不高，但整體性強， 300 m以內未見巖石的特點，海 上可移動升降式多功能工作平臺支承面較大的樁靴，因此上述的正十二邊形樁靴為 理想的樁靴結構形式。幾種常見的樁靴型式正十二邊形樁靴結構形式6.4升降裝置形式17安裝在樁腿和平臺主體的交接處，驅動升降裝置使樁腿和主體作相對的上下運 動。升降裝置還有把平臺主體固定于樁腿某一位置的作用，此時升降裝置主要承受 垂直力，水平力則由固樁裝置傳遞。最常用的升降裝置是齒輪齒條

31、式及頂升液壓缸 式。齒輪齒條式升降裝置的齒條沿樁腿筒體或弦桿鋪設，而與齒條相齒合的小齒輪 安裝在齒輪駕上，并由電動機或液壓馬達經(jīng)減速齒輪驅動。升降裝置圖升降裝置的齒輪布置有以下兩種形式：對稱齒輪布置與非對稱齒輪布置。18對稱齒輪與非對稱性齒輪布置相比，對稱性齒 輪布置使樁腿與升降裝置之間具有更好的 整體性，從而提高升降過程的安全性。固定系統(tǒng)是在平臺拖行和站立工作狀 態(tài)下用于固定樁腿位置的系統(tǒng)裝置。a. 無固定系統(tǒng)下：（1）樁腿彎矩通過水平桿件傳遞；（2）樁腿在升降裝置處產(chǎn)生高剪力；（3）需要高強度樁腿桿件。b. 有固定系統(tǒng)下：（1）樁腿彎矩通過垂向力傳遞；（2）樁腿在升降裝置處的剪力較?。唬?

32、）樁腿桿件強度能減少 50%。從上述比較可以看出，固定系統(tǒng)的安 裝可以改變樁腿的受力狀態(tài)，減小樁腿桿 件尺寸，提高結構安全性。綜上所述，海上可移動升降式多功能工作平臺應采用對稱性齒輪布置的升降裝 置以及安裝固定系統(tǒng)。6.5樁腿數(shù)量及平臺主體平面三樁腿和四樁腿是最常見的，間或也有 五樁腿的。從減輕鋼料重量、減少樁腿數(shù) 目、減少相應的升降裝置的套數(shù)、降低造價 而言，三樁腿式最為理想。但腿數(shù)減少，則 要求每一根樁腿的舉升能力越大，使得升降 裝置的設計與制造更加困難。在預壓時或風 暴中，若三腿中有一腿發(fā)生突然下陷，平臺 將隨之產(chǎn)生傾斜，造成升降裝置、樁腿（尤 其式齒條與弦桿）、平臺主體等有關結構不 固

33、定系統(tǒng)圖三根桁架式樁腿平臺同程度的損壞。另一方面，四腿支承的平臺 具有較大的剛性，相應的矩形結構在總布置 和制造等方面也要比三角形平臺方便一些。 當作業(yè)水深很大時 , 考慮到樁腿的尺寸和重量 宜采用 3 根樁腿,同時可以減少升降機構的數(shù)量，降低造價 ;其缺點是 3 根樁腿在預19壓時不能像 4 根樁腿那樣采用對角線交叉方式 , 而需要增加壓載倉。從現(xiàn)有平臺結 構來看，大中型平臺 , 作業(yè)水深較大 , 多采用 3 根桁架式樁腿 , 平臺主體平面呈三角 形。 4根柱體式樁腿多由于中小型的自升式平臺 ,作業(yè)水深較小 , 平臺主體平面呈矩 形。由于三根桁架式樁腿平臺具有深水環(huán)境下受海流影響小，結構重量

34、輕，升降裝 置的套數(shù)少、造價低等優(yōu)點，而且根據(jù)現(xiàn)有的從國外引進的三腿自升式平臺使用情 況來看, 平臺升降安全可靠，插拔樁作業(yè)也非常順利，特別是樁靴的“腳底”、 “腳面”采用上下兩套噴沖裝置后拔樁作業(yè)更是順利。因此，海上可移動升降式多 功能工作平臺選用三根桁架式樁腿型式。平臺主體采用多邊形結構（近似三角 形），以擴大甲板使用面積。6.6平臺初步方案圖平臺主體平面圖2021平臺主體立面圖樁腿弦桿截面圖2223246.7平臺打樁作業(yè)流程圖2526第 7 章 海上可移動升降式多功能工作平臺方案設計說明本節(jié)的目的是對本海上可移動升降式多功能工作平臺方案設計進行說明，以供 征求多方意見和討論。更詳盡的內容，將根據(jù)收集來的修改意見和隨設計的深入而 被逐漸細化并最終形成完整的設計方案。7.1 平臺型式本平臺是一艘用于海上橋梁施工作業(yè)的三樁