[发明专利]海洋平台的T型管节点冲击试验装置及方法

权利要求书

1.一种海洋平台的T型管节点冲击试验装置，其特征是，包括固定内框、两个开口相对的移动外框、移动外框锁定机构、两个移动外框驱动机构、两个移动外框支承机构、四个移动外框升降机构、T型管固定机构和T型管测量机构，所述固定内框呈矩形，固定在基础平面上；移动外框为一侧开口的槽形，两个移动外框开口端分别包容固定内框两端，移动外框和固定内框之间通过移动外框锁定机构固定连接；两个移动外框驱动机构对称设置在固定内框纵向两端内，在每个移动外框和基础平面之间设置一个移动外框支承机构，在每个移动外框支承机构纵向两侧下各设置一个移动外框升降机构；T型管固定机构设置在两个移动外框外端上，T型管测量机构设置在T型管固定机构上侧；移动外框驱动机构包括电机-减速机组合、两根传动轴、齿轮和齿条，所述电机-减速机组合固定在固定内框一端内的基础平面上，减速机输出轴从减速机箱两侧伸出，与分别伸向移动外框纵向边的传动轴一端固定连接，传动轴另一端穿过固定内框与齿轮固定连接，传动轴两端分别通过轴承座支撑在基础平面上；齿轮与其下侧的齿条啮合，齿条水平固定在移动外框纵向边下侧的水平槽内。

2.如权利要求1所述的海洋平台的T型管节点冲击试验装置，其特征是，所述移动外框锁定机构设置在移动外框的纵向内侧面和固定内框纵向外侧面之间，包括垂直锁定销、垂直间隔设置在固定内框外侧面上的数条第一垂直凹槽，垂直设置在相邻移动外框内侧面上的一条第二垂直凹槽；固定内框的第一垂直凹槽与移动外框对应位置的第二垂直凹槽拼合成垂直锁定销销孔，垂直锁定销分别插进移动外框纵向内侧面和固定内框纵向外侧面之间的垂直锁定销销孔中，将移动外框和固定内框固定连接成一体。

3.如权利要求1所述的海洋平台的T型管节点冲击试验装置，其特征是，所述移动外框支承机构包括一对导轨和数个滚轮，所述一对导轨平行设置在移动外框纵向两侧下，每个移动外框纵向边的外侧面下侧间隔设置至少两个滚轮，所述滚轮支撑在导轨上，所述导轨嵌装在低于基础平面的导轨槽中。

4.如权利要求1或3所述的海洋平台的T型管节点冲击试验装置，其特征是，所述移动外框升降机构包括数个间隔设置的升降油缸，所述升降油缸垂直设置在导轨下侧的导轨槽底部上。

5.如权利要求4所述的海洋平台的T型管节点冲击试验装置，其特征是，所述升降油缸为柱塞油缸。

6.如权利要求1所述的海洋平台的T型管节点冲击试验装置，其特征是，所述T型管固定机构包括分别固定在移动外框横向两端上的垂直支撑板和设置在固定内框底部中央的水平支撑板，所述垂直支撑板下端插进移动外框的横向槽中，垂直支撑板外侧的封板、垂直支撑板通过数组螺栓螺母固定在移动外框横向边上侧，T型管上侧水平管两端的垂直安装板分别固定在对应的垂直支撑板内侧上端，T型管中部垂直管下端的水平安装板固定在水平支撑板上。

7.如权利要求1所述的海洋平台的T型管节点冲击试验装置，其特征是，所述T型管测量机构包括激光测距仪、支撑座和滑轨，所述滑轨与T型管上侧水平管平行，滑轨两端分别固定垂直支撑板顶面中部，支撑座套装在滑轨上，激光测距仪固定在支撑座垂直侧面上。

8.一种使用如权利要求1所述的海洋平台的T型管节点冲击试验装置的方法，其特征是，包括以下步骤：

1)在T型管上侧水平管两端分别焊接垂直安装板，再将水平安装板焊在T型管中部垂直管下端；在T型管上侧水平管端头与垂直安装板之间，T型管中部垂直管和水平安装板之间，分别焊接数块筋板加固；

2)在T型管上标出应变测点位置和初始位移测点位置，打磨应变测点至光滑，清洁T型管表面，贴上应变片和板基，连接上导线并检查应变片是否完好；

3)根据被试T型管的规格，确定垂直支撑板之间的距离，从而确定移动外框的移动距离；

4)正向启动移动外框升降机构，两个移动外框下侧数个升降油缸的柱塞同步上升，通过两对导轨推动与之对应的滚轮同步上升，移动外框随之上升，直至移动外框底面脱离基础平面，齿条随移动外框上升，且与齿轮啮合，然后关闭移动外框升降机构；

5)正向启动两个移动外框驱动机构，电机-减速机组合运转，减速机两端的输出轴通过两根传动轴带动两个齿轮同步转动，每个齿轮驱动与之啮合的齿条水平移动，从而使得对应的移动外框的滚轮沿着导轨滚动，两个移动外框同步移动，直至固定内框内侧的第一垂直凹槽与移动外框外侧对应位置的第二垂直凹槽接合成封闭的垂直锁定销销孔；

6)反向启动移动外框升降机构，两个移动外框下侧的数个升降油缸的柱塞在移动外框自重的作用下同步下降，两对导轨和其上的滚轮同步下降，移动外框及其内侧的齿条随之下降，直至移动外框底面落在基础平面上；齿条与齿轮脱离啮合；然后关闭移动外框升降机构；

7)将垂直锁定销插进垂直锁定销销孔中，从而将移动外框和固定内框固定连接成一体；将垂直支撑板下端插进移动外框的横向槽中，垂直支撑板外侧的封板、垂直支撑板和移动外框横边通过数组螺栓螺母固定在移动外框的横边上侧；

8)将T型管吊运到两个移动外框上侧的垂直支撑板之间，并将T型管上侧水平管两端的垂直安装板固定在垂直支撑板上端内侧面之间，T型管中部垂直管下端的水平安装板固定在固定内框底部中央的水平支撑板上；

9)在垂直支撑板顶面中部上安装T型管测量机构，激光测距仪测量各个初始位移测点的初始垂直距离；

10)拆下T型管测量机构，采用落锤方式对T型管节点进行冲击试验；

11)再次安装T型管测量机构，激光测距仪测量T型管节点各初始位移测点的垂直位移。