[发明专利]一种带限位桩的吸力贯入式平板锚

说明书

本发明公开了一种带限位桩的吸力贯入式平板锚，包括平板锚与限位桩，平板锚一侧设置翼板，翼板通过铰链与锚板相连，翼板上焊接有限位桩；施工时，把平板锚卡入桶形基础底部相应槽口且进行固定后，把锚链的一端系泊在锚眼上，依靠桶形基础把平板锚贯入至海床设计深度，然后移除桶形基础，再通过对锚链施加拉力使锚板发生旋转，插入海床中的限位桩通过翼板与铰链对旋转过程中的锚板进行牵制与约束，直至锚板与锚链接近垂直或者施加的拉力达到设计值时，施工结束。所提平板锚结构简单，制作方便，成本较低，限位桩有效减小锚板在旋转过程中产生的埋深损失，且限位桩本身也能提供一定的锚泊力，从而大大提高了平板锚整体的承载力。

技术领域

本发明涉及深海浮式平台的锚固技术领域，具体是一种带限位桩的吸力贯入式平板锚。

背景技术

近年来，吸力贯入式平板锚(Suction embedded plate anchor)一种新型基础形式在墨西哥湾和非洲海域得到了较为广泛的应用，其主要优点是造价低、定位准确和施工简单。平板锚平面形状为矩形，安装时竖直固定在吸力式中，沉箱在自重和抽水造成的负压作用下贯入至预定深度。沉箱与平板锚分离后被拔出，以备将来重复使用。留在黏土海床中的平板锚在锚链牵引下旋转，直至板面与锚链接近垂直或者施加的拉力达到设计值。

在张拉锚链使锚板旋转的过程中，锚板会向上运动而产生埋深损失。锚板中心在旋转前后的高度差被定义为最终丢失埋深。在强度通常随深度成正比例增加的海床条件下，旋转调节过程中的埋深损失会带来承载力的下降，这一减小量可高达20%(见参考文献[1])。

为了减小埋深损失，通常在锚板上部设置了一个可绕锚板旋转的翼板(Keyingflap)，如图1所示。该设计意图为，当锚板向上运动时翼板相对于锚板向外旋转一定角度，从而增大锚板向上运动时移动方向的承载面积，从而降低锚板向上的位移(即埋深损失)，并以此增大锚板最终的承载力。然而已有实验研究及数值计算对翼板的实际作用提出了异议，有学者甚至认为翼板对减小平板锚的埋深损失无帮助(见参考文献[2~4])。

可见，有必要对传统平板锚的构型进行改进，设计一种能明显减小埋深损失的新型结构的平板锚。

参考文献：

[1] 鲁礼慧. 黏土中板形重力安装锚和吸力式安装平板锚的旋转调节过程[D].大连: 大连理工大学(硕士论文), 2016.

[2] Yinghui Tian, Christophe Gaudin, Mark Jason Cassidy. ImprovingPlate Anchor Design with a Keying Flap[J]. Journal of Geotechnical andGeoenvironmental Engineering, 2014, 140(5).

[3] Gaudin, C., Simkin, M., White, D. J., and O’Loughlin, C. D..Experimental investigation into the influence of a keying flap on the keyingbehaviour of plate anchors. Proc., 20th Int. Offshore and Polar EngineeringConf., Vol. 2, International Society of Offshore and Polar Engineers,Mountain View, CA, 2010, 533-540.

[4] Tian, Y., Gaudin, C., Cassidy, M. J., and Randolph, M. F..Considerations on the design of keying flap of plate anchors. J. Geotech.Geoenviron. Eng., ASCE, 2013, 1156-1164.