[发明专利]一种海洋平台及其制作方法

说明书

本发明涉及土木工程的结构工程技术领域，具体涉及一种海洋平台及其制作方法，包括导管架和平台，导管架包括若干导管、平台横撑、平台斜撑和双向预应力拉索组件，导管的顶部的设置平台、底部连接海底桩基础，平台的下端设置有可更换BRB结构的支撑杆；导管采用新型铝管‑约束混凝土‑钢管双壁空心构件，包括外铝管、内钢管及两者之间的混凝土；平台横撑的端部和平台斜撑的端部贯穿外铝管的侧壁后与内钢管的外侧壁焊接连接；双向预应力拉索组件设置于相邻两导管组成的四边形的对角线处。本发明既能满足“强节点、弱构件”的抗震性能要求又能实现平台结构装配模块化的节点连接，而且强度高，更安全。

技术领域

本发明涉及土木工程的结构工程技术领域，具体涉及一种自复位铝管-约束混凝土-钢管组合导管架海洋平台及其制作方法。

背景技术

海洋平台作为海洋资源开发的基础设施，其中的导管式海洋平台是中浅海海洋平台的主要结构形式。它采用将桩穿过导管使预制的导管架固定在海上，导管架和桩是主要的承重部件，其它设备层及工作区则坐落在平台上。在风、浪、流、冰和地震等海洋环境动力荷载作用下，结构的振动反应十分剧烈。

在现有的可行技术方案中，针对导管式海洋平台结构的振动控制，一方面，主要是采用隔振措施或者采用各种阻尼器进行抗振。目前，对于超大跨钢结构体系大都采用索-桁架结构型式，该结构体系用钢量省、稳定性好，刚度大，承载力高，可以实现超大跨度，是一种简单高效的结构型式。申请号为CN201510351272.0的中国发明专利提出了一种自复位导管架海洋平台，其导管结构包括外钢管、内钢管、波纹管及夹层混凝土，并且在波纹管内部和平台外侧加装预应力外置钢拉杆，实现海冰、地震等荷载作用下的自复位。但该发明设计的预应力钢拉杆设置在导管架的外侧，不仅占用了额外的海域面积，并且安装过程中需要海底作业。在冬季海上浮冰时，冰荷载首先作用在预应力钢拉杆上引起拉杆振动，反过来传递到平台，会引起平台的共振。同时，预应力钢拉索需要较大的预紧力，因此，对于预应力拉索与导管腿连接节点的强度，刚度，力传递的均匀性等要求均较高。因此预应力拉索的安装位置和安装方式也是需要解决的问题。在海洋平台结构领域，自复位结构在从常规的设计及施工方式向高效抗振的新型结构形式的过渡仍是亟需解决的问题。单纯使用隔振措施虽然能较好地控制导管架端帽位移和生活区加速度，却不适合海啸、飓风等荷载，容易倾覆。

另一方面就是改善结构形式以有利于抗振。还有学者提出了自升式海洋平台预制装配式桩腿，包括不锈钢外管和高强圆钢管，结构形式虽达到装配式结构的要求，但单一的钢管柱的承载力依然达不到理想的要求。

常规的结构形式已不能满足海洋平台的结构设计要求，如今急需对海洋平台的结构形式、抗震性能和强度上做进一步的改进。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明提供了一种海洋平台及其制作方法，其既能满足“强节点、弱构件”的抗震性能要求又能实现平台结构装配模块化的节点连接，而且强度高，更安全。

本发明解决的技术问题采用的技术方案为：

一方面，本发明提供一种海洋平台，包括导管架和平台，所述导管架包括若干导管、平台横撑、平台斜撑和双向预应力拉索组件，若干所述导管之间间隔设置，相邻所述导管之间跨置有若干根平台横撑和平台斜撑，所述平台设置于若干导管的顶部，所述导管的底部固定连接在海底桩基础上，所述海底桩基础固定于海底地基内；

所述平台的下端设置有平台竖杆，每个所述平台竖杆上固定连接有平台横杆，所述平台横杆的首端与平台竖杆的侧壁固定连接，尾端固定连接有法兰盘A，相邻所述平台竖杆之间设置有支撑杆，所述支撑杆为BRB结构，所述支撑杆的首尾两端分别可拆卸连接在两个法兰盘A上；

本发明支撑杆采用可更换连梁的防屈曲支撑，即支撑杆，在地震、冰振、风振作用下剪切屈服耗能，该可更换连梁兼具抗风与抗震的功能，耗能能力强，震后可快速更换。