专利摘要

一种新型组合导管架海洋平台，涉及抗震及减隔震装置技术领域，包括海洋平台本体、以及导管架，所述的导管架包括若干竖向设置的导管腿，在相邻的导管腿之间固定连接有若干横撑及斜撑，所述的海洋平台本体的下端也设有与导管腿同样尺寸结构的支撑腿，所述的支撑腿的底端与导管腿的顶端通过连接部件固定连接，在导管腿的外壁表面还固定设有约束阻尼器。本新型便于安装，能有效降低维护维修产生的高额费用，导管腿外管采用FRP(纤维增强复合材料)材料，可以有效改善耐腐性差的问题，同时采用约束阻尼结构，降低结构在环境因素作用下产生的震动反应。

权利要求

1.一种新型组合导管架海洋平台，其特征为：包括海洋平台本体、以及导管架，所述的导管架包括若干竖向设置的导管腿，在相邻的导管腿之间固定连接有若干横撑及斜撑，所述的海洋平台本体的下端也设有与导管腿同样尺寸结构的支撑腿，所述的支撑腿的底端与导管腿的顶端通过连接部件固定连接，在导管腿的外壁表面还固定设有约束阻尼器。

2.如权利要求1所述的一种新型组合导管架海洋平台，其特征为：所述的导管腿有4条，任一导管腿从内到外依次包括同轴设置的钢管层、混凝土层、纤维增强复合材料层。

3.如权利要求2所述的一种新型组合导管架海洋平台，其特征为：在混凝土层与纤维增强复合材料层之间还设有橡胶层，所述的橡胶层与纤维增强复合材料层通过环氧树脂粘接。

4.如权利要求3所述的一种新型组合导管架海洋平台，其特征为：所述的纤维增强复合材料层采用碳纤维或玻璃纤维或芳纶纤维或玄武岩纤维中的一种或几种混合而成；所述的橡胶层采用天然橡胶材料制成；所述的混凝土层采用普通混凝土或高强度混凝土或免震捣自密实混凝土构成。

5.如权利要求2～4任一所述的一种新型组合导管架海洋平台，其特征为：所述的钢管层的外壁表面还设有若干肋板结构。

6.如权利要求1所述的一种新型组合导管架海洋平台，其特征为：所述的约束阻尼器包括由不锈钢材料制成的半环形的约束板A和约束板B，在约束板A和约束板B的外壁表面的两端分别设有凸耳，同侧的所述的凸耳处均设有相互配合的螺纹孔，在约束板A和约束板B的内壁表面还通过环氧树脂层粘接有橡胶阻尼层，所述的约束板A和约束板B通过高强度螺栓A固定连接于导管腿的外壁表面，并构成对导管腿的约束阻尼结构。

7.如权利要求5所述的一种新型组合导管架海洋平台，其特征为：所述的连接部件包括法兰盘A及法兰盘B，所述的支撑腿的下端设有法兰盘A，所述的法兰盘A的内壁表面与支撑腿的钢管层下端固定连接，所述的导管腿的顶端设有法兰盘B，所述的法兰盘B的内侧壁表面与导管腿的钢管层顶端固定连接，所述的法兰盘A及法兰盘B上设有相互配合的螺栓孔，并通过穿过螺栓孔的高强度螺栓B固定连接。

8.如权利要求7所述的一种新型组合导管架海洋平台，其特征为：所述的支撑腿的钢管层的下端向下延伸并与法兰盘A的内壁表面重叠并焊接，所述的导管腿的钢管层的顶端向上延伸并与法兰盘B的内壁表面重叠并焊接。

9.如权利要求5所述的一种新型组合导管架海洋平台，其特征为：所述的纤维增强复合材料层的纤维绕钢管层的轴线环形分布于橡胶层的外周。

说明书

技术领域

本新型涉及抗震及减隔震装置技术领域，具体涉及一种新型组合导管架海洋平台。

背景技术

我国海域面积十分广泛，且有着丰富的油气资源。随着经济建设对能源的需求不但加大，海洋油气勘探开发具有良好的发展前景和巨大的发展潜力。海洋平台作为海洋资源开发的基础设施，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腿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，结构的震动反应十分剧烈。

传统的抗震方法主要是通过提高结构构件强度和刚度来减少结构震动，但通过这种方法来抵抗结构震动时，结构的舒适度通常不能满足要求。近些年提出的土木工程结构耗能减震体系和基底隔震体系虽然可以有效减轻结构的震动反应但也存在一定的问题。

在现有的可行技术方案中，针对导管式海洋平台结构的震动控制主要分为两方面：

(1)、采用隔震措施或者各种阻尼器进行抗震。专利号CN1414183A考虑到普通隔震层会产生过大的位移，设置了限位器，将局部阻尼转化为整体结构的阻尼，从而减轻结构整体震动反应；专利号CN 103572853A提出在海洋平台外部添加阻尼器，可使导管架式海洋平台结构整体抵御外部荷载的能力增加。但平台刚度较大，位移较小，位移/速度相关型的耗能器作用不突出，而且有的阻尼器采用记忆合金，普遍造价较高，当出现海啸、飓风等情况，依然容易倾覆。

(2)、改善结构形式。随着技术的进步以及实际需要，常规的结构形式已不满足要求，越来越多的新型结构形式应用到实际工程中。专利号CN 103195040A提到通过组合结构来减小钢管支架接触面积可以减小震动。然而单纯通过在中空夹层钢管内浇筑混凝土来提高强度和刚度的效果较为明显，但对改善结构的抗震性效果不大。

综合来讲，现有技术存在如下缺点：

1、受限于平台刚度过大，位移较小，一些位移/速度相关型的耗能器在海洋平台上作用不突出；

2、有的阻尼器采用记忆合金，造价太高，不能普及；

3、结构形式上，通过在中空夹层钢管内浇筑混凝土对强度和刚度的提升效果较为明显，但对改善结构的抗震性效果不大；

4、由于处在海洋环境中，尽管采用不锈钢等材料，大部分海洋平台的耐久性依然不理想。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本新型提供了一种新型组合导管架海洋平台，该平台便于安装，能有效降低维护维修产生的高额费用，导管腿外管采用FRP(纤维增强复合材料) 材料，可以有效改善耐腐性差的问题，同时采用约束阻尼结构，降低结构在环境因素作用下产生的震动反应。

为实现上述目的，本新型的技术方案是：

一种新型组合导管架海洋平台，包括海洋平台本体、以及导管架，所述的导管架包括若干竖向设置的导管腿，在相邻的导管腿之间固定连接有若干横撑及斜撑，所述的海洋平台本体的下端也设有与导管腿同样尺寸结构的支撑腿，所述的支撑腿的底端与导管腿的顶端通过连接部件固定连接，在导管腿的外壁表面还固定设有约束阻尼器。

优选的，所述的导管腿有4条，任一导管腿从内到外依次包括同轴设置的钢管层、混凝土层、纤维增强复合材料层。

优选的，在混凝土层与纤维增强复合材料层之间还设有橡胶层，所述的橡胶层与纤维增强复合材料层通过环氧树脂粘接。

优选的，所述的纤维增强复合材料层采用碳纤维或玻璃纤维或芳纶纤维或玄武岩纤维中的一种或几种混合而成；所述的橡胶层采用天然橡胶材料制成；所述的混凝土层采用普通混凝土或高强度混凝土或免震捣自密实混凝土构成。

优选的，所述的钢管层的外壁表面还设有若干肋板结构。

优选的，所述的约束阻尼器包括由不锈钢材料制成的半环形的约束板A和约束板B，在约束板A和约束板B的外壁表面的两端分别设有凸耳，同侧的所述的凸耳处均设有相互配合的螺纹孔，在约束板A和约束板B的内壁表面还通过环氧树脂层粘接有橡胶阻尼层，所述的约束板A和约束板B通过高强度螺栓A固定连接于导管腿的外壁表面，并构成对导管腿的约束阻尼结构。

优选的，所述的连接部件包括法兰盘A及法兰盘B，所述的支撑腿的下端设有法兰盘A，所述的法兰盘A的内壁表面与支撑腿的钢管层下端固定连接，所述的导管腿的顶端设有法兰盘B，所述的法兰盘B的内侧壁表面与导管腿的钢管层顶端固定连接，所述的法兰盘A及法兰盘B上设有相互配合的螺栓孔，并通过穿过螺栓孔的高强度螺栓B固定连接。

优选的，所述的支撑腿的钢管层的下端向下延伸并与法兰盘A的内壁表面重叠并焊接，所述的导管腿的钢管层的顶端向上延伸并与法兰盘B的内壁表面重叠并焊接。

优选的，所述的纤维增强复合材料层的纤维绕钢管层的轴线环形分布于橡胶层的外周。

本新型一种新型组合导管架海洋平台具有如下有益效果：

从技术方面来说：

1、本新型的导管腿采用FRP-混凝土-钢管组合结构，解决了传统导管腿形式耐久性差的问题，同时结合了FRP材料和钢材的优势，在保证强度的同时又具有足够的耐久性。

2、本新型的约束阻尼器采用了约束阻尼结构，解决了采用阻尼器的海洋平台由于海洋平台刚度太大导致阻尼器得不到充分发挥的问题。

3、本新型的约束阻尼器采用可拆卸的方式，降低维修维护的费用，经济性强。

4、本新型在各种环境条件下作用下具有充足的安全储备，提高了组合结构的安全性及耐久性。

附图说明

图1：本新型的结构示意图；

图2：本新型A-A处的剖面结构示意图；

图3：本新型连接部件的分解结构示意图；

图4：本新型的约束阻尼器的结构示意图；

图5：本新型的导管腿设有肋板结构的剖视图；

1：海洋平台本体，2：导管架，3：约束阻尼器，4：导管腿，5：横撑，6：斜撑，7、连接部件，301：约束板A，302：约束板B，303：橡胶阻尼层，304：环氧树脂层，305：凸耳,306：高强度螺栓A，401：纤维增强复合材料层，402：橡胶层，403：混凝土层，404：钢管层， 405：肋板结构，701：法兰盘B，702：法兰盘A，703：螺栓孔。

具体实施方式

以下所述，是以阶梯递进的方式对本新型的实施方式详细说明，该说明仅为本新型的较佳实施例而已，并非用于限定本新型的保护范围，凡在本新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本新型的保护范围之内。

本新型的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本新型的限制。

如图1～5所示：

实施例1、

如图1所示，一种新型组合导管架海洋平台，包括海洋平台本体1、以及导管架2，所述的导管架2包括若干竖向设置的导管腿4，在相邻的导管腿4之间固定连接有若干横撑5及斜撑6，所述的海洋平台本体1的下端也设有与导管腿4同样尺寸结构的支撑腿，所述的支撑腿的底端与导管腿4的顶端通过连接部件7固定连接，在导管腿4的外壁表面还固定设有约束阻尼器3；

如图2所示，所述的导管腿有4条，任一导管腿4从内到外依次包括同轴设置的钢管层 404、混凝土层403、纤维增强复合材料层401；

如图2所示，在混凝土层403与纤维增强复合材料层401之间还设有橡胶层402，所述的橡胶层402与纤维增强复合材料层401通过环氧树脂粘接。

实施例2、

在实施例1的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：所述的纤维增强复合材料层401采用碳纤维制成；所述的橡胶层402采用天然橡胶材料制成；所述的混凝土层403采用高强度混凝土制成。

实施例3、

在实施例1的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：所述的纤维增强复合材料层401采用25％的碳纤维、25％的玻璃纤维、25％的芳纶纤维、25％的玄武岩纤维混合而成；所述的橡胶层402采用天然橡胶材料制成；所述的混凝土层403采用免震捣自密实混凝土构成。

实施例4、

在以上实施例的基础上，本实施例做出进一步改进，具体为：如图5所示，所述的钢管层404的外壁表面还设有若干肋板结构405。

实施例5、

在以上实施例的基础上，本实施例做出进一步改进，具体为：如图4所示，所述的约束阻尼器3包括由不锈钢材料制成的半环形的约束板A301和约束板B302，在约束板A301和约束板B302的外壁表面的两端分别设有凸耳305，同侧的所述的凸耳305处均设有相互配合的螺纹孔，在约束板A301和约束板B302的内壁表面还通过环氧树脂层304粘接有橡胶阻尼层303，所述的约束板A301和约束板B302通过高强度螺栓A306固定连接于导管腿4的外壁表面，并构成对导管腿4的约束阻尼结构。

实施例6、

在以上实施例的基础上，本实施例做出进一步改进，具体为：如图3所示，所述的连接部件7包括法兰盘A702及法兰盘B701，所述的支撑腿的下端设有法兰盘A702，所述的法兰盘A702的内壁表面与支撑腿的钢管层下端固定连接，所述的导管腿4的顶端设有法兰盘B701，所述的法兰盘B701的内侧壁表面与导管腿4的钢管层顶端固定连接，所述的法兰盘A702及法兰盘B701上设有相互配合的螺栓孔703，并通过穿过螺栓孔703的高强度螺栓B 固定连接；

所述的支撑腿的钢管层的下端向下延伸并与法兰盘A702的内壁表面重叠并焊接，所述的导管腿4的钢管层的顶端向上延伸并与法兰盘B701的内壁表面重叠并焊接。

实施例7、

在以上实施例的基础上，本实施例做出进一步改进，具体为：所述的纤维增强复合材料层401的纤维绕钢管层404的轴线环形分布于橡胶层402的外周。

本新型的使用原理：

本新型的导管腿4受压时，本该同时为混凝土提供约束的钢管层和纤维增强复合材料层，由于橡胶层的存在，产生约束差，钢管层404作为第一层约束材料首先发挥作用，混凝土层403 的强度和变形能力得到了第一步的增强；随着荷载增大，由于混凝土层403横向膨胀导致橡胶层402被压缩，纤维增强复合材料层401的约束作用开始逐渐得到了发挥，混凝土层403的强度和变形能力得到了第二步的增强。由于橡胶层402的存在，组合结构的受力明显分为了两个阶段，在两个阶段之间出现了一个“延迟”，类似于钢筋的屈服阶段，同时，橡胶层402还缓冲了纤维增强复合材料层401所受到的横向冲击，避免了纤维增强复合材料层401的脆性破坏。

导管腿4的组合结构分阶段约束增强使得结构在各种条件下具有充足的安全储备，提高了组合结构的安全性。同时，由于纤维增强复合材料层401以及钢管层404材料的多样性，其强度、厚度、种类等参数的不同均可以改变其力学性能，因此本新型的导管腿4充分满足海洋平台的抗震减震需要。

在此基础上，本新型还设置了约束阻尼器3，在本已具备良好的抗震减震性能的导管腿外侧又通过橡胶阻尼层303、约束板A301和约束板B302为本新型的导管架2提供了进一步的分阶段约束增强的减震抗震性能，克服了现有技术中阻尼器的缺陷，且本新型的约束阻尼器3方便拆卸更换。

作为进一步改进，在导管腿4的钢管层404的外壁表面还设有若干肋板结构405，通过设置肋板结构405可以使钢管层404的抗屈曲能力明显提升，进一步提高了导管腿4的抗震减震性能。

本新型通过连接部件7将导管架2与海洋平台1连接，安装简便，施工效率高，且可保证结构强度。

一种新型组合导管架海洋平台专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。