Опорная колонна плавучей самоподъемной платформы Советский патент 1983 года по МПК E02B17/02 

Изобретение относится к плавучим технологическим средствам, используемым для возведения гидротехнических сооружений на открытых акваториях водоемов, в частности к опорным колоннам плавучей самоподъемной платформы.

Известны опорные колонны плавучих самоподъемных.платформ, нижние части которых снабжены цилиндрическими наконечниками (баллонами). В баллоны в зависимости от операций по погружению опорных колонн в грунт или извлечениях их из грунта подается вода и воздух 1.

Недостаток конструкции в том, что наконечники опорных колонн представляют собой сварные конструкции, максимальные размеры которых выбраны из условия размещения их в шахтах корпуса платформы в походном положении, в силу чего такие наконечники не могут иметь достаточно больших размеров опорных частей для распределения внешних нагрузок в пределах, допустимых для верхних донных слоев малонесущих грунтов. Необходимо отметить, что в рабочем положении для достижения допускаемого удельного давления, их необходимо погружать в грунт на большую глубину, которая достигает 15-30 м и при длине всей опорной колонны, равной 94 м, на глубину, где залегают более плотные грунты. Таким образом, увеличение глубины погружения в грунт приводит к значительному их удлинению, а с возрастанием длины опорных колонн создаются большие трудности в обеспечении устойчивость самой платформы на плаву и прочности элементов платформы от воздействия опорной колонны в поднятом положении при воздействии на нее внешних различных нагрузок. Устойчивость и прочность платформы решается за счет увеличения размеров и осадка корпуса платформы. Кроме того, глубокое заложение в грунт опорных колонн создает также серьезные затруднения в их извлечении из грунта. Поскольку эти операции совершаются собственными механизмами платформы с использованием ее водоизмешения, то решение этой задачи также связано с увеличением размеров корпуса.

Известна опорная колонна плавучей самоподъемной платформы, содержащая ствол, снабженный наконечником, над которым по периферии с возможностью поворота относительно горизонтальных осей-смонтированы опорные элементы, выполненные в форме лепестков, имеющих в верхней части упорную пяту, взаимодействующую с наконечником 2.

Недостатком этого устройства является то, что как раздвижка, так и складывание в полость ствола сваи опорных элементов происходит принудительно с уменьшением или увеличением расстояния между наконечником и осями опорных элементов. Однако

использование такого принципа работы опорных колонн для самоподъемной платформы, используемой в строительстве, .малоэффективно, так как с одной стороны требуются дополнительные устройства и оборудование, а также дополнительные затраты энергии, учитывая частые перестановки платформы с одного места стоянки на другое, увеличиваются эксплуатационные затраты, особенно при заглублении в грунт и извлечении опоры из грунта.

Цель изобретения - снижение энергоемкости и материалоемкости.

Эта цель достигается тем, что наконечник снабжен коллектором с отводными каналами от центра к периферии и размещенной в верхней его части траверсой, причем в последней вмонтированы горизонтальные оси опорных элементов, установленных с возможностью раскрытия при контакте с грунтом и имеющих внутреннюю поверхность криволинейной формы, а снаружи выполненных с ребром-упором.

На фиг. 1 изображена опорная колонна в походном положении (находится в нише корпуса платформы); на фиг. 2 - то же,

в рабочем положении; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Опорная колонна содержит ствол 1, снабженный наконечником 2, над которым по периферии с возможностью поворота относительно горизонтальных осей 3 смонтированы опорные элементы 4, имеющие в верхней Части упорную пяту 5, взаимодействующую с наконечником 2.

Опорные элементы 4 выполнены в форме

лепестков. В верхней части наконечника 2 размещена траверса 6, в которой вмонтированы горизонтальные оси 3 опорных элементов 4. Опорные элементы 4 установлены с возможностью раскрытия их при контакте с грунтом и имеющие внутреннюю поверхность

7 криволинейной формы, а наружная поверхность 8 выполнена с ребром-упором 9. В исходном положении (фиг. 1), т. е. когда опорная колонна находится в походном в поднятом положении и расположена

в шахте 10 корпуса 11 плавучей самоподъемной платформы, центр тяжести каждого опорного элемента 4 расположен между осью 3 его подвеса к траверсе 6 наконечника 2 и центральной осью ствола 1 опорной колонны. Внутренняя рабочая поверхность 7

опорного элемента 4 выполнена по кривой, обеспечивающей беспринудительное раскрытие их при контакте с грунтом, а наружная поверхность 8 опорного эле.мента 4 выполнена по кривой, обеспечивающей выход их из грунта. Наконечник 2 опорной колонны

снабжен коллектором 12 с отводными каналами 13, расположенными от центра к его периферии. При этом нижняя часть ствола 1 опорной колонны, включающая наконечник 2 с опорными элементами 4, может быть выполнена съемной.

Устройство работает следующим образом.

В походном положении ствол 1 опорной колоннй поднят, опорные элементы 4 сложены, внутренние рабочие поверхности 7 опорных элементов 4 плотно прижаты к наконечнику 2, а наружные поверхности 8 с помощью своих ребер-упоров 9 фиксируют опорную колонну в щахте 10 корпуса 11 платформы.

Платформа на плаву перемещается в район строительства, после ее установки производится опускание опорных колонн. За счет положения центра тяжести опорных элементов 4, находящегося между осью 3 и центральной осью ствола 1 опорной колонны, после выхода их за пределы щахты 10 корпуса 11 платформы происходит поворот опорных элементов 4 вокруг собственных осей 3 на некоторый угол в направлении от наконечника 2 к периферии ствола 1 колонны. Поворот опорных элементов 4 происходит под действием собственного веса. В момент касания опорных элементов 4 поверхности грунта создается угол, равный 40°, между поверхностью грунта и внутренними рабочими поверхностями 7 опорных элементов 4, который обеспечивает дальнейщий беспринудительный поворот опорных элементов 4 вокруг осей 3. Внутренняя рабочая поверхность 7 опорного элемента 4 выполнена по кривой, обеспесивающей беспринудительное раскрытие их при коитакте с грунтом, которое происходит под действием собственного веса опорной колонны. Одновременно происходит уплотнение грунта в зоне 14 под наконечником 2 и опорными элементами 4. Зона 14 уплотненного грунта создает площадку, на которую опирается опорная колонна, а внутренние поверхности 7 опорного элемента 4 проскальзывают

по поверхности образованной зоны 14 уплотнения до полного контакта упорных пят 5 с наконечником 2, что обеспечивает передачу на наконечник 2 нагрузок от реакции грунта на опорные элементы 4, а через наконечник 2 - на ствол 1 опорной колонны.

При увеличении вертикальной оеевой нагрузки на опорные колонны они заглубляются в грунт, при этом между нижними поверхностями опорных элементов 4 и наконечником 2 продолжает формироваться зона 14 уплотнения грунта, которая создает необходимую несущую способность опорной колонны по грунту.

После окончания технологического цикла строительных работ с одной установки платформы, корпус 11 опускается на воду и начинается извлечение опорных колонн из грунта, для этого они поднимаются подъемными мевднизмами. Уплотненный грунт в зоне 14 в период извлечения опорных колонн разрущается возбуждающей средой -. водой под давлением, которая проходит по коллектору 12 и отводным каналам 13. Разрущая зону 14 уплотнения, вода одновременно устраняет явление подсоса и очищает поверхности-наконечника 2 и внутренние поверхности 7 вращающихся опорных элементов 4.

Наружная поверхность 8 опорного элемента 4 выполнена по кривой, обеспечивающей выход его из грунта, в силу чего происходит как бы сползание грунта по этой кривой поверхности. Одновременно происходит беспринудительное складывание опорных элементов 4, которые при заходе в щахту 10 корпуса 11 плотно прилегают к наконечнику 2, а с помощью ребер-упоров 9 фиксируются в шахте 10.

После перевода платформы на плаву на новое место установки все операции повторяются.

ОПОРНАЯ КОЛОННА ПЛАВУЧЕЙ САМОПОДЪЕМНОЙ ПЛАТФОРМЫ, содержащая ствол, снабженный наконечником, над которым по периферии с возможностью поворота относительно горизонтальных осей смонтированы опорные элементы, выполненные в форме лепестков, имеющих в верхней части упорную пяту, взаимодействующую с, наконечником, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергоемкости и материалоемкости, наконечник снабжен коллектором с отводными каналами от центра к периферии и размещенной в верхней его чарти траверсой, причем в последней вмонтированы горизонтальные оси опорных элементов, установленных с возможностью раскрытия при контакте с грунтом и имеющих внутреннюю поверхность криволинейной формы, а Снаружи выполненных с ребромупором.

А-А повернуто

д