[发明专利]一种海工模块与桩连接的设计方法

说明书

本发明涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种海工模块与桩连接的设计方法，包括以下步骤：步骤一，设置海工模块边界条件为铰接，限制海工模块在X方向、Y方向和Z方向的线位移，并限制海工模块水平位移的点位分别在X方向和Y方向上均为两个；步骤二，根据海工模块的支座反力设计桩的结构；步骤三，根据桩的结构完成海工模块与桩结合的整体计算报告模型；步骤四，进行海工模块与桩铰接结构的限位设计；步骤五，进行海工模块与桩铰接结构的限位设计的校核。本发明海工模块与桩连接设计中，有助于提高施工效率、节省设计输入时间、缩短设计流程、降低建造成本。

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种海工模块与桩连接的设计方法。

背景技术

在海工模块与基础结构的连接中，刚接是目前普遍采用的方式，其原理是：利用环板和插尖，在海工模块插入基础结构后，将基础结构与环板围焊一圈，实现刚接；或者通过灌浆实现刚接。

参照图8，为现有技术中海工模块与基础结构刚接的结构示意图。

现有技术在围焊基础结构与环板时，需要在焊接处使用仰焊手法，使海工模块与基础结构连接紧密，无相对滑动，但是通过焊接实现海工模块与基础结构的刚接要求在海上作业时配备专业焊接工程师及设备，增加了海上成本；且仰焊的难度较大，容易导致焊接质量差的问题，进一步增加了海上作业的成本；焊接后的位置需要喷涂防腐涂层，进一步增加了人工的投入和成本；

同样的，海上灌浆实现海工模块和桩连接，需要携带水泥材料、配备灌浆设备，增加了海上作业的成本，且海上灌浆需要在连接处安装进出水泥管道，增加了设计工作量以及海上施工成本，灌浆的凝固也需要较长时间，降低了施工效率；

参考图9，海工模块的边界条件为刚接时，在海工模块与桩连接的设计过程中，海工模块、下部基础结构之间存在弯矩的重分配，工程师在设计过程中必须进行多次更新模型来保证设计的准确性，导致设计的过程较为繁琐，设计时间长，而在实际操作时，为了满足基础设计的需求，海工模块的荷载系数给的足够大，保证海工模块的支座反力在设计后期能够涵盖所有可能变化，从而导致结构尺寸偏大，提高了海工平台整体设计的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种海工模块与桩连接的设计方法，有助于提高设计的效率，降低海工平台建造的成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种海工模块与桩连接的设计方法，包括以下步骤：

步骤一，设置海工模块边界条件为铰接，限制海工模块在X方向、Y方向和Z方向的线位移，并限制海工模块水平位移的点位分别在X方向和Y方向上均为两个；

步骤二，根据海工模块的支座反力设计桩的结构；

步骤三，根据桩的结构完成海工模块与桩结合的整体计算报告模型；

步骤四，进行海工模块与桩铰接结构的限位设计；

步骤五，进行海工模块与桩铰接结构的限位设计的校核。

可选的，所述步骤二中，所述支座反力包括海工模块的自重、风载荷和活载荷。

可选的，所述步骤二中，确认支座反力是否存在上拔力，若存在上拔力，则在所述步骤四中海工模块与桩连接结构的限位设计中增加竖向限位设计。

可选的，步骤四中，海工模块与桩铰接的限位设计中的安装误差与基础配件的许用安装误差相匹配。

可选的，所述基础配件包括与所述海工模块连接的线路和/或管道。

可选的，步骤五中的校核工况荷载包括波浪、暴风、撞船和地震。

可选的，步骤五中的校核包括对海工模块与桩铰接结构的防腐蚀校核。

实施本发明的实施例，具有以下技术效果：