一种具有波浪补偿功能的海上栈桥的制作方法

本发明涉及海工装备，具体涉及一种具有波浪补偿功能的海上栈桥。

背景技术：

1、随着全球能源结构的转型和升级，海上风电作为一种清洁、可再生的能源解决方案，正迅速成为新能源发展的重要方向。海上风电场的规模不断扩大，对风电运维母船的性能和设计提出了更高的要求，尤其是在深远海区域，海况适应性成为了设计的关键焦点。风电运维母船装备有先进的设备和工具，是进行风电平台巡检、维修和保养的关键工具。随着运维需求的日益复杂，传统的顶靠塔基登乘方式已难以满足当前的需求。因此，搭载登乘舷梯的运维船应运而生，这种设计不仅提高了人员输送的安全性，还显著提升了运维效率，正逐渐成为风电运维船舶的主流选择。

2、在设计和建造带有海上栈桥的风电运维母船时，面临许多问题。首先，海洋环境的复杂多变，尤其是受风浪的影响巨大，受风浪的影响，海上栈桥和风电平台可能会发生相对运动，导致两者之间的衔接位置发生偏移。这种偏移可能导致栈桥与平台的对接困难，甚至无法对接，同时，风浪引起的上下和横向的动态载荷会使得栈桥和风电平台的结构应力增加，长期受到这种载荷作用可能导致结构疲劳甚至损坏；风浪导致的不稳定状态会增加运维人员在栈桥上行走和作业的困难，提高作业风险，可能导致栈桥与风电平台的连接部件受到额外的冲击力，长期冲击可能造成连接设备的损坏，影响整个系统的稳定性和可靠性。因此，设计一种能够在风浪影响下自动补偿位置偏差的顶靠机构，确保海上栈桥与风电平台之间的稳定衔接，成为了风电运维船舶设计中的一个重要问题。

3、其次，了满足不同高度风电平台的运维需要，风电运维母船需要配备升降塔，海上栈桥沿升降塔进行升降。海上栈桥的升降塔的设计需要考虑轻便性和稳定性，以减轻船舶的整体重量，提高船舶的载货能力和稳定性，确保在复杂海况下的安全、高效作业。此外，电梯井的预留空间和电梯的安装也是升降塔设计中不可忽视的一环，必须与升降塔的整体设计相协调，并满足电梯安装的需要。综上所述，设计轻便、稳定性高且配备有效锁紧装置的海上栈桥升降塔，对于保障风电运维船舶的安全、高效运行具有十分重要的意义。

4、此外，目前许多风电运维母船的海上栈桥与升降塔之间缺乏有效的锁紧防护装置。在自然力影响下，未锁紧的海上栈桥与升降塔之间的连接不稳定，容易发生相对位移或晃动，增加了运维人员的安全风险，并影响作业速度和准确性。长期的不稳定连接还可能导致连接部件的磨损和损坏，影响整个母船的结构稳定性和使用寿命。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种具有波浪补偿功能的海上栈桥，其包括：

2、升降塔，升降塔的主体前侧固定安装有轨道钢结构，所述轨道钢结构宽度大于主体，其伸出主体的部分设置有用于安装海上栈桥升降台的升降轨道；

3、海上栈桥升降台，海上栈桥升降台通过夹持座滑动连接于升降轨道上；海上栈桥升降台与升降塔之间设置有锁紧装置；海上栈桥升降台内安装有回转机构；

4、海上栈桥，所述海上栈桥设置有可相对伸缩移动的外舷梯、内舷梯；外舷梯端部连接于回转机构，外舷梯中部通过俯仰机构连接于回转机构；

5、顶靠装置，所述顶靠装置安装于内舷梯前端部，顶靠装置设置有冲击补偿机构。

6、优选的方案中，所述顶靠装置包括：

7、底座；

8、连杆支座及连接于连杆支座的连杆机构；

9、两端分别通过关节轴承与连杆机构的连杆、底座连接的伸缩杆；

10、安装于连杆机构前端的若干缓冲块；

11、安装于连杆支座与底座之间、实现连杆支座与底座弹性连接的冲击补偿机构；所述冲击补偿机构包括弹性减震块一、弹性减震块二，弹性减震块一、弹性减震块二开设有销孔，连杆支座、弹性减震块一、弹性减震块二由销钉串连连接；弹性减震块二安装于底座内；连杆支座、弹性减震块一、弹性减震块二的中部均开设有四个呈菱形结构分布的销孔，弹性减震块一、弹性减震块二由四个销钉串连连接；弹性减震块二与底座之间设置有夹座，弹性减震块二夹持于夹座内，夹座固定于底座；所述弹性减震块一、弹性减震块二的材料为聚氨酯、橡胶中的任一种。

12、优选的方案中，所述连杆机构包括相互铰接的第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆，三连杆、第四连杆具有拱形结构；第一连杆、第二连杆铰接于连杆支座，缓冲块安装于第三连杆和第四连杆上。

13、优选的方案中，伸缩杆包括第一伸缩杆、第二伸缩杆，第一伸缩杆、第二伸缩杆分别通过关节轴承连接于第四连杆、第三连杆。

14、优选的方案中，所述升降塔设包括：

15、中空的塔式结构的主体；

16、沿垂直方向间隔设置于主体内的若干加强肋板；

17、开设于加强肋板上的梯型槽和拐角槽；

18、安装于梯型槽内的、连接不同高度的加强肋板的加强筋；

19、安装于拐角槽内的、连接不同高度的加强肋板的槽钢；

20、固定安装于主体前侧的轨道钢结构，所述轨道钢结构宽度大于主体，其伸出主体的部分设置有用于安装海上栈桥升降台的升降轨道；

21、所述加强肋板、加强筋、槽钢固定连接于主体内壁；

22、主体前侧、后侧均开设有电梯窗。

23、优选的方案中，主体顶部设置有用于安装动力机构的耳板。

24、优选的方案中，所述加强肋板为u型结构的钢板。

25、优选的方案中，夹持座内安装有锁紧装置，锁紧装置包括l型曲臂和锁紧气缸；

26、l型曲臂的拐角位置设置与夹持座转动连接；

27、锁紧气缸的两端分别通过销轴铰接于夹持座和l型曲臂的右端部；

28、l型曲臂的左端部与升降塔接触连接，l型曲臂的左端部安装有摩擦片，由锁紧气缸带动l型曲臂转动，增大l型曲臂的左端部的摩擦片与升降塔的摩擦力实现锁紧。

29、优选的方案中，所述摩擦片由橡胶材料制得，其与升降塔接触部位为弧面结构。

30、优选的方案中，l型曲臂的拐角位置开设有铰链孔，夹持座对应开设有销孔，铰链孔与销孔通过销轴连接，实现l型曲臂与夹持座的转动连接。

31、本发明所达到的有益效果为：

32、第一、本发明提供的具有波浪补偿功能的海上栈桥，通过升降塔和海上栈桥升降台的组合设计，升降轨道的设置使得海上栈桥升降台能够稳定地在升降塔上滑动，从而确保整个栈桥的平稳升降；外舷梯、内舷梯的设计使海上栈桥的长度可调，搭配回转机构、俯仰机构，使海上栈桥可实现升降、伸缩、旋转、俯仰多自由度调节，可有效进行风浪补偿调节，同时，设计了用于与风电平台衔接的顶靠机构，包括连杆机构，连杆机构与海上风电平台衔接部位设计成安装有缓冲块的拱形连杆，拱形连杆通过伸缩杆及关节轴承连接，连杆机构受到冲击时，由缓冲块吸收部分冲击，同时连杆机构可通过被动改变形态对冲击进行缓冲，形态改变方式包括伸缩和左右摆动；通过上述方式可有效对海洋环境变化产生的冲击进行缓冲补偿和适应，提高了海上栈桥与风电平台衔接的稳定性。

33、第二、连杆机构与底座之间设计了由两个弹性减震块组成的冲击补偿机构，两个弹性减震块为聚氨酯或橡胶材料，两个弹性减震块通过销钉连接连杆支座和底座，当连杆机构受到冲击时，即使冲击来自不同方向，连杆机构可通过俯仰、翻转、扭转等多种方式，依靠弹性减震块的形变来吸收冲击能量，弹性减震块的形变可以是压缩、剪切、弯曲或拉伸等形式，取决于减震块的设计和所承受的力的方向。弹性减震块在受到冲击后能够快速恢复到其原始形状，有助于维持结构的稳定性，并减少冲击后的残余震动；同时，设计了两个由销钉串连连接的弹性减震块，有助于两个弹性减震块在形变过程中会产生相互摩擦，这种摩擦力消耗了部分冲能量，达到更好的减震效果。

34、第三、本发明的升降塔采用中空的塔式结构，内部沿垂直方向间隔设置了若干加强肋板，这种设计不仅优化了整体结构，还显著提高了升降塔的承重能力和稳定性。特别是在海上环境多变的情况下，这种结构能够抵抗风浪、潮汐等外部因素的冲击，确保运维人员的安全和作业的顺利进行；通过在加强肋板上开设梯型槽和拐角槽，并安装加强筋和槽钢，有效地增强了升降塔的强度和刚性。这种设计不仅提高了升降塔的抗风能力，还保证了其在长期使用过程中的稳定性和可靠性。加强肋板采用u型结构钢板，不仅增加了结构的稳固性，而且开口连接于主体的前侧，进一步提高了升降塔的抗风能力和稳定性。

35、第四、轨道钢结构的设置使得海上栈桥升降台能够平稳、顺畅地沿升降轨道移动，大大提高了运维人员上下舷梯的效率和安全性。同时，轨道钢结构的宽度大于主体，增加了其稳定性，进一步保障了作业安全。主体前侧和后侧开设的电梯窗为电梯的安装和运维提供了便利，同时也增强了升降塔的通风性能，有助于延长其使用寿命。主体顶部设置的耳板为安装动力机构提供了便捷的接口，使得升降塔的动力系统能够高效、稳定地运行。

36、第五、本发明设计了有效的锁紧装置，确保了海上栈桥升降台在升降塔上的稳固连接，通过配合使用的l型曲臂和锁紧气缸，利用锁紧气缸对l型曲臂的推动，增大l型曲臂左端部与升降塔的摩擦力实现锁紧。这种设计不仅结构简单、操作方便，而且锁紧效果显著；l型曲臂与夹持座的转动连接采用销轴铰接的方式，使得转动更加灵活顺畅，不易出现卡滞现象；

37、第六、在l型曲臂的左端部安装摩擦片，进一步增强了锁紧效果。摩擦片具有弧面结构，能够更好地贴合升降塔的表面，提高摩擦力。同时，采用橡胶材料制作摩擦片，既保证了足够的摩擦系数，又具有一定的弹性和耐磨性，能够长期使用而不易损坏。