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海上平台為島狀空間結構物,按其結構特點和工作狀態分為固定式和浮式兩大類。

1 海上平台 -海上平台

 

2 海上平台 -正文

  一種島狀空間結構物,具有一個高出海面的水平檯面,供進行生產作業或其他活動用的海上工程設施。按其結構特點和工作狀態分為固定式和浮式兩大類。
  固定式平台  在整個使用壽命期內位置固定不變,其形式有樁式、綳繩式和重力式等(圖1)。

  樁式平台  是由承台(上部甲板)和樁基構成,按樁的材質又分為木樁平台、鋼樁平台和鋼筋混凝土樁平台。20世紀40年代末出現了導管架平台,它是先在陸上用鋼管焊成一個錐台形空間框架,然後駁運或浮運至海上現場,就位后將鋼樁從導管內打入海底,再在頂部安裝甲板而成。70年代出現的塔架平台,是由一個垂直的導管架和若干組底樁構成,底樁沿導管架外圍打入海底。樁式平台已廣泛應用於建造海上碼頭、燈塔、雷達台、水文氣象觀測站等。其中導管架平台和塔架平台則多用於鑽采海底石油或天然氣。這種結構的主要優點是波浪及水流荷載小,但造價隨水深成指數倍增長,使用水深受限制。
  綳繩式平台  亦稱系索塔平台,是將一個預製的鋼質塔身安放在海底基礎塊上,四周用鋼索錨定拉緊而成。它適用於水深較大的海域。
  重力式平台  是靠平台自身重量穩坐在海底堅實土層之上。這種平台的底部是一個或多個鋼筋混凝土沉箱組成的基座,基座上有鋼立柱或鋼筋混凝土立柱支撐上部甲板。由於整個結構比較大,一般先在岸邊開挖的泥塢中建造基座,再拖往有掩護的深水區接高,然後浮運至現場,載入下沉。目前這種平台一般是作為海底貯油罐或用於鑽采海底石油。其主要特點是抵禦風暴及波浪襲擊的能力強,結構耐久和維護費用低,但需開挖岸邊塢坑,並要有近岸深水施工水域,結構高度因此受到限制。
  浮式平台  是一種大型浮體,有的可以遷移,有的不遷移。

  可遷移的浮式平台  又稱活動平台,它是為適應勘探、施工、維修等海上作業必須經常更換地點的需要而發展起來的。現有的活動平台分坐底式、自升式、半潛式和船式4種(圖2)。①坐底式平台(亦稱沉浮式平台)多用於水深較淺的水域,其上部為工作甲板,下部為兼作沉墊的浮箱,中間用立柱或桁架支撐。作業時,往浮箱內注水使之座落海底;作業后,把箱內水抽出,平台依靠自身的浮力升起。②自升式平台適應水深範圍較大,在漂浮狀態時為一艘駁船,它的四側裝有若干根圓柱式或桁架式樁腿,用齒輪、齒條或液壓機構控制升降。作業時,放下樁腿並插入海底一定深度,從而將船底托出水面,成為工作甲板。作業后,降下船體,拔起樁腿,即可拖航至新地點。樁腿底部帶箱形沉墊的稱沉墊自升式平台,不帶沉墊的稱插樁自升式平台。③半潛式平台多用於水深較大的海域,也是由上層工作甲板、下層浮體結構、中間立柱或桁架3 部分組成。下層浮體結構又分下船體式和浮箱式兩種,下船體式更利於航行,故新建造的自航半潛式平台多採用雙下船體式。這種平台作業時處於半潛狀態,採用錨泊定位或動力定位。作業后,排出壓載艙內的水,上浮至拖航吃水線,即可收錨移位。過去建造的少數半潛式平台兼有坐底式的功能,也可以在淺水區座落海底進行作業(見彩圖)。④船式平台(即鑽井船)是在普通的船舶上加一個作業平台,船舶有單體和雙體之分,一般可以自航,作業時採用錨泊定位或動力定位(見彩圖)。目前可遷移的浮式平台在海底石油與天然氣勘探中應用得最多。

  

 

  不遷移的浮式平台  在整個使用期間或較長使用期間固定系泊於海上作業位置(圖3)。靠近岸邊或海況較好海域使用的平台,一般採用普通駁船結構;置於海況較惡劣海域的平台多採用半潛式結構。系泊採用錨定法。為了控制平台的搖蕩而將索鏈拉緊,使平台處於半潛狀態的稱張力式平台,又稱張力腿平台。70年代出現的鉸接式平台,由甲板、塔柱和底座組成,塔柱與底座之間用萬向節鉸接。不遷移的浮式平台造價比固定式平台低,適應水深大,最初多用於開採海底石油,近20年來,已擴大應用於建造海上浮式工廠(如發電廠、海水淡化廠、天然氣液化廠、紙漿廠等)和海上浮式貯庫(如貯油槽、毒品及危險品庫等),使一些傳統在岸邊或陸上進行的經濟活動轉移到海上。這些生產設施和裝置可以先在加工工業發達的地區製造安裝完畢,然後拖運到計劃使用的地點系泊固定。例如在浮式平台上建成的海上天然氣液化廠(圖4),將從海底開採出來的天然氣在工廠中進行液化,然後裝罐運往陸地。這種生產系統代替了敷設長距離的海底管線,可以節省大量投資。

  建造海上平台,除採用先進技術、選擇高效小型設備,以盡量壓縮平檯面積之外,還要對影響生產作業的各種因素,如海洋環境條件與動力荷載、結構和地基響應、安全措施、環境保護以及原料和產品的運輸等進行充分的研究。隨著海洋開發的發展,將會出現類型更多的海上平台。

 

3 海上平台 -配圖

 

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