[发明专利]深水水下结构物防扭转的安装方法

权利要求书

1.一种深水水下结构物防扭转的安装方法，其特征在于：采用以下安装步骤：

第一步：通过船用吊机，将结构重块起吊到绞车滑轮的正下方，然后，逐渐的将张力由船用吊机切换到绞车上，当张力完全切换完毕之后，将船用吊机勾头从连接结构中的三角板上解脱；

第二步：通过绞车及绞车导向缆将结构重块下放至设定的海底深度就位，此时，绞车导向缆在结构重块的作用下保持铅垂状态；

第三步：通过船用吊机，将深水水下结构物进行安装与下放，随着深水水下结构物的下放，水平牵引缆与深水水下结构物相连的一端，将随着深水水下结构物的下放而一起下放到海底，套装在绞车导向缆上的滑动卸扣将在重力作用下，沿着绞车导向缆实现与深水水下结构物同步下放；当深水水下结构物在外力扰动下发生扭转时，安装在深水水下结构物上两根短缆将与水平牵引缆的一端一起扭转，而水平牵引缆的另一端则被滑动卸扣限制在绞车导向缆上，这样一来，水平牵引缆将对深水水下结构物产生一个与扭转方向相反的力矩，阻止深水水下结构物发生扭转，并迫使深水水下结构物回到平衡位置；

第四步：当深水水下结构物安装到海底就位以后，由水下机器人携切割工具将短缆切断，此时，安装船便能够启动绞车将结构重块连同水平牵引缆一起回收到安装船上。

2.根据权利要求1所述的深水水下结构物防扭转的安装方法，其特征在于：所述结构重块就位后所设定的海底间距为：10-20米。

3.根据权利要求1所述的深水水下结构物防扭转的安装方法，其特征在于：所述第三步中，深水水下结构物以及套装在绞车导向缆的相对位置是通过调节水平牵引缆的长度实现，水平牵引缆在结构物下放过程中，呈略微绷紧状态。

4.根据权利要求1所述的深水水下结构物防扭转的安装方法，其特征在于：所述第四步中，当深水水下结构物的重复安装时，只需在下一个深水水下结构物重新配备短缆即可继续进行下一个深水水下结构物的安装。

5.一种为实现上述方法的深水水下结构物防扭转的安装装置，其特征在于包括：一个用于产生铅垂力的结构重块，垂直悬挂在结构重块上的绞车导向缆，其中，绞车导向缆上通过一个滑动卡环与一水平牵引缆的一端套装，水平牵引缆的另一端通过两根短缆分别与安装在深水水下结构物连为一体，并呈三角状态。

6.根据权利要求5所述的深水水下结构物防扭转的安装装置，其特征在于：所述绞车导向缆和结构重块之间是通过一连接结构连接为一体，该连接结构包括：依次安装在第一个卸扣上的一旋转接头、三角板、第二个卸扣。

7.根据权利要求5所述的深水水下结构物防扭转的安装装置，其特征在于：所述结构重块的材料为：钢或者水泥混凝土；形状为：规则的立方体或圆柱体结构；结构重块上安装有一供卸扣安装的吊点。

8.根据权利要求5所述的深水水下结构物防扭转的安装装置，其特征在于：所述水平牵引缆为：无弯曲和扭转刚度的链式结构。

9.根据权利要求5所述的深水水下结构物防扭转的安装装置，其特征在于：所述短缆通过卸扣及水下结构物吊装索具连接在深水水下结构物或安装在水下结构物上，吊装索具与船上绞车的缆绳相连，该缆绳用于引导和约束水平牵引缆，随着深水水下结构物的下放实现同步下放。

10.根据权利要求5或所述的深水水下结构物防扭转的安装装置，其特征在于：所述深水水下结构物受到的竖直平面内的外力矩采用以下公式进行计算：

式中：

M为深水水下结构物109受到的竖直平面内的外力矩；

m_c为结构重块的自重；

m_s为水下结构物的自重；

g为重力加速度；

θ为绞车导向缆与竖直铅垂线的夹角；

r为水平牵引缆连接点距离水下结构物旋转中心的距离；

d为水平牵引缆的长度；

l为绞车导向缆的有效长度(绞车滑轮到滑动卸扣之间的距离)；

β为水平牵引缆的旋转角；

并根据深水水下结构物主尺度信息以及安装施工海域的环境条件，估算出深水水下结构物在安装下放过程中，受到的受到的竖直平面内的外力矩M，且根据以上公式构建如下函数：

通过给定函数参数的初值，对以上函数采用数值迭代的方法进行求解，函数值y＝0表示恢复力矩与深水水下结构物受到的外力矩M平衡。