一种自升式八边形桩腿节及使用其的海上作业平台技术领域
本发明涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种自升式八边形桩腿节及使用其的海
上作业平台。
背景技术
桩腿是海上作业平台的重要组成部分，用于支撑上部船体的重量以及承受风、浪、
流等环境荷载，其结构形式主要为圆柱形桩腿和桁架式桩腿，桩腿的提升系统主要有液压
插销式和齿轮齿条式。在插销式海上作业平台中，使用圆柱形桩腿和液压插销式提升系统
的相互配合来实现桩腿的升降。现有的圆柱形桩腿不容易装配，空间利用率低，整体强度较
低，存在应力集中问题，使用过程中存在破裂或折断的安全隐患。而在温度较低的环境下，
桩腿结冰严重，冰层给桩腿带来很大的负荷，容易使桩腿折断或损坏。
发明内容
本发明的目的在于提出一种便于装配，空间利用率更高，整体强度高，有效避免应
力集中问题，提高桩腿在严寒地区的使用寿命的自升式八边形桩腿节及使用其的海上作业
平台。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种自升式八边形桩腿节，包括平台隔板、围板和导向板，所述围板和导向板拼装
组合成桩腿节的壳体；
所述平台隔板设置于桩腿节的壳体的内部；
所述平台隔板还包括平台板、平台板主肋和多个平台板次肋，所述平台板的侧边
为八边形，所述平台板的中部设有管路容纳通孔；所述平台板主肋设置于管路容纳通孔的
边缘；多个所述平台板次肋呈散射状从管路容纳通孔向平台板的侧边延伸，并且平台板次
肋的一端和平台板主肋连接；
所述平台板包括多个围板定位水平边沿和多个导向板定位斜切边沿，所述围板定
位水平边沿和导向板定位斜切边沿间隔分布于所述平台隔板的侧边；
所述围板的内侧和围板定位水平边沿焊接，所述导向板的内侧和导向板定位斜切
边沿焊接；所述导向板包括多个销孔，所述销孔间隔均匀地纵向设置于所述导向板上；
还包括加热装置和安装浮台，所述加热装置安装于安装浮台，所述安装浮台套接
于桩腿节的壳体的外侧，所述安装浮台包括浮台锁定装置，所述安装浮台通过浮台锁定装
置和桩腿节的壳体连接。
优选地，所述围板包括围板固定肋，所述围板固定肋纵向地设置于围板的内侧；
对应地，所述平台板还包括围板安装凹槽，所述围板安装凹槽设置于围板定位水
平边沿，所述围板固定肋卡接于围板安装凹槽。
优选地，所述围板固定肋为条形肋，对应地所述围板安装凹槽为条形槽；
或者，所述围板固定肋为T型肋，对应地所述围板安装凹槽为T型槽。
优选地，所述管路容纳通孔为方形孔，对应地，所述平台板主肋为方形肋。
优选地，还包括防护层，所述防护层包括隔水层、防腐抗冻层和润滑层，所述围板
的外侧和导向板的外侧均从里向外依次设置隔水层、防腐抗冻层和润滑层；
所述隔水层的厚度为0.4mm～1.5mm，所述防腐抗冻层的厚度为3.5mm～6mm，润滑
层的厚度为0.4mm～2mm。
优选地，所述安装浮台还包括浮台本体、浮台注水管、浮台出水管、浮台注水电控
阀和浮台出水电控阀；
所述浮台本体的横截面为八边形，所述浮台本体套接于桩腿节的壳体的外侧，所
述浮台本体的内部为中空；
所述浮台注水管和浮台本体的一侧连通，所述浮台出水管和浮台本体的另一侧连
通；
所述浮台注水电控阀安装于浮台注水管，所述浮台出水电控阀安装于浮台出水
管。
优选地，所述浮台锁定装置设置于浮台本体的朝向导向板的一侧；
所述浮台锁定装置包括浮台锁定销和锁定销驱动件，所述浮台锁定销和所述锁定
销驱动件连接，所述锁定销驱动件带动浮台锁定销插入导向板的销孔。
优选地，所述加热装置包括进气管、出气管、换热管、进气导向连接管、出气导向连
接管、进气电控阀和出气电控阀；
所述进气导向连接管和出气导向连接管通过换热管连通，所述进气管和进气导向
连接管连通，所述出气管和出气导向连接管连通；
所述进气电控阀安装于进气管，所述出气电控阀安装于出气管。
优选地，还包括清洗装置，所述清洗装置安装于加热装置的顶部；
所述清洗装置包括清洗喷管、进水管、水流导向连接管和进水电控阀，所述清洗喷
管和水流导向连接管的顶部连通，所述进水管和水流导向连接管的侧面连通；
所述进水电控阀安装于进水管，所述清洗喷管朝向桩腿节的壳体；
还包括防撞缓冲垫，所述水流导向连接管的朝向桩腿节的壳体的内侧设置所述防
撞缓冲垫。
优选地，一种包括所述自升式八边形桩腿节的海上作业平台。
所述自升式八边形桩腿节便于装配，空间利用率更高；所述平台隔板设有平台板
主肋和多个平台板次肋，增加平台隔板的整体强度，并有效地避免平台隔板的中部应力集
中的问题，使平台隔板各处的强度均匀。所述围板固定肋卡接于围板安装凹槽，从而增大围
板和平台隔板之间的接触面积，便于焊接，使围板更为牢固地安装于平台隔板，避免围板应
力集中于一处，受力更为均匀。所述加热装置用于对桩腿节的壳体进行加热以达到除冰效
果，消除冰层对桩腿节的壳体的负荷，大大地提高所述自升式八边形桩腿节在严寒地区的
使用寿命。所述安装浮台通过浮台锁定装置锁定在桩腿节的壳体上，以避免因风浪作用安
装浮台和桩腿节的壳体之间发生磨损碰撞，提高使用安全性。
附图说明
附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明其中一个实施例的八边形桩腿结构示意图；
图2是本发明其中一个实施例的桩腿节的壳体内部结构示意图；
图3是本发明其中一个实施例的平台隔板结构示意图；
图4是本发明其中一个实施例的桩腿节的壳体水平剖面结构示意图；
图5是本发明其中一个实施例的围板结构示意图；
图6是本发明其中一个实施例的防护层结构示意图；
图7是本发明其中一个实施例的安装浮台结构示意图。
其中：平台隔板1；围板2；导向板3；围板定位水平边沿11；导向板定位斜切边沿12；
销孔31；加热装置6；安装浮台7；浮台锁定装置73；围板固定肋21；围板安装凹槽14；管路容
纳通孔13；平台板101；防护层4；隔水层41；防腐抗冻层42；润滑层43；浮台本体71；浮台注水
管72；浮台出水管74；浮台注水电控阀75；浮台出水电控阀76；进气管61；出气管62；换热管
63；进气导向连接管64；出气导向连接管65；进气电控阀66；出气电控阀67；清洗装置5；清洗
喷管51；进水管52；水流导向连接管53；进水电控阀54；防撞缓冲垫8；平台板主肋15；平台板
次肋16。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例的自升式八边形桩腿节，如图1所示，包括平台隔板1、围板2和导向板3，
所述围板2和导向板3拼装组合成桩腿节的壳体；
所述平台隔板1设置于桩腿节的壳体的内部；
所述平台隔板1包括平台板101、平台板主肋15和多个平台板次肋16，如图3、图4所
示，所述平台板101的侧边为八边形，所述平台板101的中部设有管路容纳通孔13；所述平台
板主肋15设置于管路容纳通孔13的边缘；多个所述平台板次肋16呈散射状从管路容纳通孔
13向平台板101的侧边延伸，并且平台板次肋16的一端和平台板主肋15连接；
所述平台板101还包括多个围板定位水平边沿11和多个导向板定位斜切边沿12，
所述围板定位水平边沿11和导向板定位斜切边沿12间隔分布于所述平台隔板1的侧边；
所述围板2的内侧和围板定位水平边沿11焊接，所述导向板3的内侧和导向板定位
斜切边沿12焊接；所述导向板3包括多个销孔31，所述销孔31间隔均匀地纵向设置于所述导
向板3上；
还包括加热装置6和安装浮台7，如图7所示，所述加热装置6安装于安装浮台7，所
述安装浮台7套接于桩腿节的壳体的外侧，所述安装浮台7包括浮台锁定装置73，所述安装
浮台7通过浮台锁定装置73和桩腿节的壳体连接。
所述自升式八边形桩腿节的横截面为八边形，多个所述高强度八边形桩腿节合拢
组装成高强度八边形桩腿，与现有的圆柱形桩腿相比，所述高强度八边形桩腿节便于装配，
空间利用率更高。所述高强度八边形桩腿节由平台隔板1、围板2和导向板3拼装组合而成，
所述平台板101的侧边为八边形，在平台板101的侧边设有四个围板定位水平边沿11和四个
导向板定位斜切边沿12，两个围板定位水平边沿11之间设置一个导向板定位斜切边沿12，
即四个围板定位水平边沿11两两相对，四个导向板定位斜切边沿12两两相对。可设有多个
平台隔板1，所述围板2的内侧和多个平台隔板1的围板定位水平边沿11连接，所述导向板3
的内侧和多个平台隔板1的导向板定位斜切边沿12连接，所述平台隔板1起到一个支撑联结
作用，以便于组装桩腿节的壳体；而且工作人员可在平台隔板1上活动，以实现工作人员到
桩腿节的壳体的内部进行作业和维修。带有销孔31的导向板3设置于平台隔板1的四个斜切
角上，从而在桩腿节的壳体升降过程中避免了应力集中，受力更为均匀，桩腿升降可靠精
准。
所述平台板101的中部设有管路容纳通孔13，所述管路容纳通孔13为在桩腿内部
设置管路提供空间和便于工作人员深入桩腿内部进行作业和维修。并且，管路容纳通孔13
的边缘周向设置所述平台板主肋15，以加强管路容纳通孔13的边缘的强度，减少管路容纳
通孔13的碰撞磨损等；并且平台板主肋15朝上突出，可起到挡板作用，阻挡工作人员作业时
工具从管路容纳通孔13掉落至桩腿节的壳体的底部。多个所述平台板次肋16呈散射状设置
于平台板101，增加平台板101的整体强度，并有效地避免平台板101的中部应力集中的问
题，使平台板101各处的强度均匀。
所述安装浮台7套接于桩腿节的壳体的外侧，用于承载加热装置6，所述加热装置6
用于对桩腿节的壳体进行加热以达到除冰效果。在温度较低的环境下，桩腿节的壳体结冰
严重，冰层给桩腿节的壳体带来很大的负荷，容易使桩腿节的壳体折断或损坏，因此设置所
述加热装置6，所述加热装置6可利用海上作业平台柴油机组的余热对桩腿节的壳体进行加
热融冰，消除冰层对桩腿节的壳体的负荷，大大地提高所述自升式八边形桩腿节在严寒地
区的使用寿命。所述安装浮台7设有浮台锁定装置73，从而在非工作状态或海上风浪较大
时，所述安装浮台7通过浮台锁定装置73锁定在桩腿节的壳体上，以避免因风浪作用安装浮
台7和桩腿节的壳体之间发生磨损碰撞，提高使用安全性。
优选地，如图2、图5所示，所述围板2包括围板固定肋21，所述围板固定肋21纵向地
设置于围板2的内侧；对应地，如图3、图4所示，所述平台隔板1还包括围板安装凹槽14，所述
围板安装凹槽14设置于围板定位水平边沿11，所述围板固定肋21卡接于围板安装凹槽14。
可设置多个围板固定肋21，并纵向地间隔均匀分布于所述围板2的内侧，所述围板固定肋21
起到增强围板2强度的作用。对应地，可设置多个围板安装凹槽14，所述围板固定肋21卡接
于围板安装凹槽14，从而增大围板2和平台隔板1之间的接触面积，便于焊接，使围板2更为
牢固地安装于平台隔板1，避免围板2应力集中于一处，受力更为均匀。
优选地，所述围板固定肋21为条形肋，对应地所述围板安装凹槽14为条形槽，既起
到增强围板2强度的作用，又便于拼装焊接。或者，所述围板固定肋21为T型肋，对应地所述
围板安装凹槽14为T型槽，T型结构可增大围板2和平台隔板1之间的接触面积，大大地提高
围板2的强度。
优选地，如图3所示，所述管路容纳通孔13为方形孔，对应地，所述平台板主肋15为
方形肋。所述管路容纳通孔13为方形孔，和圆形孔相比，呈方形的管路容纳通孔13可大大地
提高容纳空间；对应地，所述平台板主肋15为方形肋，使平台板主肋15和管路容纳通孔13更
为贴合，加强管路容纳通孔13的边缘的强度。
优选地，所述平台板次肋16的另一端呈勾形状，如图3所示，由于实际使用中围板2
会受到强风、海浪拍打等冲击，围板2受到的应力比平台隔板1受到的应力要大得多，因此平
台板次肋16的和围板固定肋21连接的另一端呈勾形状，使得平台板次肋16的另一端和其自
身的一端相比要高一些，以增大平台板次肋16和围板固定肋21之间的受力面积，有效地分
散此处应力，提高结构强度，延长围板2的使用寿命。
优选地，如图4所示，相邻两个平台板次肋16在朝向平台板主肋15的一端的间距大
于朝向围板安装凹槽14的另一端的间距。由于围板定位水平边沿11的围板安装凹槽14分布
间距小于平台板主肋15对应边的长度，为了使强度分布均匀，所述相邻两个平台板次肋16
在朝向平台板主肋15的一端的间距大于朝向围板安装凹槽14的另一端的间距，从而避免应
力集中问题；其中每一个所述围板定位水平边沿11末端的围板安装凹槽14通过平台板次肋
16和平台板主肋15对应的转角边连接，此处的平台板次肋16呈倾斜状态，可增强屈曲强度。
优选地，如图4所示，所述导向板3的厚度大于围板2的厚度。由于自升式八边形桩
腿节是通过导向板3的销孔31和海洋平台的液压插销式提升系统连接，以完成桩腿的升降，
因此导向板3是整个自升式八边形桩腿节中受力最大的，设置所述导向板3的厚度大于围板
2的厚度，以提高导向板3的刚性和强度，确保导向板3的安全可靠性。现有的圆柱形桩腿是
由整块钢板压制加工而成的，因此为提高圆柱形桩腿的强度和刚性，整个圆柱形桩腿的厚
度较大，但这需要的钢材量大，增大了生产成本，浪费资源。而所述自升式八边形桩腿节则
仅有所述导向板3需要厚度大，刚性强的钢板来制成，大大地降低生产成本，节约资源；并且
所述导向板3是条形状，相比于圆柱形桩腿，更易于加工安装，提高制造效率。
优选地，如图4所示，所述导向板3的边缘向外突出。现有的圆柱形桩腿的外表面光
滑，无任何突出结构，在风浪的作用下容易发生转动和摇晃，易与主船体发生碰撞，存在极
大的安全隐患。而所述自升式八边形桩腿节中，所述导向板3的边缘向外突出，所述自升式
八边形桩腿节可通过导向板3与主船体卡接，避免在风浪的作用下所述自升式八边形桩腿
节发生转动和摇晃，提高使用安全性。
优选地，如图6所示，还包括防护层4，所述防护层4包括隔水层41、防腐抗冻层42和
润滑层43，所述围板2的外侧和导向板3的外侧均从里向外依次设置隔水层41、防腐抗冻层
42和润滑层43。所述隔水层41设置于最内层，具有隔水作用，从而防止海水渗入桩腿节的壳
体的内部，所述隔水层41的厚度为0.4mm～1.5mm，优选为0.8mm；所述防腐抗冻层42起到防
腐抗冻作用，防止海水对围板2和导向板3的腐蚀，以及低温环境对围板2和导向板3的影响，
所述防腐抗冻层42的厚度为3.5mm～6mm，优选为4.5mm；所述润滑层43设置于最外层，起到
润滑作用，可有效减少海洋生物的附着，润滑层43的厚度为0.4mm～2mm，优选为1.6mm；防护
层4设置此厚度范围组合，既保证对桩腿节的壳体的保护作用，又尽量减少了防护层4对桩
腿节的壳体的负荷，节省投入成本。所述隔水层41、防腐抗冻层42和润滑层43可为涂油层或
胶体层，重量较轻，减少负荷。
优选地，如图7所示，所述安装浮台7还包括浮台本体71、浮台注水管72、浮台出水
管74、浮台注水电控阀75和浮台出水电控阀76；所述浮台本体71的横截面为八边形，所述浮
台本体71套接于桩腿节的壳体的外侧，所述浮台本体71的内部为中空；所述浮台注水管72
和浮台本体71的一侧连通，所述浮台出水管74和浮台本体71的另一侧连通；所述浮台注水
电控阀75安装于浮台注水管72，所述浮台出水电控阀76安装于浮台出水管74。
所述安装浮台7通过浮台注水管72向浮台本体71的内部注水，浮台本体71通过浮
台出水管74出水，由所述浮台注水电控阀75和浮台出水电控阀76来控制浮台本体71的储水
量，继而控制浮台本体71的浮力大小和涉水深度。所述浮台本体71的横截面为八边形，更好
地与呈八边柱体状的桩腿节的壳体贴合，有效防止浮台本体71在海浪作用下发生转动移
位。可通过浮台注水电控阀75和浮台出水电控阀76控制控制浮台本体71的浮力为整套装置
重量的1.5倍，使加热装置6的换热管63刚好与冰面接触，加大除冰效果。
优选地，如图7所示，所述浮台锁定装置73设置于浮台本体71的朝向导向板3的一
侧，所述浮台锁定装置73包括浮台锁定销和锁定销驱动件，所述浮台锁定销和所述锁定销
驱动件连接，所述锁定销驱动件带动浮台锁定销插入导向板3的销孔31。所述浮台锁定装置
73通过锁定销驱动件带动浮台锁定销插入导向板3的销孔31，以实现对安装浮台7的锁定作
用。所述锁定销驱动件可为液压油缸，所述锁定销驱动件带动浮台锁定销进行伸缩运动，还
可在浮台锁定销的朝向销孔31的一端设置锁定销位置传感器，用于检测销孔31的位置，以
保证所述浮台锁定销准确插入相应的销孔31，防止因对正不当导致浮台锁定销无法插入对
应的销孔31而对浮台锁定销和桩腿节的壳体造成损坏。可设置多个浮台锁定装置73，分布
于浮台本体71的四个斜切角，以对应桩腿节的壳体的每个导向板3，从而保证载荷的均匀分
布。
优选地，如图7所示，所述加热装置6包括进气管61、出气管62、换热管63、进气导向
连接管64、出气导向连接管65、进气电控阀66和出气电控阀67；所述进气导向连接管64和出
气导向连接管65通过换热管63连通，所述进气管61和进气导向连接管64连通，所述出气管
62和出气导向连接管65连通；所述进气电控阀66安装于进气管61，所述出气电控阀67安装
于出气管62。
所述加热装置6通过进气管61接柴油机组的尾气管，废热尾气经进气管61进如加
热装置6后依次经过进气导向连接管64、换热管63、出气导向连接管65，最后经出气管62排
出，此过程中废热尾气在换热管63和外界环境进行热交换，从而对桩腿节的壳体进行加热
融冰。所述进气电控阀66和出气电控阀67分别用于控制废热尾气的输入量和输出量，以控
制加热装置6的加热程度。所述进气导向连接管64和出气导向连接管65可设置为环状管，环
绕于桩腿节的壳体的四周；对应地，可设置多根换热管63，多根换热管63环绕于桩腿节的壳
体的四周，从而扩大除冰范围，增强除冰质量。
优选地，如图7所示，还包括清洗装置5，所述清洗装置5安装于加热装置6的顶部；
所述清洗装置5包括清洗喷管51、进水管52、水流导向连接管53和进水电控阀54，所述清洗
喷管51和水流导向连接管53的顶部连通，所述进水管52和水流导向连接管53的侧面连通；
所述进水电控阀54安装于进水管52，所述清洗喷管51朝向桩腿节的壳体；还包括防撞缓冲
垫8，所述水流导向连接管53的朝向桩腿节的壳体的内侧设置所述防撞缓冲垫8。
所述清洗装置5用于在收桩时对所述桩腿节的壳体进行清洗，由于海水中含有大
量盐分，在阳光和空气的共同作用下对所述桩腿节的壳体产生腐蚀作用，因此设置所述清
洗装置5避免海水对所述桩腿节的壳体的腐蚀作用，延长所述桩腿节的壳体的使用寿命。所
述清洗装置5通过进水管52向水流导向连接管53灌入清水或柴油机排出的热水，然后水流
导向连接管53的水从清洗喷管51喷出，所述清洗喷管51朝向桩腿节的壳体，喷出水流对桩
腿节的壳体进行清洗。所述进水电控阀54用于控制进水管52的进水量，以控制喷出水流的
压力，即清洗力度。所述水流导向连接管53可设置为环状管，环绕于桩腿节的壳体的四周；
对应地，可设置多个清洗喷管51，多个所述清洗喷管51环绕于桩腿节的壳体的四周，从而扩
大清洗范围，增强清洗质量。所述水流导向连接管53的朝向桩腿节的壳体的一侧设置所述
防撞缓冲垫8，所述防撞缓冲垫8起到缓冲作用，可减少因风浪作用清洗装置5和桩腿节的壳
体发生的碰撞磨损。
优选地，一种包括所述自升式八边形桩腿节的海上作业平台。所述海上作业平台
包括主船体和所述自升式八边形桩腿节，所述主船体对应所述自升式八边形桩腿节设有液
压插销式提升系统，通过液压插销式提升系统和所述自升式八边形桩腿节的配合使用使得
所述自升式八边形桩腿节和主船体可实现相对的上下升降，所述自升式八边形桩腿节便于
装配，空间利用率更高，整体强度高，有效避免应力集中问题，载荷量大且稳定可靠，使用寿
命长。
本实施例的自升式八边形桩腿节具有以下有益效果：1.所述高强度八边形桩腿节
设有横截面为八边形的桩腿节的壳体，多个所述高强度八边形桩腿节合拢组装成高强度八
边形桩腿，与现有的圆柱形桩腿相比，所述高强度八边形桩腿节便于装配，空间利用率更
高；2.设置所述平台板主肋15和多个平台板次肋16，增加平台板101的整体强度，并有效地
避免平台板101的中部应力集中的问题，使平台板101各处的强度均匀；3.所述加热装置6可
利用海上作业平台柴油机组的余热对桩腿节的壳体进行加热融冰，消除冰层对桩腿节的壳
体的负荷，大大地提高所述桩腿节在严寒地区的使用寿命；4.在非工作状态或海上风浪较
大时，所述安装浮台7通过浮台锁定装置73锁定在桩腿节的壳体上，以避免因风浪作用安装
浮台7和桩腿节的壳体之间发生磨损碰撞，提高使用安全性。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的
原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术
人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入
本发明的保护范围之内。