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[發(fā)明專(zhuān)利]一種半潛式海洋工程平臺(tái)立柱與甲板盒的連接結(jié)構(gòu)在審

專(zhuān)利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201910245847.9 申請(qǐng)日: 2019-03-28
公開(kāi)(公告)號(hào): CN109808850A 公開(kāi)(公告)日: 2019-05-28
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 陳伶翔;洪昌盛;魏大偉;徐能獎(jiǎng);王旭;陳文科 申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: 招商局重工(江蘇)有限公司
主分類(lèi)號(hào): B63B35/44 分類(lèi)號(hào): B63B35/44;B63B3/48
代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230 代理人: 張明立;葛勝非
地址: 226100 江蘇省*** 國(guó)省代碼: 江蘇;32
權(quán)利要求書(shū): 查看更多 說(shuō)明書(shū): 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 立柱 甲板 海洋工程平臺(tái) 過(guò)渡曲面 連接結(jié)構(gòu) 半潛式 有效地 外板 局部應(yīng)力集中 高度完整性 半潛平臺(tái) 撐桿結(jié)構(gòu) 方案結(jié)構(gòu) 分段結(jié)構(gòu) 規(guī)格要求 橫向分離 橫向擠壓 疲勞破壞 平臺(tái)總體 再分布 撐桿 失穩(wěn) 斜向 拼接 裝配 連結(jié) 美觀 鋼材 抵抗 扭轉(zhuǎn) 生產(chǎn)
【說(shuō)明書(shū)】:

發(fā)明公開(kāi)了一種半潛式海洋工程平臺(tái)立柱與甲板盒的連接結(jié)構(gòu),此方案摒棄了傳統(tǒng)半潛平臺(tái)的撐桿結(jié)構(gòu),采用過(guò)渡曲面連結(jié)甲板盒與立柱,增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,使平臺(tái)具有高度完整性,過(guò)渡曲面結(jié)構(gòu)由多個(gè)分段結(jié)構(gòu)外板拼接而成,外板形式簡(jiǎn)潔,便于裝配與生產(chǎn),本方案結(jié)構(gòu)形式更加簡(jiǎn)單、美觀,更有效地將載荷進(jìn)行再分布,不僅可以有效地抵抗平臺(tái)的橫向擠壓、橫向分離、斜向扭轉(zhuǎn),也避免了因撐桿引起的局部應(yīng)力集中與失穩(wěn),大大降低了節(jié)點(diǎn)疲勞破壞風(fēng)險(xiǎn),降低了對(duì)鋼材的規(guī)格要求,減輕了平臺(tái)總體重量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋工程領(lǐng)域,尤其涉及一種半潛式海洋工程平臺(tái)立柱與甲板盒的連接結(jié)構(gòu)。

技術(shù)背景

半潛式海洋平臺(tái)是人類(lèi)探索深海的利器,是各國(guó)爭(zhēng)相研發(fā)的前沿海洋工程技術(shù),擁有廣闊的前景與市場(chǎng),傳統(tǒng)的半潛式海洋平臺(tái)體積龐大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,主要由三大部分組成:上層平臺(tái)(甲板盒)、下浮體、立柱和撐管,撐管節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜,與甲板盒、下浮體、立柱連結(jié)在一起,形成一個(gè)鋼架結(jié)構(gòu),用以約束立柱、下浮體的相對(duì)位移,即抵抗平臺(tái)的橫向擠壓與橫向分離。

然而通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),撐管與其它結(jié)構(gòu)的連結(jié)節(jié)點(diǎn)容易出現(xiàn)應(yīng)力集中,而且撐管結(jié)構(gòu)本身也容易失穩(wěn),嚴(yán)重影響了平臺(tái)的疲勞壽命,因此對(duì)于傳統(tǒng)半潛平臺(tái)這種結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn),減少應(yīng)力集中,延長(zhǎng)疲勞壽命是一個(gè)值得研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服傳統(tǒng)半潛式海洋工程平臺(tái)撐管結(jié)構(gòu)復(fù)雜、撐管與結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中等缺點(diǎn),提供了一種新的立柱與甲板盒過(guò)渡連結(jié)方式。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:

一種半潛式海洋工程平臺(tái)立柱與甲板盒的連接結(jié)構(gòu),立柱與甲板盒通過(guò)過(guò)渡曲面結(jié)構(gòu)連接,過(guò)渡曲面結(jié)構(gòu)由五個(gè)分段結(jié)構(gòu)外板拼接而成,五個(gè)分段結(jié)構(gòu)外板構(gòu)成過(guò)渡曲面結(jié)構(gòu)的分段結(jié)構(gòu),過(guò)渡曲面結(jié)構(gòu)的分段結(jié)構(gòu)外板由單向曲面板材與雙向曲面板材拼接而成,分段結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)部分,其中一部分含三個(gè)分段結(jié)構(gòu)外板,分別為分段一、分段二和分段三,與甲板盒平底連結(jié),這部分分段結(jié)構(gòu)外板向甲板盒中心逐漸走平,完成曲面到平面的過(guò)渡;另外一部分含兩個(gè)分段結(jié)構(gòu)外板,分別為分段四和分段五,與立柱連結(jié),分段結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)外板逐漸向甲板盒中心斜升,水線面逐漸擴(kuò)大。

作為優(yōu)選,所述與立柱連結(jié)的分段結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)角處為1-5列外輪廓為扇形圓環(huán)的雙向曲面板材拼接而成,在其它位置為展開(kāi)圖為矩形的單向曲面板材拼接而成,板材一到兩排規(guī)整排列,垂直向上彎曲,曲率向上由0逐漸變大。

作為優(yōu)選,所述與甲板盒平底連結(jié)的三個(gè)分段中的兩個(gè)分段在船長(zhǎng)與船寬方向完成曲面向平面的過(guò)渡,這兩個(gè)分段的外板主要由一到兩排展開(kāi)圖為矩形的單向曲面板材及一到兩排平面板材拼接而成,僅在與其它分段的連結(jié)處有少量的雙向曲面板材,曲面板的曲率向上逐漸減小直至0;另一個(gè)分段的外板則由2~5排外形為扇形圓環(huán)的雙向曲面板材及平面板材拼接而成,雙向曲面板材逐列拼成一個(gè)大的扇形圓環(huán),完成轉(zhuǎn)角處的三向過(guò)渡。

作為優(yōu)選,所述五個(gè)分段結(jié)構(gòu)外板的單向曲面板材與雙向曲面板材規(guī)整并板。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的連接結(jié)構(gòu),立柱與甲板盒通過(guò)過(guò)渡曲面結(jié)構(gòu)光順連結(jié),立柱與甲板盒整體結(jié)構(gòu)具有高度完整性,過(guò)渡曲面結(jié)構(gòu)亦能起到抵抗平臺(tái)橫向擠壓與橫向分離的作用,因此立柱之間無(wú)需撐桿結(jié)構(gòu),避免了因撐桿引起的連結(jié)部位應(yīng)力集中與撐桿本身的失穩(wěn),且平臺(tái)無(wú)撐桿結(jié)構(gòu),免除了局部加強(qiáng),過(guò)渡曲面結(jié)構(gòu)更有效地將載荷進(jìn)行再分布,因此所述立柱與甲板盒可以采用較傳統(tǒng)平臺(tái)小的板厚與型材規(guī)格,立柱與甲板盒總重量較傳統(tǒng)平臺(tái)輕2%~15%;所述五個(gè)分段結(jié)構(gòu)外板的單向曲面與雙向曲面板材規(guī)整并板,便于板材之間的光順對(duì)接,便于單個(gè)曲面板材的預(yù)制;相對(duì)于傳統(tǒng)的帶有撐桿結(jié)構(gòu)的平臺(tái),本方案結(jié)構(gòu)形式更加簡(jiǎn)單、美觀,更有效地將載荷進(jìn)行再分布,不僅可以同樣有效地抵抗平臺(tái)的橫向擠壓、橫向分離、斜向扭轉(zhuǎn)等工況,而且避免了局部應(yīng)力集中,避免了撐桿失穩(wěn),大大降低了節(jié)點(diǎn)疲勞破壞風(fēng)險(xiǎn),降低了鋼材的規(guī)格要求,減輕了平臺(tái)總體重量,減少了建造費(fèi)用并延長(zhǎng)了平臺(tái)的疲勞壽命。

附圖說(shuō)明

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