[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)

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• 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

本發(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