[發明專利]一種半潛式海洋工程平臺立柱與甲板盒的連接結構

在審

• 申請號: 201910245847.9
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109808850A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 陳伶翔;洪昌盛;魏大偉;徐能獎;王旭;陳文科
• 申請（專利權）人: 招商局重工（江蘇）有限公司
• 主分類號: B63B35/44
• 分類號: B63B35/44;B63B3/48
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 張明立;葛勝非

本發明公開了一種半潛式海洋工程平臺立柱與甲板盒的連接結構，此方案摒棄了傳統半潛平臺的撐桿結構，采用過渡曲面連結甲板盒與立柱，增強了結構的連續性，使平臺具有高度完整性，過渡曲面結構由多個分段結構外板拼接而成，外板形式簡潔，便于裝配與生產，本方案結構形式更加簡單、美觀，更有效地將載荷進行再分布，不僅可以有效地抵抗平臺的橫向擠壓、橫向分離、斜向扭轉，也避免了因撐桿引起的局部應力集中與失穩，大大降低了節點疲勞破壞風險，降低了對鋼材的規格要求，減輕了平臺總體重量。

技術領域

本發明涉及海洋工程領域，尤其涉及一種半潛式海洋工程平臺立柱與甲板盒的連接結構。

技術背景

半潛式海洋平臺是人類探索深海的利器，是各國爭相研發的前沿海洋工程技術，擁有廣闊的前景與市場，傳統的半潛式海洋平臺體積龐大，結構復雜，主要由三大部分組成：上層平臺（甲板盒）、下浮體、立柱和撐管，撐管節點設計非常復雜，與甲板盒、下浮體、立柱連結在一起，形成一個鋼架結構，用以約束立柱、下浮體的相對位移，即抵抗平臺的橫向擠壓與橫向分離。

然而通過實踐發現，撐管與其它結構的連結節點容易出現應力集中，而且撐管結構本身也容易失穩，嚴重影響了平臺的疲勞壽命，因此對于傳統半潛平臺這種結構形式的改進，減少應力集中，延長疲勞壽命是一個值得研究的方向。

發明內容

本發明為了克服傳統半潛式海洋工程平臺撐管結構復雜、撐管與結構連接節點應力集中等缺點，提供了一種新的立柱與甲板盒過渡連結方式。

為實現上述技術目的，本發明采用以下技術方案：

一種半潛式海洋工程平臺立柱與甲板盒的連接結構，立柱與甲板盒通過過渡曲面結構連接，過渡曲面結構由五個分段結構外板拼接而成，五個分段結構外板構成過渡曲面結構的分段結構，過渡曲面結構的分段結構外板由單向曲面板材與雙向曲面板材拼接而成，分段結構分為兩個部分，其中一部分含三個分段結構外板，分別為分段一、分段二和分段三，與甲板盒平底連結，這部分分段結構外板向甲板盒中心逐漸走平，完成曲面到平面的過渡；另外一部分含兩個分段結構外板，分別為分段四和分段五，與立柱連結，分段結構的內側外板逐漸向甲板盒中心斜升，水線面逐漸擴大。

作為優選，所述與立柱連結的分段結構在轉角處為1-5列外輪廓為扇形圓環的雙向曲面板材拼接而成，在其它位置為展開圖為矩形的單向曲面板材拼接而成，板材一到兩排規整排列，垂直向上彎曲，曲率向上由0逐漸變大。

作為優選，所述與甲板盒平底連結的三個分段中的兩個分段在船長與船寬方向完成曲面向平面的過渡，這兩個分段的外板主要由一到兩排展開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；另一個分段的外板則由2~5排外形為扇形圓環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大的扇形圓環，完成轉角處的三向過渡。

作為優選，所述五個分段結構外板的單向曲面板材與雙向曲面板材規整并板。

本發明設計的連接結構，立柱與甲板盒通過過渡曲面結構光順連結，立柱與甲板盒整體結構具有高度完整性，過渡曲面結構亦能起到抵抗平臺橫向擠壓與橫向分離的作用，因此立柱之間無需撐桿結構，避免了因撐桿引起的連結部位應力集中與撐桿本身的失穩，且平臺無撐桿結構，免除了局部加強，過渡曲面結構更有效地將載荷進行再分布，因此所述立柱與甲板盒可以采用較傳統平臺小的板厚與型材規格，立柱與甲板盒總重量較傳統平臺輕2%~15%；所述五個分段結構外板的單向曲面與雙向曲面板材規整并板，便于板材之間的光順對接，便于單個曲面板材的預制；相對于傳統的帶有撐桿結構的平臺，本方案結構形式更加簡單、美觀，更有效地將載荷進行再分布，不僅可以同樣有效地抵抗平臺的橫向擠壓、橫向分離、斜向扭轉等工況，而且避免了局部應力集中，避免了撐桿失穩，大大降低了節點疲勞破壞風險，降低了鋼材的規格要求，減輕了平臺總體重量，減少了建造費用并延長了平臺的疲勞壽命。

附圖說明