[發明專利]一種用于海洋平臺上層建筑的組合復合板

在審

• 申請號: 202010523729.2
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111636398A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 薛鴻祥;段鐘弟;趙新豪;袁昱超
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E02B17/00
• 分類號: E02B17/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種用于海洋平臺上層建筑的碳纖維增強夾筋復合板，包括至少一個以上的復合板單元，所述復合板單元包括上復合板、下復合板、夾筋和桁材，所述上復合板，所述下復合板和所述夾筋組合成內部中空的雙層夾筋板，所述桁材與所述下復合板連接，桁材上寬下窄與下復合板形成封閉空間，穩定性強。多個復合單元間通過鋁制工字型連接件和螺栓連接。通過優化夾筋板厚度、面板間距、夾筋厚度和桁材厚度、桁材高度等參數，能夠在保證結構安全性的前提下，大大降低上層建筑的重量，有效解決了海洋平臺上層建筑重量過高影響可變載荷以及重心過高造成的穩性不好的問題。

技術領域

本發明涉及結構輕量化技術領域，尤其涉及一種用于海洋平臺上層建筑的組合復合板。

背景技術

隨著人類對油氣資源需求的日益提升，海洋油氣資源開發逐步從淺海擴展到深遠海區域。深遠海油氣開發，相比于淺海需要更長的補給周期、更大的勘探開采設備，使得海洋平臺的結構尺寸向大型化發展。隨著平臺的大型化，上層建筑的總體尺寸和重量也隨之迅速增加，過重的上層建筑將影響平臺的可變載荷，且使平臺重心提高、穩性降低，影響平臺的運動性能。因此，必須要降低上層建筑結構的重量，滿足大型海洋平臺的輕量化要求。

海洋平臺上層建筑使用的鋼制結構板材尺寸厚，是導致其增重的重要因素。海上平臺服役時間較普通船舶長，并且要長期抵抗惡劣的風浪流條件，因此對板架的結構強度有很高要求，在這種情況下，難以通過減少鋼制結構板材的尺寸來做到降低重量。所以迫切需要找到一種新的材料和結構形式，既保證平臺服役期間的安全性要求，又能實現結構輕量化的目的。

因此，需要發明一種具有高強度的輕質板架結構形式，通過優化結構的尺寸，能夠使海洋平臺上層建筑的甲板板架既能滿足結構安全性要求又能讓重量達到最輕。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是發明一種應用于海洋平臺上層建筑的碳纖維增強夾筋復合板結構，替代傳統的鋼制板架結構，使海洋平臺上層建筑結構重量大幅減小。

為實現上述目的，本發明提供了一種用于海洋平臺上層建筑的組合復合板，所述組合復合板包括至少一個以上的復合板單元，所述復合板單元包括上復合板、下復合板、夾筋和桁材，所述上復合板，所述下復合板和所述夾筋組合成內部中空的雙層夾筋板，所述桁材與所述下復合板連接。

進一步地，所述上復合板、所述下復合板、所述夾筋，所述桁材所用的材料為碳纖維增強環氧樹脂基體復合材料。

進一步地，所述桁材為上寬下窄的倒梯形結構，與所述下復合板組合為閉合空間。

進一步地，所述桁材兩側具有外延的連接翼板，所述連接翼板與所述下復合板連接。

進一步地，所述連接翼板與所述下復合板通過膠黏劑連接，所述膠黏劑為室溫固化膠。

進一步地，所述膠黏劑為AB型環氧樹脂或AB型丙烯酸樹脂。

進一步地，所述復合板單元通過夾筋板內插入的金屬連接件實現多塊述復合板單元的拼接組裝。

進一步地，所述復合板單元與所述金屬連接件采用螺栓連接方式緊固。

進一步地，所述金屬連接件為工字型結構。

進一步地，所述金屬連接件采用鋁合金材料。

發明中使用的碳纖維復合板為雙層夾筋板結構,由上下兩塊復合板及中間的夾筋組合成內部中空的雙層板材，具有質量輕、強度高的特點。通過優化上下面板的厚度及間距和夾筋的厚度可以調整板的承載力，以滿足不同的使用要求。發明中使用的桁材為上寬下窄的倒梯形結構，同樣采用碳纖維增強基復合材料。桁材具有橫截面積大的特點，并與雙層夾筋板組合形成閉合空間，具有較強的穩定性。通過調節桁材的高度、寬度和厚度可以控制結構的承載能力，以滿足多樣化需求。