海工裝備及其橫撐結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及海洋工程建造領(lǐng)域，特別涉及一種海工裝備及其橫撐結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，主流的半潛式平臺(tái)均設(shè)計(jì)有左右兩個(gè)浮體，浮體上設(shè)置有四根立柱，不同浮體上的每對立柱之間通過至少一水平橫撐連接。傳統(tǒng)的橫撐加強(qiáng)結(jié)構(gòu)只考慮了橫撐局部結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)，僅僅從設(shè)置軟趾肘板以及在橫撐端部設(shè)置局部的交叉的插入板，來提高橫撐結(jié)構(gòu)的疲勞性能。然而這種做法具有明顯的局限性:首先，內(nèi)部插入板只設(shè)置在橫撐端部，會(huì)在加強(qiáng)板末端會(huì)產(chǎn)生額外的疲勞失效點(diǎn)，降低橫撐結(jié)構(gòu)的可靠性;其次，這種加強(qiáng)結(jié)構(gòu)只是利用插入板的板厚單純的提高端部的剛度，但往往導(dǎo)致橫撐端部板厚過大，增加生產(chǎn)建造難度;再次，這種方法沒有考慮加強(qiáng)結(jié)構(gòu)與橫撐整體結(jié)構(gòu)直接剛度的匹配關(guān)系，由橫撐彎曲產(chǎn)生的載荷將大部分?jǐn)D壓在橫撐端部，導(dǎo)致端部應(yīng)力水平過高，影響疲勞壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型在于提供一種海工裝備及其橫撐結(jié)構(gòu)，以解決橫撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部剛度不強(qiáng)和結(jié)構(gòu)布局不合理等問題。
[0004]針對上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種橫撐結(jié)構(gòu)，用以水平連接于下船體的左舷浮體與右舷浮體之間且分別與所述左舷浮體和右舷浮體上的立柱固定連接，所述橫撐結(jié)構(gòu)的端部伸入所述立柱內(nèi)且與所述立柱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接;所述橫撐結(jié)構(gòu)包括圓管和交叉設(shè)置在所述圓管內(nèi)部并與所述圓管內(nèi)壁相連的水平支撐板和豎向支撐板，所述水平支撐板和所述豎向支撐板貫穿設(shè)置在所述圓管的長度方向，且所述水平支撐板和所述豎向支撐板穿入所述立柱內(nèi)并與所述立柱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接。
[0005]在優(yōu)選方案中，所述水平支撐板和所述豎向支撐板上均具有至少一減重孔，所述減重孔設(shè)置在所述豎向支撐板和所述水平支撐板的非邊緣位置，以使所述水平支撐板和所述豎向支撐板在長度方向呈連續(xù)分布。
[0006]在優(yōu)選方案中，所述減重孔的數(shù)量為一個(gè)且所述減重孔呈長圓形。
[0007]在優(yōu)選方案中，所述圓管的內(nèi)壁連接有多個(gè)環(huán)形加強(qiáng)筋，各環(huán)形加強(qiáng)筋沿著所述圓管內(nèi)壁的長度方向間隔分布，且各環(huán)形加強(qiáng)筋均連接所述豎向支撐板和所述水平支撐板。
[0008]在優(yōu)選方案中，每兩個(gè)環(huán)形加強(qiáng)筋的間距不大于4m。
[0009]在優(yōu)選方案中，所述減重孔的輪廓線由兩開口相向的拋物線和連接在兩拋物線之間的直線段構(gòu)成，其中兩環(huán)形加強(qiáng)筋分布在靠近所述拋物線頂點(diǎn)的區(qū)域，其余環(huán)形加強(qiáng)筋分布在所述減重孔輪廓線的直線段區(qū)域。
[0010]在優(yōu)選方案中，所述環(huán)形加強(qiáng)筋穿入所述豎向支撐板和所述水平支撐板并與其相連，分布于所述減重孔輪廓線的直線段區(qū)域的環(huán)形加強(qiáng)筋將所述豎向支撐板和所述水平支撐板分隔成多個(gè)相互分尚的扁鋼。
[0011]在優(yōu)選方案中，所述環(huán)形加強(qiáng)筋包括:環(huán)形的腹板和圓筒形的翼板;所述腹板垂直于所述圓管內(nèi)壁且所述腹板的外圓周與所述圓管內(nèi)壁相連，所述翼板固定環(huán)設(shè)在所述腹板的內(nèi)圓周上并與所述腹板相垂直。
[0012]在優(yōu)選方案中，所述環(huán)形加強(qiáng)筋的截面呈T形或L形。
[0013]在優(yōu)選方案中，所述水平支撐板與所述立柱內(nèi)部的水平艙壁固定連接，所述豎向支撐板與所述立柱內(nèi)部的豎向艙壁固定連接。
[0014]在優(yōu)選方案中，所述圓管穿入所述立柱并與所述立柱相連分段的管壁厚度大于其他位置分段的管壁厚度。
[0015]在優(yōu)選方案中，所述圓管外側(cè)壁與所述立柱外側(cè)壁之間連接有軟趾肘板，所述軟趾肘板不與所述圓管和所述立柱相連的自由邊呈橢圓弧形。
[0016]在優(yōu)選方案中，所述軟趾肘板包括兩個(gè)水平軟趾肘板和兩個(gè)豎直軟趾肘板，所述兩個(gè)水平軟趾肘板與所述水平支撐板在同一平面上，所述兩個(gè)豎直軟趾肘板與所述豎向支撐板在同一平面上。
[0017]在優(yōu)選方案中，所述減重孔輪廓線的拋物線頂點(diǎn)距所述立柱外壁的距離是所述軟趾肘板的頂端距所述立柱外壁的距離的1.5?2.5倍，所述減重孔輪廓線的拋物線頂點(diǎn)距所述立柱外壁的距離為所述橫撐結(jié)構(gòu)連接在兩立柱之間的距離的1/4至2/5之間。
[0018]在優(yōu)選方案中，連接在兩立柱之間的橫撐結(jié)構(gòu)的數(shù)量為兩個(gè)。
[0019]在優(yōu)選方案中，兩個(gè)橫撐結(jié)構(gòu)之間的水平軟趾肘板對稱設(shè)置并對接相連而使得兩個(gè)水平軟趾肘板的外緣連續(xù)連接且呈弧形。
[0020]在優(yōu)選方案中，所述兩個(gè)水平軟趾肘板的弧形外緣至所述立柱外壁的最小距離不小于100mm。
[0021]在優(yōu)選方案中，所述圓管的端頭被立柱內(nèi)的水平艙壁和豎向艙壁分隔成四段相互斷開的管壁，每段管壁的端部均具有向內(nèi)凹入的弧形魚尾槽。
[0022]在優(yōu)選方案中，所述每段管壁的末端均在所述弧形魚尾槽處形成兩個(gè)趾端，各趾端與立柱內(nèi)艙壁相連的位置均連接一過渡結(jié)構(gòu)，所述過渡結(jié)構(gòu)包括:與所述趾端固定連接的第一部分和與所述第一部分為一體的第二部分，所述第一部分為矩形且其自由邊與所述趾端的自由邊平滑連接，所述第二部分的自由邊沿遠(yuǎn)離所述弧形魚尾槽的槽口方向漸縮至所述立柱內(nèi)艙壁。
[0023]本實(shí)用新型還提出一種海工裝備，包括海工裝備主體和用以支撐所述海工裝備主體的下船體，所述下船體包括:左舷浮體、右舷浮體、分設(shè)在所述左舷浮體與右舷浮體上的多個(gè)立柱以及上述的橫撐結(jié)構(gòu)。
[0024]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于:本實(shí)用新型的橫撐結(jié)構(gòu)通過合理布置橫撐內(nèi)部結(jié)構(gòu)和橫撐結(jié)構(gòu)與立柱連接結(jié)構(gòu)，使橫撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部剛度合理分配，匹配關(guān)系合理，該橫撐結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)的橫撐加強(qiáng)結(jié)構(gòu)只考慮了橫撐局部結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)來提高橫撐結(jié)構(gòu)的疲勞性能的局限性，避免了現(xiàn)有技術(shù)的橫撐內(nèi)部的支撐板末端產(chǎn)生疲勞失效點(diǎn)的問題，提高橫撐結(jié)構(gòu)的可靠性。同時(shí)，本實(shí)用新型橫撐結(jié)構(gòu)充分考慮了其本身以及與立柱之間的剛度匹配關(guān)系，降低了橫撐結(jié)構(gòu)根部的彎矩應(yīng)力水平、提高橫撐根部結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。與傳統(tǒng)橫撐結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型橫撐結(jié)構(gòu)在保證端部剛度的同時(shí)制作工藝更加簡單。本實(shí)用新型橫撐結(jié)構(gòu)通過外殼圓管和內(nèi)部水平/豎向支撐板與立柱充分連接，強(qiáng)度更強(qiáng)，抗彎距性能更好。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實(shí)施例橫撐結(jié)構(gòu)的側(cè)面視圖。
[0026]圖2是本實(shí)施例橫撐結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0027]圖3是圖1中C部分的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
[0028]圖4是圖1中D部分的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
[0029]圖5是圖2中E部分的結(jié)構(gòu)放大示意圖。
[0030]圖6是圖1沿A-A方向的剖面示意圖。
[0031]圖7是圖1沿B-B方向的剖面示意圖。
[0032]圖8是本實(shí)施例橫撐結(jié)構(gòu)與立柱連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖9是過度結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]附圖標(biāo)記說明如下:2、立柱；21、水平艙壁;22、豎向艙壁;3、橫撐結(jié)構(gòu)；31、圓管；31a、厚圓管分段;31b、薄圓管分段;311、管壁;3111、弧形魚尾槽;35、過渡結(jié)構(gòu);351、第一部分；352、第二部分；321、水平支撐板；322、豎向支撐板；323、減重孔;324、扁鋼；325、尾板；33、環(huán)形加強(qiáng)筋;331、腹板;332、翼板;41、水平軟趾肘板;42、豎直軟趾肘板。
【具體實(shí)施方式】
[0035]體現(xiàn)本實(shí)用新型特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施方式將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本實(shí)用新型能夠在不同的實(shí)施方式上具有各種的變化，其皆不脫離本實(shí)用新型的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本實(shí)用新型。
[0036]如圖1至圖9所示，本實(shí)施例的海工