海工装备及其横撑结构制造技术

本发明专利技术提供了一种海工装备及其横撑结构，横撑结构的端部伸入所述立柱内且与所述立柱的内部结构连接；横撑结构包括圆管和交叉设置在所述圆管内部并与所述圆管内壁相连的水平支撑板和竖向支撑板，所述水平支撑板和所述竖向支撑板贯穿设置在所述圆管的长度方向，且所述水平支撑板和所述竖向支撑板穿入所述立柱内并与所述立柱的内部结构连接，本发明专利技术通过合理布置横撑内部结构和横撑结构与立柱连接结构，使横撑结构内部刚度合理分配，匹配关系合理，避免了横撑结构内部的支撑板末端产生疲劳失效点的问题，提高横撑结构的可靠性，降低了横撑结构根部的弯矩应力水平、提高横撑根部结构的疲劳强度。

【技术实现步骤摘要】
海工装备及其横撑结构
本专利技术涉及海洋工程建造领域，特别涉及一种海工装备及其横撑结构。
技术介绍
目前，主流的半潜式平台均设计有左右两个浮体，浮体上设置有四根立柱，不同浮体上的每对立柱之间通过至少一水平横撑连接。传统的横撑加强结构只考虑了横撑局部结构的加强，仅仅从设置软趾肘板以及在横撑端部设置局部的交叉的插入板，来提高横撑结构的疲劳性能。然而这种做法具有明显的局限性：首先，内部插入板只设置在横撑端部，会在加强板末端会产生额外的疲劳失效点，降低横撑结构的可靠性；其次，这种加强结构只是利用插入板的板厚单纯的提高端部的刚度，但往往导致横撑端部板厚过大，增加生产建造难度；再次，这种方法没有考虑加强结构与横撑整体结构直接刚度的匹配关系，由横撑弯曲产生的载荷将大部分挤压在横撑端部，导致端部应力水平过高，影响疲劳寿命。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术在于提供一种海工装备及其横撑结构，以解决横撑结构内部刚度不强和结构布局不合理等问题。针对上述技术问题，本专利技术提出一种横撑结构，用以水平连接于下船体的左舷浮体与右舷浮体之间且分别与所述左舷浮体和右舷浮体上的立柱固定连接，所述横撑结构的端部伸入所述立柱内且与所述立柱的内部结构连接；所述横撑结构包括圆管和交叉设置在所述圆管内部并与所述圆管内壁相连的水平支撑板和竖向支撑板，所述水平支撑板和所述竖向支撑板贯穿设置在所述圆管的长度方向，且所述水平支撑板和所述竖向支撑板穿入所述立柱内并与所述立柱的内部结构连接。在优选方案中，所述水平支撑板和所述竖向支撑板上均具有至少一减重孔，所述减重孔设置在所述竖向支撑板和所述水平支撑板的非边缘位置，以使所述水平支撑板和所述竖向支撑板在长度方向呈连续分布。在优选方案中，所述减重孔的数量为一个且所述减重孔呈长圆形。在优选方案中，所述圆管的内壁连接有多个环形加强筋，各环形加强筋沿着所述圆管内壁的长度方向间隔分布，且各环形加强筋均连接所述竖向支撑板和所述水平支撑板。在优选方案中，每两个环形加强筋的间距不大于4m。在优选方案中，所述减重孔的轮廓线由两开口相向的抛物线和连接在两抛物线之间的直线段构成，其中两环形加强筋分布在靠近所述抛物线顶点的区域，其余环形加强筋分布在所述减重孔轮廓线的直线段区域。在优选方案中，所述环形加强筋穿入所述竖向支撑板和所述水平支撑板并与其相连，分布于所述减重孔轮廓线的直线段区域的环形加强筋将所述竖向支撑板和所述水平支撑板分隔成多个相互分离的扁钢。在优选方案中，所述环形加强筋包括：环形的腹板和圆筒形的翼板；所述腹板垂直于所述圆管内壁且所述腹板的外圆周与所述圆管内壁相连，所述翼板固定环设在所述腹板的内圆周上并与所述腹板相垂直。在优选方案中，所述环形加强筋的截面呈T形或L形。在优选方案中，所述水平支撑板与所述立柱内部的水平舱壁固定连接，所述竖向支撑板与所述立柱内部的竖向舱壁固定连接。在优选方案中，所述圆管穿入所述立柱并与所述立柱相连分段的管壁厚度大于其他位置分段的管壁厚度。在优选方案中，所述圆管外侧壁与所述立柱外侧壁之间连接有软趾肘板，所述软趾肘板不与所述圆管和所述立柱相连的自由边呈椭圆弧形。在优选方案中，所述软趾肘板包括两个水平软趾肘板和两个竖直软趾肘板，所述两个水平软趾肘板与所述水平支撑板在同一平面上，所述两个竖直软趾肘板与所述竖向支撑板在同一平面上。在优选方案中，所述减重孔轮廓线的抛物线顶点距所述立柱外壁的距离是所述软趾肘板的顶端距所述立柱外壁的距离的1.5~2.5倍，所述减重孔轮廓线的抛物线顶点距所述立柱外壁的距离为所述横撑结构连接在两立柱之间的距离的1/4至2/5之间。在优选方案中，连接在两立柱之间的横撑结构的数量为两个。在优选方案中，两个横撑结构之间的水平软趾肘板对称设置并对接相连而使得两个水平软趾肘板的外缘连续连接且呈弧形。在优选方案中，所述两个水平软趾肘板的弧形外缘至所述立柱外壁的最小距离不小于100mm。在优选方案中，所述圆管的端头被立柱内的水平舱壁和竖向舱壁分隔成四段相互断开的管壁，每段管壁的端部均具有向内凹入的弧形鱼尾槽。在优选方案中，所述每段管壁的末端均在所述弧形鱼尾槽处形成两个趾端，各趾端与立柱内舱壁相连的位置均连接一过渡结构，所述过渡结构包括：与所述趾端固定连接的第一部分和与所述第一部分为一体的第二部分，所述第一部分为矩形且其自由边与所述趾端的自由边平滑连接，所述第二部分的自由边沿远离所述弧形鱼尾槽的槽口方向渐缩至所述立柱内舱壁。本专利技术还提出一种海工装备，包括海工装备主体和用以支撑所述海工装备主体的下船体，所述下船体包括：左舷浮体、右舷浮体、分设在所述左舷浮体与右舷浮体上的多个立柱以及上述的横撑结构。由上述技术方案可知，本专利技术的优点和积极效果在于：本专利技术的横撑结构通过合理布置横撑内部结构和横撑结构与立柱连接结构，使横撑结构内部刚度合理分配，匹配关系合理，该横撑结构克服了传统的横撑加强结构只考虑了横撑局部结构的加强来提高横撑结构的疲劳性能的局限性，避免了现有技术的横撑内部的支撑板末端产生疲劳失效点的问题，提高横撑结构的可靠性。同时，本专利技术横撑结构充分考虑了其本身以及与立柱之间的刚度匹配关系，降低了横撑结构根部的弯矩应力水平、提高横撑根部结构的疲劳强度。与传统横撑结构相比，本专利技术横撑结构在保证端部刚度的同时制作工艺更加简单。本专利技术横撑结构通过外壳圆管和内部水平/竖向支撑板与立柱充分连接，强度更强，抗弯距性能更好。附图说明图1是本实施例横撑结构的侧面视图。图2是本实施例横撑结构的俯视图。图3是图1中C部分的结构放大示意图。图4是图1中D部分的结构放大示意图。图5是图2中E部分的结构放大示意图。图6是图1沿A-A方向的剖面示意图。图7是图1沿B-B方向的剖面示意图。图8是本实施例横撑结构与立柱连接结构示意图。图9是过度结构的结构示意图。附图标记说明如下：2、立柱；21、水平舱壁；22、竖向舱壁；3、横撑结构；31、圆管；31a、厚圆管分段；31b、薄圆管分段；311、管壁；3111、弧形鱼尾槽；35、过渡结构；351、第一部分；352、第二部分；321、水平支撑板；322、竖向支撑板；323、减重孔；324、扁钢；325、尾板；33、环形加强筋；331、腹板；332、翼板；41、水平软趾肘板；42、竖直软趾肘板。具体实施方式体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。如图1至图9所示，本实施例的海工装备包括：海工装备主体和用以支撑海工装备主体的下船体，下船体包括：左舷浮体、右舷浮体、分设在左舷浮体与右舷浮体上的多个立柱2以及多个横撑结构3，其中，多个横撑结构3在同一水平高度上。横撑结构3用以水平连接于下船体的左舷浮体与右舷浮体之间且分别与左舷浮体和右舷浮体上的立柱2固定连接，横撑结构3的端部伸入立柱2内且与立柱2的内部结构连接。本实施例中的海工装备包括半潜式平台和半潜船等其他多浮体海洋工程装备，连接在两立柱2之间的横撑结构3的数量为两个。立柱2内部设置有水平舱壁21和竖向舱壁22，该水平舱壁21和竖向舱壁22将立柱2的内部空间分隔成多个舱室。横撑结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横撑结构，用以水平连接于下船体的左舷浮体与右舷浮体之间且分别与所述左舷浮体和右舷浮体上的立柱固定连接，其特征在于，所述横撑结构的端部伸入所述立柱内且与所述立柱的内部结构连接；所述横撑结构包括圆管和交叉设置在所述圆管内部并与所述圆管内壁相连的水平支撑板和竖向支撑板，所述水平支撑板和所述竖向支撑板贯穿设置在所述圆管的长度方向，且所述水平支撑板和所述竖向支撑板穿入所述立柱内并与所述立柱的内部结构连接。

【技术特征摘要】
1.一种横撑结构，用以水平连接于下船体的左舷浮体与右舷浮体之间且分别与所述左舷浮体和右舷浮体上的立柱固定连接，其特征在于，所述横撑结构的端部伸入所述立柱内且与所述立柱的内部结构连接；所述横撑结构包括圆管和交叉设置在所述圆管内部并与所述圆管内壁相连的水平支撑板和竖向支撑板，所述水平支撑板和所述竖向支撑板贯穿设置在所述圆管的长度方向，且所述水平支撑板和所述竖向支撑板穿入所述立柱内并与所述立柱的内部结构连接。2.如权利要求1所述的横撑结构，其特征在于，所述水平支撑板和所述竖向支撑板上均具有至少一减重孔，所述减重孔设置在所述竖向支撑板和所述水平支撑板的非边缘位置，以使所述水平支撑板和所述竖向支撑板在长度方向呈连续分布。3.如权利要求2所述的横撑结构，其特征在于，所述减重孔的数量为一个且所述减重孔呈长圆形。4.如权利要求3所述的横撑结构，其特征在于，所述圆管的内壁连接有多个环形加强筋，各环形加强筋沿着所述圆管内壁的长度方向间隔分布，且各环形加强筋均连接所述竖向支撑板和所述水平支撑板。5.如权利要求4所述的横撑结构，其特征在于，每两个环形加强筋的间距不大于4m。6.如权利要求4所述的横撑结构，其特征在于，所述减重孔的轮廓线由两开口相向的抛物线和连接在两抛物线之间的直线段构成，其中两环形加强筋分布在靠近所述抛物线顶点的区域，其余环形加强筋分布在所述减重孔轮廓线的直线段区域。7.如权利要求6所述的横撑结构，其特征在于，所述环形加强筋穿入所述竖向支撑板和所述水平支撑板并与其相连，分布于所述减重孔轮廓线的直线段区域的环形加强筋将所述竖向支撑板和所述水平支撑板分隔成多个相互分离的扁钢。8.如权利要求6所述的横撑结构，其特征在于，所述环形加强筋包括：环形的腹板和圆筒形的翼板；所述腹板垂直于所述圆管内壁且所述腹板的外圆周与所述圆管内壁相连，所述翼板固定环设在所述腹板的内圆周上并与所述腹板相垂直。9.如权利要求8所述的横撑结构，其特征在于，所述环形加强筋的截面呈T形或L形。10.如权利要求1所述的横撑结构，其特征在于，所述水平支撑板与所述立柱内部的水平舱壁固定连接，所述竖向支撑板与所述立柱内部的竖向舱壁固...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪庆，孙立强，李德江，张文，李磊，傅强，张工，张国栋，李峰，
申请(专利权)人：中国国际海运集装箱集团股份有限公司，中集海洋工程研究院有限公司，烟台中集来福士海洋工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44