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800吨自升式起重平台浮吊工况结构强度评估研究

夏天  
【摘要】:国内自主设计的800吨自升式起重平台主要用于海上风能设备、桥梁分段以及各种海洋建造物的起吊安装。它吸收了传统自升式起重平台和起重船的优点,既可以在站立条件下工作,还能在漂浮状态下进行起吊作业,其设计在国内尚属首次。 本文主要研究平台浮吊作业工况下的水动力性能和结构强度特点。平台在浮吊作业工况下,水线面宽、稳性好,起吊能力强,吊臂可实现全回转,可进入极浅水域作业,且操作简单、节省时间,是该平台设计的一大亮点。平台在浮吊状态下的运动受力特性与起重平台或起重船都有所不同,对其了解不深,且目前此类平台较少,设计参考资料有限,因此有必要对此开展研究,以确保平台结构安全,并为今后该类型平台的研发提供技术参考和设计支撑。 本文建立了自升式起重平台的三维水动力和有限元模型,探讨了关键的模拟技术,详细阐述了三维势流理论进行水动力分析的方法,讨论不同参数变化产生的影响,并将计算得到的波浪诱导载荷映射到结构模型上,进行有限元计算,最后根据规范对结构屈服和屈曲进行校核评估,提出改进建议。 论文的主要研究工作和成果有: (1)研究讨论了平台甲板设备载荷、舱内液体载荷以及桩腿-平台主体连接处的模拟技术。 (2)计算得到平台浮吊工况下的运动和载荷响应特征,并进行结构有限元计算分析,根据规范屈服和屈曲校核结果,提出平台结构优化改进的建议。 (3)从理论和计算两方面分析了水深和桩腿入水深度等参数变化时,平台浮吊工况的水动力响应及对结构可能造成的影响。 (4)对平台迁移工况下的桩腿结构进行了有限元计算,并根据规范进行屈服和屈曲校核,结果表明桩腿结构是安全的。本文的研究成果有助于加深对自升式起重平台浮吊作业时运动受力特性的认识,为我国新型起重平台的自主设计和结构优化提供一定参考。


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