半潜式生活平台绞车底座的设计

2017-08-10

中国设备工程 2017年15期

关键词：潜式外板绞车

（南通中远船务工程有限公司，江苏南通 226006）

半潜式生活平台绞车底座的设计

朱晔，王婕

（南通中远船务工程有限公司，江苏南通 226006）

介绍某半潜式海洋生活平台绞车底座和救助艇平台底座的详细设计及其有限元分析，通过GENIE软件建模和SESAM软件有限元分析，证明船体详细设计满足强度要求，能为绞车系泊的运行提供保证。

船体详细设计；GENIE软件建模；SESAM软件分析；支撑杆；底座平台

半潜式生活平台长104.5m、宽65m，配备300吨重吊，适合在英国北海、挪威北海恶劣海况区域工作，满足500人同时居住。该平台下部是两个浮箱，两浮箱之间用四根支撑秆连接，形成浮箱整体，设有6台全回转螺旋桨和DP3动态定位系统。浮箱上部有四个方形支柱，每个支柱长宽都是13m，高度19.5m。上部是甲板包，甲板包上部是上层建筑。该种平台一般要求在主甲板的首尾的四个角落靠近四个支柱上方安装系泊绞车，便于锚的固定和收放。本规范要求四角处各放两个绞车，而且还要求在首部各增加一个绞车备用，（首部每个角处3个绞车）。四角绞车要求制作底座平台以支撑，且具有相似性。艏部左舷有救助平台可以跟绞车底座平台合为一体，设计计算过程较为复杂，本文着重讨论左舷绞车平台的设计。

1 绞车底座和救生挺救助平台详细设计

图1 底座相互位置示意图

（1）平台布置。由总布置知道，主甲板处左舷靠近艏部及艏部靠近左弦处布置了大量的起居室，在两处起居室之间又设有服务处所。根据SOLAS要求，所有救生艇应配备重力式储存机械动力降落装置，救助艇存放应尽可能靠近起居和服务处所的地方，集合与登乘地点应设在容易从起居和工作处所到达的地方，便于发生危险时能迅速集中撤离。另外，系泊绞车必须安装在支柱（COLUMN）上方，才能使锚的固定和收放功能更加充分有效。绞车和救助艇成套设备由第三方提供，根据提供的技术资料数据，我们把绞车底座和救助平台整合在一起，结构更为紧凑，相对位置如下图1所示。

（2）底座平台结构详细设计。整个平台伸出舷外，纵向从FR20到FR30，横向距中26000mm外板往舷外，垂直方向从甲板包内底到主甲板。采用飞翼式结构，用斜撑管支撑平台。斜撑管的下端受力点位于外板与甲板包中间甲板的交汇处，斜撑管的上下端部用插入板插入杆子的连接形式，下端与外板连接处全焊透，上端与结构平台的大梁面板也必须全焊透。绞车底座下面的板加厚为15mm，其他板厚为10mm,根据上图绞车底座的技术资料数据，在相应位置处增加大梁以支撑平台，强梁尺寸统一为T400×200×12×25，扶强材为HP200×10。平台的三个缆绳开孔要与下面的导缆器一致，不能超出缆绳的收放范围，开孔角隅圆角半径尽可能大，避免应力集中而在角隅产生裂纹，开孔边缘焊接FB150×20的扁钢增加开孔强度，如图2所示。

图2 平台结构示意图

图3 结构应力

2 绞车平台结构有限元分析

（1）船体结构基本情况。此处主甲板厚为8 mm，甲板纵骨为HP160×9的球扁钢，甲板在FR23#，F R 2 4#，F R 2 6#，FR27#强横梁规格为T400×200×10×12，F R 2 2#，F R 2 5#，FR28#横舱壁壁厚均为16 mm，水平扶强材均HP180×10；距中32500外板板厚为15 mm，外板窗户处局部加厚到30 mm（对接缝按规范要求增加厚板与薄板之间过渡斜坡），水平纵骨为HP200×10，FR23#，F R 2 4#，F R 2 6#，FR27#处强肋骨均为T400×200×12×25，窗户处过渡到L400×200×12×25；中间甲板板厚为8 mm，支撑管端部局部加厚到15 mm，甲板纵骨为HP160×9的球扁钢，甲板强横梁为T400×200×10×12。平台下面支撑管材质均为API 5L×52PIPE，规格为φ323.8×21.4，φ2 7 3×1 8.6，φ219.1×10.3，φ219.1 × 12.7。

（2）船体结构建模。以向船艏的方向作为X轴正方向，以向左舷的方向作为Y轴正方向，向上的垂直方向则为Z轴正方向。以船体结构图和底座平台详细设计图利用GENIE软件建模，以便SESAM软件分析其强度。

（3）网格大小划分。一般结构网格以200为宜,考虑到通过网格尺寸的收敛性分析，本文采用整体网格100mm×100mm进行分析，对局部形状特别的地方可将减少网格尺寸以保证有限元分析的精度，如对外板处开孔周围及支撑杆网格为50mm×50mm进行分析.