連接結(jié)構(gòu)、具有該連接結(jié)構(gòu)的立柱及半潛式平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及海舶與海洋工程領(lǐng)域，尤其涉及一種連接結(jié)構(gòu)、具有該連接結(jié)構(gòu)的立柱及半潛式平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]半潛式平臺(tái)主要由浮筒、固定在浮筒上方的立柱、以及固定在立柱上方的甲板盒構(gòu)成。該半潛式平臺(tái)具有很好的運(yùn)動(dòng)性能，浮筒的甲板可變載荷較大，被廣泛地應(yīng)用于海洋油氣資源的鉆探與開采。
[0003]為了提高半潛式平臺(tái)的穩(wěn)性及運(yùn)動(dòng)性能，設(shè)計(jì)時(shí)往往要求浮筒的寬度大于立柱的寬度。目前，現(xiàn)有的半潛式平臺(tái)通常將立柱設(shè)計(jì)成圓形截面或倒圓角方形截面，然后再直接焊接于浮筒或甲板盒上。這樣將導(dǎo)致立柱與浮筒或甲板盒的連接節(jié)點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的應(yīng)力集中的現(xiàn)象，將導(dǎo)致立柱與浮筒或甲板盒的連接節(jié)點(diǎn)處發(fā)生疲勞失效，進(jìn)而導(dǎo)致立柱與浮筒或甲板盒的連接節(jié)點(diǎn)處的疲勞壽命很低，并且施工難度很大，需要在浮筒內(nèi)側(cè)增加多個(gè)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，降低了整個(gè)半潛式平臺(tái)結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型在于提供一種連接結(jié)構(gòu)、具有該連接結(jié)構(gòu)的立柱及半潛式平臺(tái)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中半潛式平臺(tái)由于立柱與浮筒或甲板盒的連接節(jié)點(diǎn)處發(fā)生疲勞失效，導(dǎo)致立柱與浮筒或甲板盒的連接節(jié)點(diǎn)處的疲勞壽命很低，并且施工難度很大，降低了整個(gè)半潛式平臺(tái)結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性的問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用技術(shù)方案為:
[0006]本實(shí)用新型提出一種連接結(jié)構(gòu)，用于半潛式平臺(tái)的立柱與浮筒或甲板盒之間的連接，所述立柱與浮筒或甲板盒的連接處均為矩形截面，在所述矩形截面的直角位置處設(shè)有交叉加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其包括橫向肘板及與該橫向肘板垂直連接的縱向肘板，其中，所述橫向肘板與所述立柱的橫向外板對(duì)齊，所述縱向肘板與所述立柱的縱向外板對(duì)齊。
[0007]進(jìn)一步地，所述橫向肘板為軟趾肘板，其斜邊呈圓弧狀；所述縱向肘板為軟趾肘板，其斜邊呈圓弧狀。
[0008]進(jìn)一步地，所述橫向肘板的豎直邊與所述立柱的橫向外板焊接，其水平邊與所述浮筒的甲板焊接。
[0009]進(jìn)一步地，所述橫向肘板的斜邊的圓弧半徑不小于其豎直邊或水平邊的邊長(zhǎng)。
[0010]進(jìn)一步地，所述縱向肘板與所述立柱的縱向外板一體切割成形。
[0011]進(jìn)一步地，所述縱向肘板的豎直邊與水平邊的長(zhǎng)度均不小于1800 mm。
[0012]進(jìn)一步地，所述縱向肘板的軟趾長(zhǎng)度不小于其豎直邊或水平邊的邊長(zhǎng)的1/6。
[0013]進(jìn)一步地，所述縱向肘板的斜邊的圓弧半徑不小于其豎直邊或水平邊的邊長(zhǎng)與所述軟趾長(zhǎng)度的差。
[0014]本實(shí)用新型還提出一種立柱，用于半潛式平臺(tái)，其包括連接在甲板盒與浮筒之間的柱體，其還包括如上所述的連接結(jié)構(gòu)。
[0015]進(jìn)一步地，所述柱體中部為倒圓角方形截面，其兩端部均為方形截面，在所述柱體中部與其兩端部之間的角部位置處設(shè)有一圓錐過渡結(jié)構(gòu)，以使立柱從方形截面向倒圓角方形截面過渡。
[0016]進(jìn)一步地，所述柱體中部為倒圓角方形截面，所述柱體中部的倒圓角半徑不小于其截面邊長(zhǎng)的1/10。
[0017]進(jìn)一步地，所述柱體中部的高度為所述立柱高度的0.4-0.8倍。
[0018]本實(shí)用新型還提出一種半潛式平臺(tái)，其包括浮筒、固定在所述浮筒上方的立柱、固定在所述立柱上方的甲板盒、以及如上所述的連接結(jié)構(gòu)，其中，所述連接結(jié)構(gòu)與所述浮筒內(nèi)的垂向結(jié)構(gòu)對(duì)齊。
[0019]進(jìn)一步地，所述浮筒內(nèi)的垂向結(jié)構(gòu)包括:位于所述立柱的縱向外板下方的縱艙壁、由縱艙壁兩端延伸出的橫梁、以及垂直設(shè)置于縱艙壁兩端的橫艙壁，其中，所述橫艙壁位于所述立柱的橫向外板的下方，且與所述橫向肘板對(duì)齊，所述縱向肘板與所述橫梁對(duì)齊。
[0020]進(jìn)一步地，所述橫梁的長(zhǎng)度不小于3 m。
[0021]進(jìn)一步地，不同浮筒上的兩立柱之間連接有橫撐，所述交叉加強(qiáng)結(jié)構(gòu)位于所述立柱與該橫撐連接的一側(cè)。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)、具有該連接結(jié)構(gòu)的立柱及半潛式平臺(tái)，具有以下有益效果:通過在立柱與浮筒或甲板盒的連接節(jié)點(diǎn)處設(shè)置交叉加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)半潛式平臺(tái)結(jié)構(gòu)剛性過渡平穩(wěn)，應(yīng)力傳遞合理，有效消除了立柱與浮筒或甲板盒在該連接節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)力集中的現(xiàn)象，提高了該連接節(jié)點(diǎn)處的疲勞壽命，進(jìn)而提高了立柱結(jié)構(gòu)本身的疲勞壽命，降低了施工難度，提高了整個(gè)半潛式平臺(tái)結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的半潛式平臺(tái)的主視圖。
[0024]圖2為本實(shí)用新型的半潛式平臺(tái)的側(cè)視圖。
[0025]圖3為圖2的半潛式平臺(tái)的浮筒的A-A向視圖。
[0026]圖4為圖2的半潛式平臺(tái)的立柱的B-B向視圖。
[0027]圖5為圖4的C-C向視圖。
[0028]圖6為圖4的D-D向視圖。
[0029]圖7為本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0030]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0031]100、半潛式平臺(tái)；1、甲板盒；2、立柱；21、橫向外板；22、縱向外板；23、柱體中部；231、圓弧板；24、圓錐過渡結(jié)構(gòu)；241、圓錐板；25、交叉加強(qiáng)結(jié)構(gòu)；251、橫向肘板；252、縱向肘板；26、柱體端部；3、浮筒；31、橫艙壁；32、縱艙壁；33、橫梁；4、橫撐。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下參考附圖，對(duì)本實(shí)用新型予以進(jìn)一步地詳盡闡述。
[0033]請(qǐng)參閱圖1-2及圖5-6，本實(shí)用新型提供的一種半潛式平臺(tái)100，其包括浮筒3、固定在浮筒3上方的立柱2、以及固定在立柱2上方的甲板盒I。其中，立柱2與浮筒3或甲板盒I的連接處均為矩形截面，在該些矩形截面的直角位置處(下文稱為立柱2與浮筒3或甲板盒I的連接節(jié)點(diǎn)處)設(shè)有交叉加強(qiáng)結(jié)構(gòu)25，其包括橫向肘板251及與橫向肘板251垂直連接的縱向肘板252，以消除立柱2與浮筒3或甲板盒I在連接節(jié)點(diǎn)處的應(yīng)力集中的現(xiàn)象。該些矩形截面可以是方形截面，也可以是長(zhǎng)方形截面，本實(shí)用新型并不以此為限。
[0034]除了立柱2與浮筒3、甲板盒I的連接處，本實(shí)用新型并未對(duì)立柱2的其它部分的結(jié)構(gòu)作具體限制，其可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任意常規(guī)結(jié)構(gòu)。例如，立柱2的其它部分的結(jié)構(gòu)可以為圓形截面，可以矩形截面，也可以為倒圓角方形截面。
[0035]請(qǐng)一并參閱圖4及圖7，在本實(shí)施例中，立柱2包括連接在甲板盒I與浮筒3之間的柱體，其由兩橫向外板21與兩縱向外板22依次交替合圍而成。柱體兩端部26為矩形截面，即立柱2與浮筒3的連接處為矩形截面，立柱2與甲板盒I的連接處也為矩形截面。其中，本實(shí)施例的矩形截面為方形截面。
[0036]柱體中部23為倒圓角方形截面。在柱體中部23與其兩端部26之間的角部位置處連接有圓錐過渡結(jié)構(gòu)24，使立柱2由方形截面過渡到倒圓角方形截面，以消除立柱2本身由于截面的變化而發(fā)生的疲勞失效。
[0037]具體地，柱體中部23的高度為立柱2高度的0.4-0.8倍。
[0038]柱體中部23包括設(shè)置于倒圓角處的圓弧板231，該圓弧板231的半徑不小于柱體中部23的倒圓角方形截面邊長(zhǎng)的1/10。該圓弧板231內(nèi)設(shè)置多個(gè)等距的環(huán)筋。其中一環(huán)筋的布置位置與圓錐過渡結(jié)構(gòu)24的焊縫處之間的距離為35mm，使得應(yīng)力在圓弧板231與圓錐過渡結(jié)構(gòu)24之間傳遞時(shí)，該焊縫處產(chǎn)生的額外彎矩可由該環(huán)筋本身的剛度所承擔(dān)，提高了此焊縫處的疲勞壽命，進(jìn)而提高了柱體中部23的疲勞壽命。
[0039]圓錐過渡結(jié)構(gòu)24包括圓錐板241，該圓錐板241的一端連接于柱體中部23的圓弧板231，另一端連接于柱體端部26的角部位置處，使得立柱從矩形截面向倒圓角方形截面平滑過渡。該圓錐板241與連接的圓弧板231厚度相等，且采用全熔透等厚對(duì)接焊接，從而消除了焊接工藝產(chǎn)生的額外應(yīng)力集中，提高該對(duì)接焊縫的疲勞壽命，進(jìn)而提高了圓錐過渡結(jié)構(gòu)24的疲勞壽命