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起重铺管船结构的强度分析和结构优化

发布于:2016-04-08 20:21
强度分析

      起重铺管船是集海洋结构物吊装、石油天然气管道铺设于一体的海洋工程装备。随着越来越多海上油气田的开采,起重铺管船在油气田开采生产的产业链中具有举足轻重的作用。它既可以在油气田开采前期进行导管架等海上结构物的吊装,又可以在油气田开采后期进行管道铺设,将石油天然气输送至陆地进行加工。本研究将阐述深水起重铺管船结构形式,并对总纵强度和舰部结构强度分析进行详细先容。
      本研究先容的深水起重铺管船是一艘电力推进、自航起重的全电焊钢质铺管船。船舷呈流线型,方形船舰和圆角毗部,船舷设居住区及直升飞机平台,船舰设置了1台固定吊4000t、全回转吊3500t的大型海洋工程起重机,以及1台作业水深3000m的固定式托管架。该船飞行于无限航区,并可在满足特定作业环境条件的海域进行作业,主要用于大型海洋工程结构物及设备的吊装,石油、天然气海底输送管道的铺设。其主要参数如下:垂线间长L185.00m型宽B40.20m型深D14.00m,设计吃水d9.50m,结构吃水ds10.60m,作业工况和待命工况下的环境条件见表。
      本船设有双层连续甲板,A甲板中后部布置管子堆场及管子传输系统,主甲板布置铺管作业系统。A甲板下的中后部设有4道纵舱壁,将舱室划分为左右舷纵向管子传输线,中部为铺管作业线。主甲板下设有2道全船贯穿的连续边纵舱壁和7道水密舱壁,根据功能布置需要,设有多层局部平台,边纵舱壁之间设有双层底,边纵舱壁以外为单底结构。本船采用抵抗总纵弯曲和屈曲的能力更强的纵骨架式结构(包括主船体、上层建筑和甲板室等)。为了控制板格大小,防止板格屈曲,纵骨间距取650mm或700mm。同时,基于主船体舱内布置尽可能减少加设支柱对总体布置空间的影响以及甲板载荷的考虑等因素,甲板强横梁的腹板高度又不宜太高,而且,为了合理控制船体结构质量和减少船厂焊接工作量,每4个肋位设置由甲板强横梁、舷侧强肋骨、舱壁垂直析和底部肋板组成的横向强框架,以支撑纵向构件,并保证船体横向强度。
      考虑到A甲板10t/m2的结构负载与总纵强度对A甲板纵向构件起决定作用,A甲板到主甲板之间的结构(包括A甲板结构)均采用最小屈服极限为355N/mm2的高强度钢。另外,本船舰部是高载荷、高应力区,在通过局部加厚板缓解应力过分集中的同时,为了提高舰部结构强度和应力标准、抗高载荷能力,舰部区域内的结构采用最小屈服极限为355N/mm2的高强度钢,其余区域结构(包括上层建筑、甲板室等)采用屈服极限为235N/mm2的低碳钢。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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