一种半潜平台横装干拖的垫木铺设方法与流程

1.本发明涉及海洋工程技术领域，具体涉及一种半潜平台横装干拖的垫木铺设方法。


背景技术：

2.半潜式平台重量通常达数万吨，长度达上百米，超大型半潜式平台通常采用半潜船横装干拖方式进行远洋运输，即半潜式平台打横积载于半潜船船中或偏船首的位置，并通过垫木承载半潜式平台。
3.半潜式平台底部长度通常远大于半潜船的船宽，导致平台立柱部分或者全部悬出半潜船舷外，平台的大部分重量通过立柱传导下来，使得平台在静载下出现中拱现象，常规等高度的垫木铺设方式假定货物为刚体，没有考虑半潜式平台变形对垫木应力分布的影响占大部分重量的上建及立柱外伸于半潜船舷侧将导致平台发生中拱变形，为适应平台变形，需设计特殊的垫木方案以将平台重量较为均匀的分布到垫木及半潜船甲板上。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提出一种半潜平台横装干拖的垫木铺设方法，能够将半潜式平台的重量均匀的分布到半潜船上的垫木，且实施时对现场要求较低。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种半潜平台横装干拖的垫木铺设方法，包括以下步骤：根据半潜式平台重量重心和静载荷预估所需要的垫木总数量；根据半潜式平台的强结构位置，铺设等高度的垫木并固定；模拟并计算出所述半潜式平台安置在所述垫木上的变形形状，在所述垫木和所述半潜式平台之间铺设不同厚度的三合板。
7.进一步地，所述垫木采用300mm高度的垫木，所述垫木均为软木或硬木材质材质。
8.进一步地，所述强结构位置包括纵横舱壁、纵向桁材、实肋板。
9.进一步地，所述三合板堆叠设置，以形成不同的厚度组合。
10.进一步地，所述三合板的厚度在2mm～15mm之间
11.优选地，所述不同组合的三合板厚度间隔为5mm或10mm。
12.与现有技术相比，本发明具有以下优点。
13.本发明通过在软件上模拟半潜式平台静载荷施加在等高度的垫木上产生的变形形状，并基于半潜式平台的变形曲线，在半潜式平台底部的中部铺设更厚的三合板，半潜式平台积载在变高度的垫木上，其静载荷能够更加均匀的分布到垫木上，提升了货物远洋运输的安全性。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明一种半潜平台横装干拖的垫木铺设方法的示意图；
16.图2为本发明实施方式中半潜式平台的有限元模型图；
17.图3为本发明中半潜式平台的积载示意图；
18.图4为本发明实施方式中半潜式平台的变形示意图；
19.图5为本发明中半潜式平台变形及三合板高度变化曲线图。
20.附图标识：1、半潜式平台；2、垫木；3、半潜船。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.参见图1至图5，本发明实施方式公开了一种半潜平台横装干拖的垫木铺设方法，包括以下步骤：
25.根据半潜式平台重量重心和静载荷预估所需要的垫木总数量；根据半潜式平台的强结构位置，铺设等高度的垫木并固定；如图2所示。具体地，基于以下原则设计等高度垫木：(1)采用软木或硬木材质的垫木；(2)根据货物底部强结构的位置铺设相应的垫木，一般首先考虑货物的纵横舱壁位置，其次考虑纵向桁材、实肋板等强结构处，同时应考虑避开牺牲阳极，海底阀箱边缘等突出物；(3)根据不同的作业海况，不同的垫木高度采用不同的垫木固定方式，通常采用扁铁和角钢焊接对木头进行固定，保证装卸货及航行过程中木头一直保持在原位置；(4)根据货物积载在半潜船上的重心位置，将垫木均匀的布置在重心位置附近较大区域，防止偏心压力造成局部垫木受力过大导致损坏。(5)根据航行海况选定动载荷工况对以上变高度的垫木铺设方案进行校核，若发现平台、垫木及半潜船的结构强度不满足规范要求，进行调整，相应增加垫木数量；逐步优化方案，至平台、垫木及半潜船的结构强度均满足规范要求。
26.进一步地，如图2所示，采用有限元软件genie64对半潜式平台进行有限元建模并进行结构强度分析，可以看出在重力作用下，平台发生中拱；如图4所示，可以看到中间很大
一部分垫木受载很小甚至不受载，而靠近半潜船舷侧部分垫木压力过大，最大达到12.45n/mm2，远超规范中规定的垫木许用压力2.0n/mm2。垫木受载严重不均，会对货物及垫木的结构安全产生严重影响，需要在所述垫木和所述半潜式平台之间铺设4mm至12mm的三合板，使得平台重量更加均匀的分布到垫木上。如图5所示，本实施方式中，选用4mm，6mm，9mm，12mm等四个厚度的三合板进行堆叠，从而得到不同厚度的三合板组合，可以保证设计值与理论值之间误差不大于4mm。选用过小的厚度梯度对于实际工程不太现实，选用过大的厚度梯度将会导致垫木压力分布出现应力集中现象。进一步的，在施工现场仅采用5种厚度组合的三合板，以减少现场评估、准备工作。
27.在完货绑扎后，对垫木受压后的高度进行了实际测量，以验证理论计算的可靠性，即垫木敏感性分析。测量方案如下：航行中选取风浪小，船舶运动小的时间段进行测量，以验证静载情况下平台的变形数据；并将理论值和测量值相比较。通过以上结果对比可以发现，理论值与实际值在整体趋势上较接近，但也存在一定的误差。两者之间误差产生的主要原因在于：常规垫木通常按300mm进行考虑，实际由于加工精度、长期使用等原因，垫木高度会有正负5mm甚至更大的误差；因此分别对以5mm为间距以及10mm为间距的两种三合板铺设方案进行有限元分析，两者对比发现，采用10mm间距与采用5mm间距的方案的应力分布基本一致，垫木最大压应力均为1.18n/mm2，满足规范中规定的垫木许用压应力。采用10mm间距的模型中应力分布不均程度稍大，但在工程上完全可以接受。从而在理论上验证了采用10mm为间距对三合板进行设计在工程应用上的合理性。
28.本发明的有益效果在于：通过在软件上模拟半潜式平台静载荷施加在等高度的垫木上产生的变形形状，并基于半潜式平台的变形曲线，在半潜式平台底部的中部铺设更厚的三合板，半潜式平台积载在变高度的垫木上，其静载荷能够更加均匀的分布到垫木上，提升了货物远洋运输的安全性。
29.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种半潜平台横装干拖的垫木铺设方法，其特征在于，包括以下步骤：根据半潜式平台重量重心和静载荷预估所需要的垫木总数量；根据半潜式平台的强结构位置，铺设等高度的垫木并固定；模拟并计算出所述半潜式平台安置在所述垫木上均匀受载时的变形形状，在所述垫木和所述半潜式平台之间铺设不同厚度的三合板。2.根据权利要求1所述的半潜平台横装干拖的垫木铺设方法，其特征在于：所述垫木采用300mm高度的垫木，所述垫木均为软木或硬木材质。3.根据权利要求1所述的半潜平台横装干拖的垫木铺设方法，其特征在于：所述强结构位置包括纵横舱壁、纵向桁材、实肋板。4.根据权利要求1所述的半潜平台横装干拖的垫木铺设方法，其特征在于：所述三合板堆叠设置，以形成不同的厚度组合。5.根据权利要求1所述的半潜平台横装干拖的垫木铺设方法，其特征在于：所述三合板的厚度在2mm～15mm之间。6.根据权利要求4所述的半潜平台横装干拖的垫木铺设方法，其特征在于：所述不同厚度组合的三合板厚度间隔为5mm或10mm。

技术总结
本发明提出了一种半潜平台横装干拖的垫木铺设方法，包括以下步骤：根据半潜式平台重量重心和静载荷预估所需要的垫木总数量；根据半潜式平台的强结构位置，铺设等高度的垫木并固定；模拟并计算出所述半潜式平台安置在所述垫木上均匀受载时的变形形状，在所述垫木和所述半潜式平台之间铺设不同厚度的三合板以模拟上述变形形状。能够将半潜式平台的重量均匀的分布到半潜船上的垫木，且实施时对现场要求较低。较低。


技术研发人员：刘起成 袁梦 赵帅 蔡连财 袁海平 霍浩杰 刘志恒 薛伟杰
受保护的技术使用者：中远海运特种运输股份有限公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/6/27