一种悬臂梁结构设计优化方案.pdfVIP

第 45卷 第 6 期 船 海 工 程 Vol . 45 No . 6 2016年 12月 SHIP OCEAN ENGINEERING Dec . 2016 DOI 10. 3963/j. ： issn. 1671-7953.2016.06.008 一种悬臂梁结构设计优化方案 刘 远 ，黄瞾宇，金 晶 ( 上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125) 摘要:针对目前自升式悬臂梁结构的形式和特点，以某自升式平台为例提出一种优化方法，使用较小的 修改成本即可以使得站位作业区域最远点的承载能力明显增加，扩大悬臂梁的作业范围。 关键词:优化设计;悬臂梁;载荷表；自升式平台 中图分类号:P751 文献标志码:A 文章编号：1671-7953(2016)06-0034-04 油价不断创出新低的背景下，性价比高且日 均消耗低的自升式平台势必占有较大的市场优 势。须在市场的低谷期做好产品的优化设计，提 供性能更好的新产品，才能跟上客户的新要求。 悬臂梁作为自升式平台关键结构之一，其承载能 力提升对自升式平台整体性能提升效果明显，在 站立作业区域，悬臂梁最大外伸时，钻台在左右最 远点的作业能力也通常作为衡量自升式平台作业 能力的重要指标之一。目前对悬臂梁结构的研究 多为对悬臂梁结构原型的认识和理解[1_2]，多集中 在结构有限元分析和荷载表编制等工作上;项目 中遇到悬臂梁承载能力不足时常用的优化措施主 要是侧壁局部加强及悬臂基座加强等，对悬臂梁 承载能力提升不明显。 实际建造过程中，往往由于设计原因或者采 购的设备超重，导致悬臂梁能够承载的最大许可 图2 悬臂梁典型横剖面结构图 组合载荷能力降低。拟以某即将完成建造的自升 作业时，悬臂梁和钻台移动到某特定位置时 式平台悬臂梁结构为例，提出一种全新的优化方 结构所能承载的最大荷载是由主要是由侧壁结构 案，尝试以较小的代价获得钻井能力显著提升。 强度，悬臂基座强度，以及悬臂梁钻台结构连接高 1 结构强度设计限值 应力区域等位置的局部强度来决定的，通过悬臂 梁纵向和钻台横向的移动，井口可以在整个作业 以某400 f t 自升式钻井平台为例，其悬臂梁 区域内任意点进行作业，悬臂梁在作业区域（即 结构主体为门字形结构，尾端有钻台支撑横梁，钻 包络线区域）的作业能力通常用载荷表的形式给 台可以在横梁上的一定范围内左右滑移，见图1。 出。在编制载荷表时，可以根据悬臂梁结构的特 悬臂梁在外伸时，钻井载荷、钻台结构及设备重量 点将悬臂梁两侧的工字形侧壁板简化为2 个单跨 主要是由悬臂梁的纵向构件即两侧工字形的侧壁 梁结构。其中，钻井荷载、钻台结构及设备重量根 据按照集中载荷处理，悬臂梁的结构重量及悬臂 收稿日期:2016 - 0 4 -1 8 甲板上的设备重量等效成2 段均布荷载加载[3]。 修回日期 :2016 -0 6 -0 6 第一作者简介:刘远 (1978— ），男，硕士，高级工程师 按照上述的简化方法，单跨梁结构强度可以 研究方向：自升式平台结构设计及计算 依据悬臂梁侧壁的纵向构