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自升式平臺在海洋石油開發(fā)中被廣泛應用，因作業(yè)需要，自升式平臺一般都配備很多大型設備，如主機、發(fā)電機、大功率泵、罐體，以及各類絞車。此類設備一般重量較大，需專門設計底座承載，且底座應位于船體甲板的析材或加強處，以保證船體甲板強度。大型設備的底座強度有限元分析是自升式平臺設計階段的重要研究內(nèi)容。自升式平臺的工況包括拖航工況和工作工況，一般來講，平臺拖航工況是此類底座結(jié)構(gòu)設計的控制載荷工況。自升式平臺在拖航狀態(tài)下，受水流流體阻力、波浪和氣流的復合作用，平臺體會產(chǎn)生橫向和縱向搖擺運動以及升沉運動。在平臺復雜的運動條件下，重型設備將產(chǎn)生較大的運動慣性力，易對平臺底座結(jié)構(gòu)造成破壞，因此要求底座具有足夠的結(jié)構(gòu)強度。為此，針對自升式平臺在拖航工況下底座結(jié)構(gòu)強度可靠性，從原理和算例分析兩個步驟對平臺應急發(fā)電機底座結(jié)構(gòu)強度進行分析。
按中國船級社《海上移動平臺入級與建造規(guī)范》自升式海洋平臺遷移工況可分為油田內(nèi)遷移和遠洋遷移，以遠洋遷移為例，作用在設備底座上的力按如下確定:“按周期10 s，單邊橫搖擺幅15°或單邊縱搖擺幅10°時的作用力及平臺在相應傾角時重力作用力的120%求得。因此利用式即可求得底座上的作用力。
以某平臺應急發(fā)電機底座為例，分析其結(jié)構(gòu)強度是否滿足拖航工況要求。此設備總重9.5 t，底座位于14 -23肋位強橫梁之間、距中縱剖面14.90 m的右舷3層生活樓甲板區(qū)域，結(jié)構(gòu)形式為縱向延伸的T型結(jié)構(gòu)，且中間有橫梁及肘板加強，見圖以遠洋拖航為例，按式計算設備拖航狀態(tài)的運動加速度此設備底座的計算工況可分為靜載工況、橫搖及升沉、縱搖及升沉3種分析工況。
將發(fā)電機底座沿長度方向簡化為兩端鉸支的簡支梁，選取最為危險的一根底座梁作為研究對象。靜載工況把表中的設備重量以及相應面積的甲板。
此種工況下，將表中的橫搖動力彎矩轉(zhuǎn)化為作用于兩根底座梁的拉、壓力偶。選取受到向下作用力的梁作為分析對象，與表中的設備重量、相應甲板活載荷疊加，轉(zhuǎn)化為梁上的均布載荷。
此種工況下，將表中的縱搖動力彎矩作用于底座梁或轉(zhuǎn)化為線性分布載荷，與表中的設備重量、相應甲板活載荷疊加。
底座梁剖面特性應計入帶板及甲板下縱骨對其的影響。
拖航工況作為設備底座設計的控制工況，拖航時產(chǎn)生的軸向及側(cè)向載荷可忽略不計，但產(chǎn)生的搖擺動力彎矩對底座結(jié)構(gòu)強度影響較大；
算例中，平臺應急發(fā)電機底座結(jié)構(gòu)最大彎曲應力和剪切應力均在規(guī)范要求范圍之內(nèi)，能夠滿足復雜運動條件下的安全生產(chǎn)要求。
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