一种大型海洋油气设备的坞墩布置结构的制作方法

本实用新型涉及船舶与海洋工程领域领域，尤其涉及一种大型海洋油气设备的坞墩布置结构。

背景技术：

随着航运业的飞速发展，现代船舶朝着大型化的方向发展，各种超大型油船或者海洋工程逐渐出现，在现在的一些大型船舶中，仅仅是空船重量就接近10万吨，因此在船坞状态下，按照往常的简单的坞墩布置方式，已经超出了坞墩的承载极限，因此优化坞墩的布置显得非常重要。

然而，由于刚度是内力的分配指标，在实际船体结构条件下，刚度的变化函数很难通过计算得到，比如结构的板厚，加强筋的布置以及规格，开孔的大小，上下舱壁的连续性，支柱的位置及尺寸，都会影响到船体的结构刚度分布，因此想要按照刚度分配坞墩存在各种各样的困难，现有的坞墩布置方案如图1所示，在横舱壁与纵舱壁相交处刚度最大，承载力的面积偏小，如果设置沿纵向或者横向布置的坞墩，那么在纵横舱壁相交处，位于刚度最大位置的坞墩将会承受由上船体传递下来的大部分船体载荷，其他多个坞墩承受传递下来的较小载荷，整个横剖面或者纵剖面的坞墩支反力呈现出极大的非线性，造成承载力的过于集中现象；同时，针对某些支反力较大的坞墩，在其周围加设坞墩对该坞墩支反力改善并不显著，然而在有限面积下却很难布置坞墩从而满足承载要求，因此对于大型海洋油气装备来说，坞墩的布置显得非常困难。

大型海洋油气装备由于其型线特点，首部及尾部区域存在较大范围的外飘空间，船中位置在两端舭部位置也存在一定的外飘结构，上述空间范围由于型线上移，造成坞墩无法受力，因而无法布置坞墩，通常由最靠近外部空间的一组坞墩支撑所有外飘空间的重量，特别是对于首部以及尾部，对坞墩布置方案的要求，显得更加困难。另外，大型海洋油气装备由于主尺度较大，对坞墩数量要求较大，且船体中部区域一般重量较轻，因此往往需要对船体中部区域设置木墩，以防止铁墩数量不足，然而在同样的支反力作用下，铁墩与木墩的沉降不同，因此在同一区域，只能配置同一材质的坞墩，比如首部以及尾部配置铁墩，中部配置木墩，然而这对于某些处于支反力集中特别明显的坞墩的布置又增加了很大的难度。

技术实现要素：

本实用新型为针对现有坞墩布置结构容易出现承载力过于集中的现象、支反力改善不显著以及外飘结构处布置坞墩困难等问题，提供了一种大型海洋油气设备的坞墩布置结构。

本实用新型一种大型海洋油气设备的坞墩布置结构，首先针对坞墩支反力分布呈现的非线性特点，通过个性化的布置坞墩，使坞墩的支反力满足工程使用要求，其效果是实现大型海洋油气装备的有效安全支撑。然后针对大型海洋油气装备重量较大的特点，专门定制设计了一套坞墩方案，其效果是针对坞墩实际条件下的不同沉降个性化的施加反作用力，达到支反力均摊的效果。

本实用新型一种大型海洋油气设备的坞墩布置结构，所采用方案的基本原则是：船体结构刚度较大的板下布置垂直于该板的坞墩，并在该板与刚度较大的垂向加强结构位置布置平行于该板的坞墩，并利用船舶通用的有限元分析软件patran经过计算证实方案的可行性。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种大型海洋油气设备的坞墩布置结构，其布置于船坞内以支撑船体，由若干坞墩组成，至少部分所述坞墩沿横舱壁的长度方向一一横向布置于所述横舱壁的下方。

进一步地，若干所述坞墩分为两部分，一部分所述坞墩沿横舱壁的长度方向一一横向布置于所述横舱壁的下方；另一部分所述坞墩分为若干并排布置的坞墩组，所述坞墩组纵向布置于所述横舱壁与底部纵绗或实肋板交错处的下方。

进一步地，沿所述底部纵绗或实肋板的长度方向，所述坞墩组的长度为所述坞墩的长度为的1-3倍。

进一步优选地，所述坞墩组的长度为所述坞墩的长度的2倍。

进一步优选地，所述坞墩组中相邻两所述坞墩之间的间距，小于横向布置的相邻两所述坞墩之间的间距。

进一步优选地，每组所述坞墩组由至少两个所述坞墩组成；且相邻两所述坞墩组之间布置由至少三个所述坞墩。

进一步优选地，所述横舱壁对应所述船体的船首和船尾处下方的若干所述坞墩的数量小于所述横舱壁其余区域下方的若干所述坞墩的数量。

进一步地，所述横舱壁对应所述船体的船中心线处下方的若干所述坞墩的尺寸小于所述横舱壁其余区域下方的若干所述坞墩的尺寸。

进一步地，在至少一个支反力较大的所述坞墩上装设一磁感应设备；在对应于所述坞墩的船体上焊接有与所述磁感应设备相配合的磁感应附体。

进一步优选地，所述磁感应附体和磁感应设备分别装设于所述横舱壁与底部纵绗或实肋板交错处下方的船体和所述坞墩上。

优选若干所述坞墩材质为铁和/或木。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型提供的坞墩布置结构，通过在船体结构刚度较大的板下布置垂直于该板的坞墩，并在该板与刚度较大的垂向加强结构位置布置平行于该板的坞墩，针对坞墩支反力分布呈现的非线性特点，针对某些支反力较大的坞墩加设磁感应设备，动态调节船舶的沉降从而实现均摊局部支反力的效果，通过个性化的布置坞墩，使坞墩的支反力满足工程使用要求，实现大型海洋油气装备的有效安全支撑。

附图说明

图1为现有坞墩布置结构的结构示意图；

图2为本实用新型大型海洋油气设备的坞墩布置结构的结构示意图；

图3为本实用新型大型海洋油气设备的坞墩布置结构在横舱壁和底纵桁交叉处设置横向坞墩的结构示意图；

图4为本实用新型大型海洋油气设备的坞墩布置结构中磁感应附体和磁感应设备在坞墩上的布置结构示意图；

图5为本实用新型大型海洋油气设备的坞墩布置结构中磁感应附体和磁感应设备实现坞墩支反力载荷的原理示意图；

其中，各附图标记为：

1-横舱壁，2-底纵桁，3-坞墩，4-磁感应附体，5-磁感应设备，6-绕流线圈7-发电机组。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本实用新型，但是下述实施例并不限制本实用新型范围。

本实用新型提供一种大型海洋油气设备的坞墩布置结构，是基于刚度分布理论进行个性化布置的，主要表现为沿着结构刚度较大的板进行加密布置的，在此基础上充分考虑到结构刚度的连续，防止结构刚度集中导致的船舶载荷分摊不均，从而造成支反力集中在某些支墩上，同时由于坞墩按照刚度分布理论进行布置，支反力沿坞墩的分配更加合理，也解决了有效面积下很难布置坞墩的问题。

在本实用新型中，所述大型海洋油气装备分为首部，中部以及尾部，该坞墩布置结构是基于对坞墩的布置方法包括布置位置以及布置方向，以及坞墩的大小，坞墩的材质四个方面结合刚度理论分析对坞墩布置的合理性进行详细阐述。

如图2所示，本实用新型提供一种大型海洋油气设备的坞墩布置结构，其布置于船坞内以支撑船体，由若干坞墩2组成，至少部分所述坞墩2沿横舱壁1的长度方向一一横向布置于所述横舱壁1的下方。在大型海洋油气装备的首尾部区域，靠近横舱壁1最外侧下的坞墩承受首尾外飘结构的重量，因此横向坞墩2的布置个数会影响到坞墩2的支反力大小，因此在横向方向布置坞墩2的过程中，为了在横舱壁1位置更多的设置支墩2，将横舱壁1位置下面的坞墩布置方向沿船体纵向布置，可大大增加坞墩2的布置数量，有效分散开大部分支墩的支反力。

作为一个优选实施例，在上述如图2所示的横向支墩设置完成后，为了避免横舱壁1与底部纵绗或实肋板3交错位置处结构刚度过大而引起局部坞墩的支反力过于集中的现象，将所述坞墩2分为两部分，一部分所述坞墩2沿横舱壁1的长度方向一一横向布置于所述横舱壁1的下方；另一部分所述坞墩2分为若干并排布置的坞墩组，所述坞墩组纵向布置于所述横舱壁1与底部纵绗或实肋板3交错处的下方。具体地，在结构刚度较大的位置，比如在横舱壁1与底部纵绗或实肋板3交错位置处，或者横舱壁2与底部纵绗或实肋板3交错位置处，并沿纵向方向设置多个横向坞墩2组成的坞墩组。

在本实施例中，如图3所示，沿所述底部纵绗或实肋板3的长度方向，所述坞墩组的长度为所述坞墩2的长度为的1-3倍。优选地，所述坞墩组的长度为所述坞墩的长度的2倍。使得坞墩组的长度与纵向布置方向的坞墩组的长度相似，由于横向与纵向布置的坞墩组在尺度上相似，因此坞墩的刚度保证了连续，但是坞墩的布置方向发生了变化，因此避免了局部结构刚度集中，从而有效避免坞墩的支反力集中现象。

在本实施例中，如图3所示，所述坞墩组中相邻两所述坞墩2之间的间距，小于横向布置的相邻两所述坞墩2之间的间距。每组所述坞墩组由至少两个所述坞墩2组成；且相邻两所述坞墩组之间布置有至少三个所述坞墩2，具体的，如图3所示，每组所述坞墩组由三个所述坞墩2组成；且相邻两所述坞墩组之间布置由四个所述坞墩2。

作为一个优选实施例，所述横舱壁1对应所述船体的船首和船尾处下方的若干所述坞墩2的数量小于所述横舱壁1其余区域下方的若干所述坞墩2的数量。在船体的首部及尾部的舭部位置，存在一些支反力普遍较大的坞墩，此时是由于该处结构刚度较大，而且船体重量较重引起的，整个舷侧外飘结构的重量以及一部分首尾部外飘结构重量均通过横舱壁以及舷侧外板传递至该处坞墩，造成该处坞墩的支反力过大，此时应当降低坞墩提供的刚度，将支反力有效分散到其他支墩上，因此应当适当减少坞墩数量或者减小坞墩尺度。

作为一个优选实施例，所述横舱壁1对应所述船体的船中心线处下方的若干所述坞墩2的尺寸小于所述横舱壁1其余区域下方的若干所述坞墩2的尺寸。在船体中部位置，船中线附近由于存在大开口，上下连续结构较少，且设备较少，该部分的空船重量较轻，因此可以配备木墩，以减小铁墩的需求量，且位于舷侧舭部的支墩承受较大的船体载荷，此时沿着横向布置纵向的加密支墩，可以有效改善支墩的支反力，从而满足要求。

作为一个优选实施例，如图4所示，在至少一个支反力较大的所述坞墩2上装设一磁感应设备5；在对应于所述坞墩2的船体上焊接有与所述磁感应设备5相配合的磁感应附体4。所述磁感应附体4和磁感应设备5分别装设于所述横舱壁1与底部纵绗或实肋板3交错处下方的船体和所述坞墩2上。通过对较大坞墩设置磁感应线圈，通过排斥力适当调节该处沉降，从而调节该处的坞墩支反力载荷，从而实现均摊该区域的坞墩承受的支反力的效果。

具体地，如图5所示，磁感应附体和磁感应设备实现坞墩支反力载荷的原理类似于磁悬浮铁轨，均配设有相对的两个绕流线圈6，图中标示为上下布置的两实心方块，以及还配设有两个分别与两绕流线圈相连的是两个发电机组7，其中，发电机组7电流绕流方向能够保证两个绕流线圈6处于排斥状态。磁感应附体4是一种类似于船舶舭龙骨的装置，该磁感应附体4的作用是装设在坞墩2布置线上，以用来均摊坞墩2支反力的。

本实施例采用磁感应附体和磁感应设备实现均摊船舶重量的原理为：船舶由于结构刚度分布不均匀的原因，导致坞墩2承受的支反力呈现非常不均匀的特点，某些地方的坞墩可能不到50墩，而在该坞墩附近的某个坞墩承受了较大部分重量，甚至达到300吨以上，远远超过一般坞墩的承受范围。本实施例基于电磁悬浮原理，通过对绕流线圈的电流的控制，分别控制磁感应附体4和磁感应设备5来调节较重处坞墩2的船舶下沉量，从而将较重处的坞墩2的支反力能够均摊到周围支反力较小的坞墩2上去。

作为一个优选实施例，若干所述坞墩2材质为铁和/或木。横舱壁1对应船体的船中心线处下方的若干坞墩2的材质为木，在船体中部位置，船中线附近由于存在大开口，上下连续结构较少，且设备较少，该部分的空船重量较轻，因此可配备木墩，以减小铁墩的需求量。

本实用新型提供的坞墩布置结构使船体结构刚度较大的板下布置垂直于该板的坞墩，并在该板与刚度较大的垂向加强结构位置布置平行于该板的坞墩，针对坞墩支反力分布呈现的非线性特点，通过个性化的布置坞墩，使坞墩的支反力满足工程使用要求，实现大型海洋油气装备的有效安全支撑。

以上对本实用新型大型海洋油气设备的坞墩布置结构的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。