用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置的制作方法

本技术涉及海洋工程，具体涉及用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置。

背景技术：

1、对于上部组块上万吨的大型海上电气平台，如海上换流站，现有工程中通常采用浮托法进行海上就位安装。不同于传统油气平台，大型海上电气平台关键电气设备振动敏感度高、易损性大，随着海上风电平价竞争及轻量化目标的不断推进，工程领域常用的裕量设计法已逐步被淘汰，使得海上电气平台结构-设备耦合响应分析成为结构设计的关键工况，必须进行各类型振动荷载激励下的响应评估，以保障全寿命周期的可靠运行。而且最危险的振动情况并非发生在在位服役阶段，而是在浮托安装工况中，在上部组块完全离开浮托船舶后，上部插尖与下部接收装置依次发生“钢碰钢”接触碰撞的时刻。

2、大型海上电气平台对接碰撞一体化试验，需要特殊考虑对接碰撞时各主柱的约束状态——当浮托船舶与上部组块脱开后，由于安装精度上的误差，尚有插尖仍未完全进入桩腿耦合装置(以下简称lmu)中，该类位置处于对接碰撞状态，而插尖已经进入lmu的位置考虑为全约束状态，这导致在相同行/列内存在不同约束的组合。现有的振动台无法处理复杂约束的情况，且目前暂无可参考的试验装置和方案。此外，由于大型海上电气平台主柱数量多，对接碰撞状态工况组合复杂且所需试验工况数量大，若直接采用固定支撑框架，一方面不同框架本身的制造误差会带来试验误差；另一方面，数个支撑框架将导致试验时间及成本较高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，提供一种对该特殊工况下的数值分析具备可靠的验证、实现平台-设备的耦合响应数据采集的试验装置。为此，本实用新型采用以下技术方案：

2、用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置，包括振动台和约束框架、以及上部组块试验模型，同时配备对在响应过程中多方位数据处理的数据采集模块；在所述振动台内的激励装置设备顶部布置置物台，且所述置物台上设置预留基座，同时所述约束框架与所述置物台之间具有间隔区；所述约束框架包括设置在所述置物台上方且相互连接的纵向支撑框架和横向支撑框架，所述纵向支撑框架和所述横向支撑框架相连部分之间形成中空区域，所述中空区域内可拆卸布置有底座；所述上部组块试验模型底部设置插尖，并以此在所述底座上安装接触式接收器，以及在所述预留基座上安装有通过所述中空区域的非接触式接收器；所述接触式接收器与所述非接触式接收器上皆设置可与所述插尖连接配合的承载部位，以此分别形成对所述上部组块试验模型的固定式约束状态以及活动式约束状态。

3、进一步地：所述接触式接收器与所述非接触式接收器上的所述承载部位处于同一平面高度。

4、进一步地：所述纵向支撑框架和所述横向支撑框架的端部连接设置立柱，且所述立柱分布在所述振动台的外围部分。

5、进一步地：所述振动台包括设置在所述激励装置设备底部的支座，以使所述支座对所述激励装置设备提供统一支撑状态。

6、进一步地：所述底座上设置与所述纵向支撑框架、所述横向支撑框架连接的侧向支撑部件。

7、进一步地：所述数据采集模块包括布置在所述非接触式接收器所述承载部位上的三向传感器，形成所述振动台激振时响应状态的记录与比对。

8、进一步地：所述数据采集模块包括设置在所述底座上的监测传感器，形成对所述约束框架试验工况下振动响应的监测。

9、进一步地：所述数据采集模块包括设置在所述上部组块试验模型的外部框架与所述插尖之间的立柱，并以此在所述立柱上设置传感器布置区域，形成对不同高程位置振动响应数据的采集状态。

10、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

11、本实用新型通过以模拟大型海上电气平台浮托安装过程中最不利的对接碰撞工况为目标，针对大跨度平台设备-结构耦合振动响应分析精度低、无法试验模拟等问题，基于现有试验振动台构型构建新型接触碰撞支撑框架体系，重现上部组块实际工程中约束方式及接触碰撞过程，揭示对接碰撞荷载机理及结构-设备耦合振动响应，为浮托安装施工提供可靠数据支撑，保障施工全过程结构与设备的安全性。

技术特征：

1.用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置，其特征在于：包括振动台(1)和约束框架(2)、以及上部组块试验模型(4)，同时配备对在响应过程中多方位数据处理的数据采集模块；在所述振动台(1)内的激励装置设备(13)顶部布置置物台(12)，且所述置物台(12)上设置预留基座(14)，同时所述约束框架(2)与所述置物台(12)之间具有间隔区；

2.根据权利要求1所述的用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置，其特征在于：所述接触式接收器(31)与所述非接触式接收器(32)上的所述承载部位(34)处于同一平面高度。

3.根据权利要求1所述的用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置，其特征在于：所述纵向支撑框架(21)和所述横向支撑框架(22)的端部连接设置立柱(24)，且所述立柱(24)分布在所述振动台(1)的外围部分。

4.根据权利要求1所述的用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置，其特征在于：所述振动台(1)包括设置在所述激励装置设备(13)底部的支座(11)，以使所述支座(11)对所述激励装置设备(13)提供统一支撑状态。

5.根据权利要求1所述的用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置，其特征在于：所述底座(23)上设置与所述纵向支撑框架(21)、所述横向支撑框架(22)连接的侧向支撑部件(25)。

6.根据权利要求1所述的用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置，其特征在于：所述数据采集模块包括布置在所述非接触式接收器(32)所述承载部位(34)上的三向传感器(5)，形成所述振动台(1)激振时响应状态的记录与比对。

7.根据权利要求1所述的用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置，其特征在于：所述数据采集模块包括设置在所述底座(23)上的监测传感器(6)，形成对所述约束框架(2)试验工况下振动响应的监测。

8.根据权利要求1所述的用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置，其特征在于：所述数据采集模块包括设置在所述上部组块试验模型(4)的外部框架(41)与所述插尖(43)之间的立柱，并以此在所述立柱上设置传感器布置区域(7)，形成对不同高程位置振动响应数据的采集状态。

技术总结
本技术提供了用于模拟海上电气平台浮托对接时接触碰撞的试验装置，包括振动台和约束框架、以及上部组块试验模型，同时配备对在响应过程中多方位数据处理的数据采集模块；在所述振动台内的激励装置设备顶部布置置物台，且所述置物台上设置预留基座，同时所述约束框架与所述置物台之间具有间隔区；所述约束框架包括设置在所述置物台上方且相互连接的纵向支撑框架和横向支撑框架。本技术通过以模拟大型海上电气平台浮托安装过程中最不利的对接碰撞工况为目标，揭示对接碰撞荷载机理及结构‑设备耦合振动响应，为浮托安装施工提供可靠数据支撑，保障施工全过程结构与设备的安全性。

技术研发人员：戚海峰,孙震洲,陈杰峰,朱弈嶂,屈思怡,俞华锋,刘晓良,杨文斌,陈晴,王霄鹤
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：20230406
技术公布日：2024/1/15