抛石整平平台是为配合长江口深水航道治理二期工程而设计制造的专业工程平台,它适用于长江口低水深的环境条件,具有自重轻,吃水浅,可移动性强,适于抛石整平作业的特点。本平台由平台主体、桩腿、带桩靴工升降系统和抛石整平系统四部分组成平台主体为单体单甲板、混合骨架焊接结机平台的主体平面为39-36m的矩形,为满足工程作业需要,在平台主体的中间开有28mX 16m的长方形德平台左右外舷及纵舱壁在首尾封板间纵向连续,首尾封板在左右外舷间横向连续,横舱壁在纵舱壁和内舷处间,升降装置固定架纵横壁和吊车座围壁插入,为了便于施工,各板架的纵骨和各种纵甭可以在横舱壁处间断,用符合规范要求的肘板连撬中央舱肋板和强横梁在内舷与中纵舱壁间连线高出上甲板的部分,即尾升高甲板为间断结机平台采用独立沉垫桩,由桩腿桩靴组成四根圆柱形桩腿布置在平台主体的前后的左右两舷,桩靴为长方行。
本平台的结构强度分析依据中国船级社《海上移动平台入级与建造规范》(1992),对平台的作业状态和自存状态进行了强度和屈曲计算采用了结构有限元分析软件MSC/NASTRAN进行,而有限元建模的前处理及计算结果的后处理采用MSC/PATRAN进行。根据平台结构图,分别针对作业工况及自存工况,采用分组建模技术,建立平台结构的有限元模型。
建模过程中,板材采用四节点或三节点板壳元模拟,桩腿部分采用四节点板壳元模拟,船体结构和固桩区结构中的骨材均采用两节点梁单元模拟平台作业状态共有有限元模型节点28769个,单元总数60198个,其中包括集中质量4802个,梁单元18277个,四边形板单元33449个,三角形板单元3670个;平台自存状态共有有限元模型节点28613个,单元总数58474个,其中包括集中质量4802个,梁单元18277个,三角形板单元3658个,四边形板单元31737个。
平台结构的各种设备以及可变载荷采用均布压力施加于相应部位有限元模型的边界条件取为:桩腿和海底相连的底端部分采用简支边界条件,限制其3个方向的线位移,桩靴的其它底面部分只限制水深方向(Z方向)的线位栋计算时所依据的设计环境条件取平台工作水域50年一遇的环境条件,考虑风载荷、波浪载荷以及海(潮)流载荷的共同作用,在计算时,假定波浪力与风力、海(潮)流力方向相同。
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