（船舶与海洋工程专业论文）半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案.pdf

大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘要 本文的依托工程为大连船舶重工为美国n o b l ed r i l l i n g 公司建造的n o b l ed a v e b e a r d3 0 0 0 米水深半潜式钻井平台，该平台属于第6 代产品，是目前世界最先进的半潜 式钻井平台之一。该平台楼子定员2 0 0 人，楼子的外形尺寸为：2 4 6 m * 4 8 m * 9 m ( 长度，l ： 宽度木高度) 。 本文论述了深水半潜式平台楼子整体吊装方案设计工作中的一些难点，如整体跨度 大、结构为减重设计薄弱、吊装重量大等，本文从优化设计、方便施工、提高效率的角 度提出了解决这些难点的措施和方法，并由此形成了一些关键成果，用于指导楼子整体 吊装的现场实施，并获得了成功。 本文着重论述了半潜式平台楼子整体吊装方案的设计方法，包括楼子重量的统计方 法、重心的计算方法、吊装点的布置要领、吊装耳板的选用原则、楼子结构的加强方法、 楼子结构加强后的强度校核方法以及应急预案的设计方法等，并结合吊车资源情况，设 计了半潜平台楼子整体吊装设计方案并进行了阐述。 关键词：半潜式平台；楼子整体吊装；方案设计 t h el i f t i n gs c h e m eo fl i v i n gq u a r t e r so fs e m i s u b m e r s i b l ed r i l l i n gr i g a b s t r a c t t h i st h e s i si sb a s eo nt h es e m i s u b m e r s i b l ed r i l l i n gr i gn a m e dn o b l e d a v eb e a r dc o n s t r u c t e db yd s i cf o rn o b l ed r i l l i n g1 1 1 c ，t h er i gi so n eo f a d v a n c e ss e m i s u b m e r s i b l ed r i l l i n gr i g t h el i v i n gq u a r t e r so ft h er i gc a r l h o l e2 0 0p e o p l ew i t hd i m e n s i o n2 4 6 x 4 8 x 9 m ( l x w x h ) t h i st h e s i se x p l a i n ss o m ed i m c u l t i e so ft h ed e s i g nw o r kf o ro v e r a l l l i r i l l gt h el i v i n gq u a r t e r su pt ot h er i g ，s u c ha st h eb i g g e rs p a n , s t r u c t u r e w e a k n e s sd u et ow e i g h ta n dh e a v yl i f tw e i g h te t c t h i st h e s i sp u tf o r w a r d t h ea c t i o n st os o l v et h e s ed i f f i c u l t i e s p r a c t i c ep r o v e dt h el i f t i n gm e t h o d 1 s s u c c e s s f u l t h i st h e s i sp a ym u c ha t t e n t i o nt ot h el i f t i n gm e t h o do fl i v i n gq u a r t e r so n m er i g i n c l u d i n gw e i g h ts t a t i s t i c s ，h o wt og a i ng r a v i t y ，l i f t i n gp a de y e s a r r a n g e m e n t ，s t r u c t u r es t r e n g t h ，a n de m e r g e n c ya c t i o n s ，a n da l s oc o m b i n e d w i t ht h el i m i t e dr e s o u r c eo fc r a n e s k e yw o r d s ：s e m i s u b m e r s i b l e ；l i v i n g q u a r t e r sl i f t i n g ；l i f t i n g m e t h o d i i 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名： 牛出期：鞋生 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定 ，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名： 导师虢呈姿 逻至生g r v , e l 日 ，7 大连理工大学专业学位硕士学位论文 引言 本论文是针对海洋工程半潜式钻井平台的生活楼的整体吊装进行方案设计。 由于海洋工程产品其固有的特殊性，和船舶产品相比较，半潜式钻井平台生活楼的 整体吊装设计难点非常多，所以本论文提出了解决这些难点的措施和方法，并由此形成 了一些关键成果，用于指导楼子整体吊装的现场实施，并获得了成功。 由于该平台属于第6 代产品，是目前世界最先进的半潜式钻井平台之一，所以对于 该平台生活楼整体吊装设计的相关参考资料非常有限，在本论文的方案设计中主要参考 了自升式钻井平台和船舶产品。 半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案 1 工程背景 n o b l ed a v eb e a r d 深水半潜式钻井平台是大连船舶重工继成功建造j u 2 0 0 0 型自升 式钻井平台后承接的又一高附加值海洋工程产品，船东为美国n o b l ed r i l l i n g 公司。 该平台项目是以大陆架6 号壳体为基础的完整建造工程，2 0 0 6 年1 月1 0 日诺贝尔公司 和大连船舶重工正式签订建造合同。按照合同规定，原大陆架6 号上的生活楼结构需要 拆掉换新。 新设计的生活楼的主尺度如下： 长度：2 4 6 m ； 宽度：4 8 m ： 高度：9 m ； 层数：3 层； 定员：2 0 0 人； 新设计生活楼的总体建造方案如下： 为缩短平台建造周期，按照大连船舶重工“工序前移”以及“楼子成品化的建造 原则，n d b 半潜式钻井平台生活楼实行分段建造、坞外总组的整体建造的方案，按层进 行分段划分，一二层每层划分为6 个分段，三层划分为3 个段，总计1 5 个分段。分段 以平台为胎进行反转建造，总组实行正转总组，大部分舾装工作可以提前到总组阶段进 行。 该总体建造方案的最大优点是可以有效缩短平台坞内建造周期，但是同时，该总体 建造方案的最大难点是如何设计合理有效的生活楼整体吊装方案，解决生活楼整体吊装 方案中的设计难点，从而规避建造j x l 险。 大连理工大学专业学位硕士学f 屯硷文 2 生活楼整体吊装方案的设计难点 海洋工程产品南于其田有的特殊性，和船舶产品相比较，d b 半潜式钻井平台生活 楼的整体吊装设计难点非常多，主要有以下几个方面； 21 由于生活楼整体跨度大导致的吊装设计难度大 原来大陆架6 号的生活楼设计为4 层结构，跨度为4 2 m ，但是住重新垃计过程中， 考虑到平台整体布置以及稳性要求，新设计的n d b 半潜钻井平台生活楼改为3 层结构， 仳是整体跨度加大，达到了4 8 m ，是一般的超大型油轮( v l c c ) 的楼子跨度的16 倍以 上，由于楼子结构本身的强度较弱，在大跨度下，如何设计吊点，既要保证结构强度， 又要防止结构变形，解决大跨度下的吊装殴计难度大的问题。 22 由于生活楼结构减重设计导致的设计难度大 重量控制足海洋工程没计中的关键环节，在生活楼设计中，设计方普遍采用了以6r r m l 为主要板材的结构醴计，部分由间隔壁采用的是3 m 板厚的“瓦垄”壁子设计形式，这 样的设计形式，虽然可以控制结构重量， 曰是由于结构强度和刚度较弱，在吊装设计时， 需要认真核锌每个吊点的结构强度，防止结构失稳和变形，加大r 乍活楼整体吊装设l 。 的难度。生活楼结构如图2l 至躅23 所示。 , d j l l u j j ! l l l 幽21 第二层结构平面斟 、 济式钻升平台生活楼挚体吊裴方案 剀22 第三层结构平面嘲 幽23 楼子糍体结构平面斟 v 咿 、 r ” 大连理工大学专业学位硕士学位论文 2 3 由于生活楼整体吊装的重量大而导致吊装设计难度大 按照“楼子成品化 的建造思路，在总组阶段，只要吊装重量允许，所有舾装件以 及关联设备都应当在总组阶段安装结束。按照初步核算，全部的结构、设备、舾装件等 安装结束后的重量将达到9 0 0 t 左右，而大连船舶重工的9 0 0 t 龙门吊车由于受各种技术 条件限制，最大的起重能力不超过8 1 0 t ( 2 7 0 t 3 ) ，这样，一些设备和舾装件将不能在 总组阶段安装。实际上在生活楼整体吊装设计中，8 1 0 t 的起重量基本上没有实现的可能， 因为针对工程而言，要保证吊车的3 个钩头均匀受力达到2 7 0 t ，根本不可能，为此，需 要确定工程状态下，生活楼整体吊装的最大重量，经过研究分析，初步确定了n d b 半潜 式钻井平台生活楼整体吊装的最大重量为7 2 0 t ，每个钩头留出的设计载荷余量仅为3 0 t 。 7 2 0 t 的吊装重量，已经接近吊车的极限负荷，针对大载荷的吊装设计而言，如何在吊车 性能允许的范围内布置吊点、均稀载荷、结构进行有效加强、采用合适的吊装方法等均 变得尤为重要和关键，也是吊装设计的难点所在。 半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案 3 生活楼整体吊装方案设计与论证 生活楼整体吊装方案设计主要有以下几个过程： 。 生活楼总组整体布置一生活楼总组重量与重心计算一生活楼整体吊装吊点布置一 生活楼整体吊装结构加强方案一生活楼整体吊装结构强度校核一生活楼整体吊装应急 预案设计。 3 1 楼子总组整体布置 在确定生活楼总组整体布置之前，需要明确生活楼的相关参数以及吊车的性能参 数。 生活楼总组后的相关参数如下： 主尺度：2 4 6 4 8 9 m ； 重量：7 2 0 t 以下； 9 0 0 t 吊车的参数如下： 上跑车起重能力：2 7 0 t 2 ； 下跑车起重能力：2 7 0 t ； 上跑车两钩最大差值：1 5 0 t ； 上跑车两钩最大间距：1 7 2 7 2 m ； 上跑车两钩最小间距：1 3 4 1 2 m ； 上跑车两钩相对吊车中心不对称允差：1 5 2 m ； 斜拉限位要求：5 ； 根据以上参数以及n d b 半潜式钻井平台在坞内的建造位置状态，我们最后确定的生 活楼总组整体布置，如图3 1 所示。 轨道轨道 二j _ ：j 吨吊车 首 大连理工大学专业学位硕士学位论文 图3 1 生活楼总组整体布置图 通过整体布置图可以看出，在生活楼前期，初步确定生活楼的整体吊装方法为：1 # 2 # 钩吊生活楼的右舷，3 # 钩吊生活楼的左舷，该方法后来经过论证并得到实施。 具体见下文。 3 2 生活楼总组重量与重心计算 n d b 半潜式钻井平台生活楼总组段由1 5 个分段组成，总组重量和重心是进行生活楼 整体吊装设计的基础和关键，如果重量和重心不准确，其结果无异于沙滩上建楼房，对 吊装方案设计的影响将是灾难性的。 ( 1 ) n d b 半潜式钻井平台生活楼的总组重量确定依据以下原则： 从三维模型的结构和系统计算详细重量； 选择性称量少于5 0 0 磅的项目； 在安装前称量o f e b f e 提供的超过5 0 0 磅的设备和组成，为减少实际必要称重 总量，需要o f e b f e 供应商在交货时提供实际重量值或重量报告书； 按一定比例称量材料和组件，比如合金，绝缘体，管，电缆等，以确定单位重 量或密度，用于重量计算； ( 2 ) 重量及重心计算方法如下： 彬k x = 上l w w , r i 】，= 上l 一 形 ( 3 1 ) 其中，i 为重量统计项目序号，n 为重量统计项目总数，w 为楼子总重量，w i 为单 项重量，x i ，y i 分别为单项的x ，y 坐标，x ，y 分别生活楼总组后的x ，y 坐标。 ( 3 ) 按照生活楼总组实际施工状态，总组重量包括：主要结构重量，次要结构重量， 设备重量及舾装重量，电气重量，工装重量以及其它重量。重量统计如表3 1 至表3 3 表述。 表3 1 主要结构和次要结构重量统计表 项目层号 分段号重量( t ) 9 0 0 1 2 7 8 1 第一层 9 0 0 22 2 8 0 彬 玎 = 肜 半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案 9 2 0 1 3 1 2 l 9 2 0 22 9 1 9 9 3 0 12 8 2 2 9 3 0 22 7 4 8 第一层重量合计 1 6 6 7 1 9 1 0 l3 5 7 3 9 1 0 22 5 3 1 9 4 0 1 2 8 5 3 第二层9 4 0 22 5 9 8 9 5 0 12 6 9 7 9 5 0 22 5 9 8 第二层重量合计 1 6 8 5 1 9 1 0 34 5 1 9 9 6 0 14 1 0 2 第三层 9 7 0 1 4 3 7 5 第三层重量合计 1 2 9 9 6 三层结构重量合计 4 6 5 1 8 8 0 1 32 7 7 8 2 1 33 0 3 8 3 1 33 0 3 8 6 1 22 0 4 二甲板延伸外围走台 8 7 1 21 5 6 8 6 1 12 7 6 8 7 1 12 6 0 二甲板次要结构合计 1 7 7 9 8 8 1 1 2 7 0 上甲板延伸外围走台 8 9 1 1 2 1 0 8 8 1 2 3 8 3 8 一 大连理t 大学专业学位硕十学位论文 8 9 1 23 8 3 8 4 1 32 2 9 8 5 1 31 9 5 8 6 1 34 0 5 8 7 1 34 0 5 上甲板次要结构合计2 4 8 次要结构合计4 2 5 9 表3 2 其它结构和工装结构重量统计表 项目层号 分段号 重量( t ) 吊臂架 8 4 1 03 4 5 立管平台横梁 8 8 1 62 0 高架吊架8 0 1 l2 0 9 吊运工装料5 0 其它结构以及工装结构合计 9 4 3 5 表3 3 设备、舾装重量及电气重量统计表 层号项目重量( t ) 管子利通风 2 5 天棚龙骨支架 3 5 第一层 绝缘件 1 6 第一层舾装重量合计 3 0 1 管子、风管、支架 2 8 第二层室内梯子栏杆 1 8 6 个室外门及梯子 2 6 1 5 个卫生单元5 2 5 甲板设备基座铁舾件 1 1 围壁上一卜槽2 2 5 厨房人型设备 7 2 9 半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案 天棚龙。胃支架 2 6 绝缘件 0 9 3 台冷凝机 1 3 4 3 台空调大卡2 3 4 第二层设备及舾装重量合计5 5 5 管子、风管、支架 2 2 室内梯子栏杆 o 8 4 个室外门及梯子 1 9 5 1 3 个卫生单元4 6 第三层围壁上下槽o 9 5 窗户1 3 8 天棚龙骨支架 1 6 绝缘件 0 8 第三层设备及舾装重量合计3 4 0 8 第一层电气件 4 第二层电气件5 第三层电气件 2 电气重量合计 1 l ( 4 ) 最后重量统计以及重心计算结果如表3 4 至表3 5 表述。 表3 4n d b 生活楼总组最后重量汇总表( 单位：t ) 项目第一层第二层第三层 合计 主要结构 1 6 6 7 11 6 8 5 11 2 9 9 64 6 5 1 8 次要结构 1 7 7 92 4 84 2 5 9 设备及舾装 3 0 15 5 5 3 4 0 81 1 9 6 8 电气 4521 1 其它结构 2 3 4 52 3 4 5 上装结构 4 0 熔敷金属 5 574 51 7 一1 0 一 大连理l 人学专业学位硕七学位论文 两_ 1 r 一r 而曩1 表35 加b 楼于总组最后重心计算结粜 分段重量( t )x c ( 唧)y c ( 1 1 1 1 1 1 ) 7 1 8 9 f r 2 4 q 0 0c l - 3 8 0 33 生活楼整体吊装吊点布置 ( 1 ) 吊点布置是整个吊装方案设计的核心，通过有效合理的吊点靠置，主要解决以 下两个问题： 在技术条件允许的条什f ，尽可能的使吊车的3 个钩头负荷均匀，最人限度的 发挥吊车的吊装能力，以满足楼子的吊重( 7 1 8 9 t ) 的要求； 解决楼子跨度大、薄板设计带来的局部强度以及整体强度不足导致的结构容易 失稳的难题： ( 2 ) 通过研究生活楼本身结构( 长度方向呈l 型，如图3 2 所示) 以及吊车性能分 析，在n d b 半潜式钻井平台生活楼整体吊装吊点设计中，按照如下思路： 幽32 生活楼总组后形状图示 吊点布置按照“品”宇型进行布局。3 # 钩中一i l , 位于顶甲板的丘舷三分之二处， 1 # 和2 # 钩的中心分别位于右舷顶甲板和中间甲板处，其中心线位于右舷三分z 一处。 这样做最大的好处是对均布3 个钩头的载荷有利，只有这样布置才能满足楼子总组后整 体吊装的重量要求，但是同时，这样布置存在的问题也很突出，就是由于甲板面上牺装 半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案 件较多，空间有限，对吊点的布置位置有很大的影响，对载荷有利吊点位置，可能已经 焊接了舾装件，或是位于强结构位置的吊点位置，对均布载荷不利，如此种种问题交叉 在一起，需要设计者通过计算分析比较后，对有利因素和不利因素进行取舍，以使设计 有效利益最大化； 吊点布置在顶甲板和中间甲板上。这主要是从吊点载荷设计考虑的，如前项所 述，由于受甲板舾装件以及结构形式影响，这样做对吊点布置非常困难，需要进行各种 计算以便于取舍，但是如果按照常规做法，把吊点位置布置到前后或左右围壁上，虽然 可以大大减少甲板舾装件以及结构强度的影响，但是满足不了7 1 8 9 t 的楼子整体吊装 目标，通过核算，把吊点位置布置到围壁上，最大的吊装重量仅可以达到5 6 0 t 左右， 而采用甲板布置，可以达到7 2 0 t ，是常规方法的1 3 倍； 吊环形式采用d 型。采用d 型吊环的好处是安装及使用方便，如果甲板结构强 度不够，进行结构加强也比较容易。通过计算，我们最后确定的吊环形式为d 4 0 吊环， 外观形式如图3 3 所示； u 图3 3 吊点布置采用“多吊点”的设计方式。对于吊装设计而言，吊点越少，越方便 设计，吊点越多，设计难度越大，但是对于7 2 0 t 左右的总体结构强度较弱的庞然大物 来说，为防止变形和结构失稳，多吊点是必需的选择。按照最初的设想，1 # 和2 # 钩各 设置8 各吊点，3 # 钩设置1 6 个吊点，后来经过核算，改为1 # 、2 # 钩和3 # 钩各设置 8 个吊点，总计2 4 个吊点； ( 3 ) 按照上面的思路开展设计，设计团队最终完成了n d b 楼子整体吊装吊点布置设 计，该布置方案采用2 4 个吊点，每个吊点使用d 4 0 t 吊环，按照2 d ) 中的重量和重心进 行计算，得出如下结果：1 # 钩吊装载荷为2 3 4 5 t ，2 # 钩吊装载荷为2 5 6 5 t ，3 # 钩吊 装载荷为2 2 7 9 t ，总吊装载荷为7 1 8 9 t ，而吊环的设计能力达到了9 6 0 t ，是理论吊装 重量的1 3 3 倍。由此可见，该吊装设计的安全性也是非常高的。具体参见图3 4 至图 3 5 所示。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 第l 组 篇2 组 加j 斟34 楼于整体吊装吊点布置示意幽 一 筑 o - o 半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案 黧 图3 5 楼子整体吊装吊点布置平面图 大连理工大学专业学位硕士学位论文 3 4 楼子整体吊装结构加强方案 楼子结构强度较弱，在完成了吊点布置以后，必须对楼子的整体结构以及局部结构 进行加强设计，以满足吊装时的强度要求。总体的结构加强方案设计思路为： ( 1 ) 吊点下面没有强壁子结构的，均需要在吊环所处的甲板下面用槽钢垂直加强， 以方便吊装时结构局部受力后的力能够有效传递； ( 2 ) 在楼子下面的敞口部位，进行纵向和横向加强，以加强楼子的整体结构强度； 楼子加强设计方案如图3 6 至图3 1 1 所示。 i - 簪 一 一l 一 鑫 鹫 = = = = = = = = 一l - 毒 害 图3 6 ；| ，潜式钻井平台生活楼整体吊装方案 图3 7 1 6 f = 丰一 k l k - 鑫t 一 。警f 0 - 巷 立主 藤 r 羞 _ 1 一 蔷 t 卡苜蔷 中酋下，；，【，i，illli ： 、，藩蔷 卡曲普 基莲 中酋董 蔷薹 大连理工大学专业学位硕士学位论文 一 一 i 巧夕7 、肘板1 1 肘板 ，；二多。槽钢 、槽钢 i | ，7 l 、肘板肘板 槽钢 - 槽钢 jl 肘板、肘栖 几_ ，夕槽锶7 肘板 肘板 槽钢 二一 。 上! 、 、槽钢 “ 肘板 i 毒；土 。 4 肘板 一1 7 图3 8 半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案 ll4 订，：。【 ， 一j f 亭 一镝 ；| r 一 斗 卜竹自钢 e 苎型 桷 - 广 j： 趣h _ = d 士2 i 诵 一 i 。【j w 一， ri 可 刊 图3 9 图3 1 0 1 8 大连理工大学专业学位硕士学位论文 一1 一二i 【、， 肘板。 。 u 、 、肘板肘板 、槽钢 t -_ 、肘板、肘板 、肘板 、槽钢 ，槽钢槽钢 、肘板 上 肘板“ 6 u 、 、肘板 肘板 、槽钢 ? j 、肘板、肘板 尉板 懵钢 、槽钢、槽钢 j *u 、肘板 r 图3 1 l 3 5 楼子整体吊装结构强度校核 在进行了吊点设计以及结构加强方案设计以后，为验证吊点的受力状态、楼子整体 结构强度以及吊点处的局部结构强度是否满足吊运要求，保证吊装施工的安全性，我们 采用a n s y s 软件，对整个楼子的吊装设计方案进行有限元计算分析。 半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案 3 5 1 分析方法 结构强度和刚度分析的方法是有限单元方法( f e m ) ，采用的分析程序是a n s y s 。 3 5 2 分析工况 分析工况仅包含吊运过程的静止工况，此工况下的分析载荷为结构( 包括附属结构 和设备等) 的自重载荷。 3 5 3 许用应力 生活楼结构的材料特性为： 密度 = 7 8 0 0 k g m 3 弹性模量 = 2 1 1 1 0 1 1 n m 2 泊松比 = 0 3 屈服极限= 3 6 0 m p a 许用相当应力= 2 8 8 m p a 3 5 4 分析模型 分别采用壳单元( s h e l l 6 3 ) 、梁单元( b e a m l 8 8 ) 、杆单元( l i n k 8 )和管单元 ( p i p e l 6 ) 来模拟生活楼结构的板、桁材、横梁、立柱和加强结构。壳单元( s h e l l 6 3 ) 、 梁单元( b e a m l 8 8 ) 和管单元( p i p e l 6 ) 单元具有拉压、扭转和弯曲能力，单元具有6 个自由度，分别是沿x 、y 、z 方向的线位移和绕x 、y 、z 轴的转角。杆单元( l i n k 8 ) 具有拉压能力，单元具有3 个自由度，分别是沿x 、y 、z 方向的线位移。将生活楼中非 结构质量均匀分布在结构的板上( 通过改变密度实现) 。 结构分析模型参见附录a 。 3 5 5 分析结果 ( 1 ) 吊绳载荷 吊绳布置和吊绳载荷的计算结果如图3 1 2 和表3 5 所示。 大连理工火学专业学位硕士学位论文 幽3 1 2 吊绳布置图 表35 吊绳载荷表 组号 吊绳载荷( t ) 1 号2 号3 号4 号5 号6 号7 号8 已 第1 组3 01 12 2 4 02 5 8 42 7 6 52 6 0 63 l 0 63 31 1 第2 组178 93 5i72 84 61 87 42 3d 92 0 0 22 7 0 9 第3 组3 67 02 53 33 41 62 55 73 28 91 93 93 5 3 01 98 4 ( 2 ) 生活楼吊装过程强度和刚度分析结果 根据上述分析模型和分析载荷完成生活楼吊装过程强度和刚度分析，其结果汇 总如表36 表述( 参见附录b ) 。 模型采用直角坐标系统，其中： x 轴纵向，指向船艏为正。 y 轴横向，指向右舷为正。 半漪式钻井平台生活楼秸体吊装方案 z 轴垂向向上为j 下 表36 计算结果汇总表 麻力结粜( m p a )位移结果( a u a )相对位移结果( 衄) 项hs e q v s x s y s zu s u mu xu yu zu s u mu xu yu z 数值 1 6 41 5 58 52 02 356 结论 分析结果表明： ( 1 ) 生活楼在吊装过程中具有足够的强度，最大相当应力为1 6 4 m p a 。 ( 2 ) 生活楼在吊装过程中具有足够的刚度最夫垂向相对位移2 0 唧。 ( 3 ) 吊装过程中吊绳的最大静载荷为3 6 6 9 t 。 附录a 和b ( 节选) ，如图3 1 3 至图31 6 所示。 幽31 3 模型幽 九连理j 人学专业学舒颐十学位论文 图3 1 4 模型幽b 圈31 5 位移云幽( s u m 一嚣翌 半j 特式钻井平台生活楼整体吊装方案 图31 6 相对位移云幽( u s u m 36 楼子整体吊装应急预案设计 为防止山于各种原因而引起的重量或重心和讨算有偏差，从而导致现场吊运时出现 单个钩头超重的情况发生，我们设计了应急预案。应急预案设计包括两个部分，即重量 超重和重心变化。 ( 1 ) 重量超重。按照吊车性能，每个钩头的最大负荷为2 7 0 t ，由于2 # 钩头已经达 到了2 5 6 5 t 满负荷为2 7 0 t ，依此推算，在2 # 钩负荷达到2 7 0 t 时1 # 3 # 钩分别负 荷为2 4 65 t 和2 3 94 t 即目前状态下最大起重量可以达到7 5 54 t ，最大超出计算重 量3 6 j t 。 ( 2 ) 重心偏差。通过计算分析，得m 结论如下： 重量不变重心变化向生或向尾，范围在i m 之内，各个钩头均在吊车允许载荷 范围之内； 重量小变，重心变化向右或向首，范围在5 0 0 m m 内，2 # 钩头均接近负荷极限( 2 7 0 t ) ，此时需要采耿在左舷尾1 ：3 加压载的方式束使2 # 钩头负衙减少。在左舷尾口加配载 翥。黜ill麟爱 飘蚕垂目| ，j- 大连理工大学专业学位硕士学位论文 2 0 t 压载物，可以实现2 # 钩头负荷减少约1 9 t ，在左舷尾口加配载3 0 t 压载物，可以实现 2 # 钩头负荷减少约3 0 t 。具体如图3 1 7 所示。 楼子压载区布置示意图 z 再 j j 5 0 ( ) a 、b l 1 # i 二二7 7 、 3 0s o0 ，k 7 b ；l 斋 i 矧乏( j 4 图3 1 7 f - f 1 三 右舷 f 1 ，_ 压载区 备用 f f 4 1 ， 髻叠；， l。 区一 玄 载选 磁 臌醚 半 f 式钻井平台生活楼整体吊装方案 4 设计效果评价 n d b 半潜平台楼子整体吊装工作于2 0 0 8 年1 月1 0 日夜间在大连船舶重工成功实施， 由于前期的吊装设计以及相关的准备工作非常准确和充分，使得楼子在吊装过程中非常 平稳，现场的钩头读数和设计的基本一致，体现了设计的精确性，这在大型结构件的吊 装过程中是不多见的。整个吊装设计满足生产施工的需要，缩短了坞内周期，得到业主 的一致好评。 大连理工大学专业学位硕十学位论文 结论 本文论述了半潜式平台楼子整体吊装方案的设计思路，提出了解决半潜式平台楼子 整体吊装时存在的超宽、超重、结构薄弱等难点的解决方法。 按照本文所述的设计方案，完全可以满足半潜式平台楼子整体的需要，并在大船重 工的n d b 3 0 0 0 米半潜式平台楼子整体吊装的实践中得到了成功的应用，使得类似楼子 整体吊装成为可能，为以后产品提供了成功的经验和借鉴。 结论是理论分析和实验结果的逻辑发展，是整篇论文的归宿。结论是在理论分析、 试验结果的基础上，经过分析、推理、判断、归纳的过程而形成的总观点。结论必须完 整、准确、鲜明、并突出与前人不同的新见解。 半渐式钻井平台生活楼整体吊装方案 参考文献 1 陈铁云，陈伯真船舶结构力学 m 上海：上海交通大学出版社，1 9 9 0 2 曾晓辉，沈晓鹏，吴应湘，刘杰呜深海平台分析和设计中的关键力学问题 j 船舶工 程，2 0 0 5 ，2 7 ( 5 ) ：1 8 2 1 3 龚恢大型上层建筑的整体吊装 j 船舶，1 9 9 9 ( 3 ) ：2 7 3 1 4 中国船级社，船体结构疲劳强度指南 z ，2 0 0 1 5 中国船级社船体结构强度直接计算指南 m 北京：人民交通出版社，2 0 0 1 6 余建星，余洪浩等半潜式海洋平台结构的疲劳失效概率计算研究 j 海洋工程，1 9 9 4 年，1 1 ( 2 ) ：3 2 3 8 7 董艳秋，船舶波浪外荷和水弹性，天津大学出版社，1 9 8 8 年 8 杨永谦，黄贻平等2 9 0 0 0 t 货船上层建筑整体吊装应力与变形计算 j 武汉交通科技大学学 报，1 9 9 4 ( 3 ) ：3 0 1 3 0 6 9 w uy sa n dd us x ，af a s te v a l u a t i o nm e t h o da n da d y n a m i cm o d er e f i n e m e n t m e t h o di n h u d r o e l a s t i ca n a l y s i so fm a r i n es t r u c t u r e s ，s e l e c t e dp a p e r so ft h ec h i n e s es o c i e t yo fn a v a l a r c h i t e c t sa n dm a r i n ee n g i n e e r s ，1 9 9 3 ，v 0 1 8 1 0 w uy o n g s h e n g ，h y d r o e l a s t i c i t yo ff l o a t i n gb o d i e s ，p h dt h e s i s ，b r u n e lu n i v e r s i t y ，u k ，1 9 8 4 1 1 t i m op j m i k k o l a ，i l a r is i l v o l a ，j y r i p e k k aa r i a v a ，e t a l f a t i g u ed e s i g no fo f f s h o r e f l o a t i n gs t r u c t u r e s a p r o c e e d i n g so ft h e1 3 曲i n t e r n a t i o n a lo f f s h o r ea n dp o l a re n g i n e e r i n g c o n f e r e n c e c 2 0 0 3 ，l ：1 8 6 1 9 3 1 2 胡毓仁，陈伯真船舶及海洋j 二程结构疲劳可靠性分析 m 北京：人民交通出版社，1 9 9 6 1 3 刘刚，郑云龙等b i n g 0 9 0 0 0 半满式钻井平台疲劳强度分析 j 船舶力学，2 0 0 2 ，6 ( 4 ) ：5 4 6 3 1 4 刘海霞，肖熙半潜式平台结构强度分析中的波浪载荷计算 j 中国海洋平 台，2 0 0 3 ，1 8 ( 2 ) ：卜4 1 5 f a t i g u es t r e n g t ha n a l y s i sf o ro f f s h o r eu n i t z c l a s s i f i c a t i o nn o t e s ，d n v ，1 9 8 4 一2 8 大连理工大学专业学位硕士学位论文 附录an d b 半潜式钻井 原始数据和图纸 平台生活楼整体吊装计算 1 i g ! t 生e u u 啦! i = l t ! 盘，j 越! ! = i el e ! 魍生b u ! j 也j 瑚 ：i- q 一i l：#“1 h 瑶 一一 ； i 西铺一i 畦一每钿簪w 哂珏啊k 可二寸一7 。 i ：? 已i f l i j i 【i i 盘l ；l ：l l ! 矗一l 蒂： m 一 “ i vi ：。袖。! ，：瓮 一一二畿；1 1 j j 随 i r ：一孝母争一曹，峰t 叫j r 喀挚，三一： 一 f 广= ：v _ 壮博i - - ：- “_ - 1 f ；：j ； 1 呷：；- 1 茁_ 一叫4 “”。2 “：一一【 。 ：i ：西：器譬飘，。+ 器l 哺。m 1 j ：。硼嚣t 挂：押；? t ，舔；。；- 一：m n o ! 。l 。， 一 i 一7 k - ；1 ， ： ， 一：1 一一1 0 。 e ：| 坤嚣一蝇稿静0 j 1 铬 品；。! ；苷：- j l 一 - 皇一? 。一 。友 ； i 。叶一? 一鼍。7 兰一。 4 皇； 擀鲁雹；，2 ； 一 一= = 二j t e o f m ? 嚣。赢：辫。一j ：瑚 一二= i 下岩 兰蓁二二鼍掣一 一 ”。 1：= 二r = ：= = 。= 誊一w i “ ? 。：= ：= 一 一警 m 。* 士眚 堂 r 芷一 i 窭一m ： 一! 图a 1 原始数据和图纸 。i ；恤：，- ：￥。”：一：f ：= g 二= 。：。o 。喊州 一 ： i 1 ：o b ： 1 e ，l l l1 】。ii ：i i i o 山i i i l l l i 】l i il 川! i - j i ；ih _r t j i ：l _ ：p 一l 。- 。裔。一妄，一掣二套。刮；。，o ，。莲： - r 。二竺 。馨，“譬，i ：，r l ，i o 。0 。，婵，一 + - _ j ”，一 一一斗”一垮。 ：三_ p ”t - 卜，一r 一一 - 1 t 一 一，母粥* i 一：上j 争：= j 掣j 业 。0 。，。i ，。，。q l 。，。m 。j 。，! 。：。 5 ，$8p；。pl l 4 ，_ ，! 只* 4 _ 扎t 目竹j1 1 1 苗，厶u ! = z 二! ，j 竹一j k j e 暗一玉“4 坤t ，坚- 土 e 爱藿f ，i ：_ - 。：一0 4 ， ， 、 j 一一一一一一一一一一 一m ! ! 一_ - 一 - o “一1 “o 。 - 7； 一 一 ?。 一 j ：二_下 矗；上b ：o ! 玉 ，上二。! 莹享号= 叫嚣 r ， 。u l i l i i i ，ll| - l - i ：il i - i i ! 一 、，$ ， - ? 七一：，：? 。 f l i t ! l - 4 。 一 ”1 i 1 1r 1 f f f | f t i j - = + j ? 、警= 2 9 半潜式钻井平台生活楼整体吊装方案 f 一：3 i 一一 l ；一一l l i 一r ；_ ! ! 自。 ：屯 一l 目| ：，：i 一! 。i i刮l 。1 ，- - 口等 【一 o - l 一- 胃f 譬r 粉：；，m 孙：，；雨l ：曼；il i ! 卜训弛捌黼别卜三j 3 _ q j f p e 弘峨i l l l i p ( ：i ： i r l li i i 州- l ；i , 目6 j 一呻蟹 卜基 h。日，o 8 i ， a l i i l ll j 毫l剐姗二 一- 1 ? ! 璺i l i l l jl ! i 嘈i _ i ：! ? 0 l i i w l 一 二 ； 二j f = = 3 i = de ：= ：l 二；二j ：j r 。函 。 i 一一 ：一i ，。一，；一j 一 。白。t 蛋 。”。f1 r “l ”。f 1j l 。i ”r 。p 。1 l 。1l 。i l 1 一 = | i 捌7 自一 蜥 同t j ：k 目 k 1 阳 ， _ ， 1 1 1 09 j i i ，l l i b ：一, l - - ”j ：- m