浅水铺管船托管架连接点损伤分析和优化设计.pdf

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1、浅水铺管船托管架连接点损伤分析和优化设计齐金龙(海洋石油工程股份有限公司天津300461)[摘要]针对由特厚高强度钢板组焊而成的托管架连接点结构在实际工程中的损伤情况，文中通过对典型工况下铺管船托管架、铺设管线和船体的整体有限元分析及损伤区域局部有限元分析，利用ABAQUS／Explicit显式分析方法，对最大环境载荷及操作载荷下的构件进行应力分析和低频冲击载荷分析，探讨了结构变形和损伤产生的原因和设计的优化方向。[关键词]托管架；连接结构；损伤分析；优化设计[中图分类号]U674．3[文献标志码]A[文章编号]1001—9855(2014)05—0096—11D

2、amageanal3ysi"sand0ptimizatUiondesig：nofhitchpointstructureiln‘-一⋯●_-lstingerofshallowwaterpipelayingbargeQIJin—long(CNOOCOfshoreOilEngineeringCO．，LTD，Tianjin300461，China)Abstract：AccordingtothedamagesituationofthestingerHitchPointstructurewhichisweldedbythethickhigh—strengthsteelplat

3、esduringthepracticalprojects，thispapercarriesouttheoverallfiniteelementanalysisofthestingerofpipelayingbarge，laidpipelinesandhullundertypicaloperationcondition，andlocalfiniteelementofthedamagedarea．Itperformsthestressanalysisofthecomponentsundermaximumenvironmentalloadandoperatingload

4、andlow-frequencyimpactloadanalysisbyusingexplicitanalysismethodABAQUS／Explicit．Italsodiscussesthereasonscausingstructuredeformationanddamage，anddesignoptimizationdirection．Keywords：stinger；hitchpointstructure；damageanalysis；optimizationdesign引言况，通过对浅水铺管船海洋石油202典型工况下托管架、铺设管线和船体的整体有限元分析

5、以及损伤托管架是s型海底管道铺设的关键设备，托管区域局部有限元分析，利用ABAQUS／Explicit显式架与张紧器提供的水平张力配合控制管道脱离船体分析对最大环境载荷及操作载荷下的构件进行应力的曲率，避免管道由于过度弯曲产生屈服或者断裂。分析和低频冲击载荷分析，探讨了结构变形和损伤产生的原因和设计的优化方向。在实际施工中，托管架及其与船体之间的连接结构也受到复杂的载荷作用。“蓝疆”号和“海洋石油202”号等大型铺管船托管架与船体连接结构Hitch1浅水铺管船与托管架系统点的定位插槽部位在铺管中都曾多次出现变形、裂1．1浅水铺管船主要参数纹、撕裂等损伤。本文针对由

6、特厚高强度钢板组焊而成的托管架连接点结构在实际工程中的损伤情“海洋石油202”号浅水铺管船是2009年建成[收稿日期J2014—07—08；[修回日期]2014—08—11[作者简介]齐金龙(1976一)，男，硕士，丁程师，研究方向：海洋工程及装备。的大型专业铺管起重船，采用12点锚泊定位，可1．2浅水铺管船托管架系统简介以铺设管径范围在100～1219mm间的单、双节点该船所配置的重力式托管架系统位于右舷船海管，最大铺管作业水深达300m，船舶主要参数尾，包括两节托管架本体、与船尾连接的Hitch点、见表1。托管架斜撑及斜撑与船体相连的小Hitch点、A字表1浅

7、水铺管船主要参数表架、45t起升绞车及钢缆、连接滑轮组等部分。托管架主结构是两节截面为三角形的桁架结内容参数构，总长76．2m，上面设有18组高度可以调节的主尺度／m168×46×13．5管线支撑滚轮。首节托管架长42．2m，高度4．9m，结构吃水／m9前端连接轴位置宽7．3m，末端宽6．6m，重约作业水深／m300166t；第二节托管架长度34m，前端高度4．9m、可铺设管径／ram100～1219宽度6．6m，末端高度3．3m、宽度2．6m，重约74t。两节托管架之间采用铰接接头连接，下层连主机功率／kW4×2865接点配有3种不同长度的调节段短节用以调节两节

8、张紧器能力