CN107244389B - 用于海洋平台甲板组块中的连接组件及甲板组块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于海洋平台甲板组块中的连接组件及甲板组块，连接组件包括厚壁立柱管、上异形板、下异形板以及斜撑管，沿厚壁立柱管外周面设置连接有上异形板和下异形板，两者相互平行且均与厚壁立柱管的中心线垂直；斜撑管与厚壁立柱管固定连接并与上异形板固定连接，上异形板设有一用于穿设厚壁立柱管的主孔和与斜撑管相适配的副孔，主孔与副孔相交；甲板组块包括：上甲板、下甲板立柱管及连接组件。采用本发明的结构，保证上下甲板、连接组件之间的结构可靠连接的同时，缩短了厚壁立柱管长度，减小了立柱管厚度，可充分利用现有的卷管设备，并且取消了加强环的结构，合理降低了组块结构连接节点的疲劳设计难度，保证了工程的安全。

Description

用于海洋平台甲板组块中的连接组件及甲板组块
技术领域
本发明涉及连接组件节点，特别是涉及一种用于海洋平台甲板组块中的连接组件。
背景技术
在海上石油开发工程中，所有作业需依托海上石油生产平台来进行，而海洋平台由多个组块构件而成，每个组块是由若干层钢结构的甲板构成。
现有技术中，每个组块的甲板由纵横交叉的工字钢拼接而成，相邻上下两层甲板之间通过圆管形状的立柱管、斜撑管进行连接和支撑，形成三维的开敞空间框架结构。甲板工字钢、斜撑管在与立柱管交汇处焊接在一起，形成连接节点，该连接节点是组块的关键受力结构。
如图1所示，现有组块的连接组件节点，一般包括：一竖立的组块特制立柱管1，在特制立柱管1上端连接普通立柱管2，在特制立柱管1的下端斜向上伸出圆柱形状的斜管3，特制立柱管1的外围设置并连接有上环板4和下环板5，上环板4和下环板5的周边连接有数个甲板工字钢。上层甲板6的荷载，其一部分通过普通立柱管2传递给特制立柱管1，另一部分则通过斜管3传递至特制立柱管1上。下层甲板8的荷载通过甲板工字钢传递给上环板4和下环板5，上环板4和下环板5再将力传递给特制立柱管1。在上下两层甲板间设置多组这样的连接结构，即可将两层甲板有效连接，形成上万吨的组块。
然而，如图1所示，上述组块的连接组件节点，其特制立柱管1与上环板4的垂直方向并从上环板4的外表面伸出较长一段，且特制立柱管1需要采用大厚度的钢板；同时，通常需要在特制立柱管1内设置加强环7，防止斜管3对特制立柱管1造成冲剪破坏，以满足斜管3的连接要求。
但是，如图1所示，特制立柱管1的建造过程中，第一、特制立柱管1第一段的卷制长度(一般为3米)，卷管设备限制了特制立柱管1能采用的钢板厚度；第二、在特制立柱管1内焊接加强环7，焊接时的水平收缩力很容易导致特制立柱管1的管壁内产生撕裂的夹层，产生了安全隐患；第三加强环7与特制立柱管1连接的焊缝，在组块安装和服役后无法从外部检测和监测，从而增加了疲劳设计难度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中斜撑管、厚壁立柱管及加强环的连接结构导致的厚壁立柱管的卷制、安全性、设计难的缺陷，提供一种用于海洋平台甲板组块中的连接组件。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种用于海洋平台甲板组块中的连接组件，其特点在于,包括厚壁立柱管、上异形板、下异形板以及斜撑管，其中：
沿所述厚壁立柱管外周面连接有所述上异形板和所述下异形板，所述上异形板和所述下异形板相互平行且均与所述厚壁立柱管的中心线垂直；
所述斜撑管与所述厚壁立柱管固定连接；
所述斜撑管与所述上异形板固定连接。
采用本发明的用于海洋平台甲板组块中的连接组件，保证上、下甲板、斜撑管及厚壁立柱管之间的结构可靠连接的同时，缩短了厚壁立柱管长度，减小了立柱管厚度，实现在建造过程中充分利用现有的卷管设备，并且取消了加强环的结构，合理降低了组块结构连接节点的疲劳设计难度，保证了工程的安全。
优选地，所述上异形板设有一用于穿设所述厚壁立柱管的主孔和与所述斜撑管相适配的副孔，所述主孔与所述副孔相交。采用相交的主孔和副孔的结构，分别与厚壁立柱管和斜撑管外表面连接，防止斜撑管对厚壁立柱管造成冲剪破坏，进而避免了使用内加强环、避免了安全隐患，并节省成本，提高了效益。
优选地，所述上异形板和所述下异形板分别设有四个用于和工字钢相配合的斜切角。
优选地，所述斜切角与工字钢的上翼缘板或下翼缘板焊接成一体。
采用斜切角的结构，将所述上异形板和所述下异形板的宽度由工字钢上、下翼缘板宽度相适配，为焊接施工提供了便利。
优选地，所述斜切角延伸有第一折线缘，所述斜切角还延伸有第二折线缘。在所述斜切角的两侧采用折线缘的结构，减轻了所述上异形板所承受的集中应力。
优选地，所述下异形板设有一用于穿设所述厚壁立柱管的中心孔。采用中心孔的结构确保其与所述厚壁立柱管外表面的连接更紧密。
一种甲板组块，其特点在于，所述甲板组块包括：上甲板、下甲板、立柱管以及如上所述的用于海洋平台甲板组块中的连接组件，其中：
所述立柱管套设于所述厚壁立柱管内，所述上甲板置于所述下甲板上，且所述上甲板与所述下甲板通过所述连接组件相连接。
本发明的甲板组块结构简单，避免了厚壁立柱管必须使用内加强环的结构，进而规避了焊接时的水平收缩力可能导致组块厚壁立柱管内产生撕裂夹层的安全隐患，并且提高了生产效益。
本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明的各优选实施例。
本发明的积极进步效果在于：
1、本发明的连接组件和甲板组块，在保证结构可靠连接的基础上，缩短了厚壁立柱管长度，减小了立柱管厚度，同时充分利用现有的卷管设备进行厚壁立柱管的生产制造，符合国际规范；
2、本发明的连接组件和甲板组块，上异形板兼做外加强环，避免了厚壁立柱管使用内加强环，避免焊接时的水平收缩力可能导致组块厚壁立柱管内产生撕裂夹层的安全隐患；
3、本发明的连接组件和甲板组块，焊缝在组块安装和服役后都可以从外部进行检测和监测，合理降低了甲板组块结构连接节点的疲劳设计难度，消除了甲板组块服役过程中结构的疲劳安全隐患，保证了工程安全。
附图说明
图1为现有技术中的组块结构的示意图。
图2为本发明较佳实施例的用于海洋平台甲板组块中的连接组件的结构示意图。
图3为本发明较佳实施例的用于海洋平台甲板组块中的连接组件的分解结构示意图。
图4为本发明较佳实施例的甲板组块的结构示意图。
附图标记说明
特制立柱管1
普通立柱管2
斜管3
上环板4
下环板5
加强环7
上层甲板6
下层甲板8
连接组件100
厚壁立柱管21
上异形板31
主孔312
副孔313
第一折线缘315
第二折线缘317
斜切角35
下异形板51
中心孔512
斜撑管71
工字钢81
上翼缘板82
下翼缘板84
甲板组块300
上甲板91
下甲板93
立柱管95
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
图2和图3示出了本发明的用于海洋平台甲板组块中的连接组件的结构。
如图2所示，一种用于海洋平台甲板组块中的连接组件100，包括厚壁立柱管21、上异形板31、下异形板51以及斜撑管71，沿所述厚壁立柱管外周面连接有所述上异形板和所述下异形板，所述上异形板和所述下异形板相互平行且均与所述厚壁立柱管的中心线垂直；所述斜撑管与所述厚壁立柱管固定连接；所述斜撑管与所述上异形板固定连接。
如图3所示，所述上异形板设有一用于穿设所述厚壁立柱管的主孔312和与所述斜撑管相适配的副孔313，所述主孔与所述副孔相交。所述下异形板设有一用于穿设所述厚壁立柱管的中心孔512。所述上异形板和所述下异形板分别设有四个用于和工字钢81相配合的斜切角35，所述斜切角与工字钢的上翼缘板82或下翼缘板84焊接成一体。
进一步地，如图3所示，所述斜切角延伸有第一折线缘315，所述斜切角还延伸有第二折线缘317。采用折线缘的结构，减轻了所述上异形板所承受的集中应力。
如图4所示，本发明的一种甲板组块，所述甲板组块300包括：上甲板91、下甲板93、立柱管95以及连接组件。所述立柱管套设于所述厚壁立柱管21内，所述上甲板置于所述下甲板上，且所述上甲板与所述下甲板通过所述连接组件相连接。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于海洋平台甲板组块中的连接组件，其特征在于,其包括厚壁立柱管、上异形板、下异形板以及斜撑管，其中：
沿所述厚壁立柱管外周面连接有所述上异形板和所述下异形板，所述上异形板和所述下异形板相互平行且均与所述厚壁立柱管的中心线垂直；
所述斜撑管与所述厚壁立柱管固定连接；
所述斜撑管与所述上异形板固定连接；
所述上异形板设有一用于穿设所述厚壁立柱管的主孔和与所述斜撑管相适配的副孔，所述主孔与所述副孔相交。
2.如权利要求1所述的用于海洋平台甲板组块中的连接组件，其特征在于，所述上异形板和所述下异形板分别设有四个用于和工字钢相配合的斜切角。
3.如权利要求2所述的用于海洋平台甲板组块中的连接组件，其特征在于，所述斜切角与工字钢的上翼缘板或下翼缘板焊接成一体。
4.如权利要求2所述的用于海洋平台甲板组块中的连接组件，其特征在于，所述斜切角延伸有第一折线缘，所述斜切角还延伸有第二折线缘。
5.如权利要求1所述的用于海洋平台甲板组块中的连接组件，其特征在于，所述下异形板设有一用于穿设所述厚壁立柱管的中心孔。
6.一种甲板组块，其特征在于，所述甲板组块包括：上甲板、下甲板、立柱管以及权利要求1-5中任一项的用于海洋平台甲板组块中的连接组件，其中：
所述立柱管套设于所述厚壁立柱管内，所述上甲板置于所述下甲板上，且所述上甲板与所述下甲板通过所述连接组件相连接。
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