CN218764857U - 海上火箭发射平台的脐带塔结构、海上火箭发射平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种海上火箭发射平台的脐带塔结构、海上火箭发射平台。海上火箭发射平台的脐带塔结构包括塔身和两组电缆摆杆，塔身为钢桁架结构，由竖向构件、水平构件和斜撑构成，水平构件上安装有至少一组第一阻尼器，水平构件与斜撑交叉点处设置有一组托座，斜撑上安装有至少一组第二阻尼器；电缆摆杆根部与所述塔身通过铰接节点铰接连接，两组电缆摆杆呈镜像对称环抱姿态。与普通斜撑钢框架塔结构相比，钢桁架塔结构阻尼性能提升约60％，具有更好的抗水平荷载作用，在风、地震等作用下具有更好的耗能能力，且基底剪力几乎相同的情况下，最大层间位移比显著小于传统的斜撑钢框架结构，更适应海上发射平台上部脐带塔。

Description

海上火箭发射平台的脐带塔结构、海上火箭发射平台

技术领域

本实用新型涉及海上发射平台技术领域，具体而言，涉及海上火箭发射平台的脐带塔结构、海上火箭发射平台。

背景技术

脐带塔作为火箭发射的依托塔基，主要用于火箭发射前的测试检查、燃料加注等工作，需要对应航天器上各仪器仓口、脱落插头、气管插座、加注口、安全溢出口等。考虑海上台风的影响，需要在12级台风作用下保持安全，按照航天发射塔设计要求，脐带塔需要满足强度和变形两个方面要求，相比普通钢结构塔，层间变形角为1/400。

传统采用斜撑钢框架结构方案，如图7、图8所示，在实际工程中，斜撑钢框架结构方案在风、地震等作用下耗能能力有限，抗水平荷载的能力不足，且最大层间位移比较大，尤其是在台风、强震等作用下，结构的安全性无法保证。

因此有必要对现有脐带塔结构进行针对性改进，以满足海上火箭发射的要求。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本实用新型的主要目的是提出一种海上火箭发射平台的脐带塔结构、海上火箭发射平台，以解决现有技术中的一个或多个问题。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型首先提供一种海上火箭发射平台的脐带塔结构，包括塔身和两组电缆摆杆，其中：所述塔身为钢桁架结构，由竖向构件、水平构件和斜撑构成，所述水平构件上安装有至少一组第一阻尼器，所述水平构件与斜撑交叉点处设置有一组托座，所述斜撑上安装有至少一组第二阻尼器；所述电缆摆杆根部与所述塔身通过铰接节点铰接连接，两组电缆摆杆呈镜像对称环抱姿态；并且，所述第一阻尼器、托座以及第二阻尼器均设置在两组电缆摆杆之间的构件上。通过采用主动式阻尼器，钢桁架塔结构在不增加主要杆件重量和尺寸的情况下，具有较大的阻尼比，阻尼性能提升约60％，能够获得更好的抗水平荷载作用，在风、地震等作用下具有更好的耗能能力，且基底剪力几乎相同的情况下，最大层间位移比显著小于传统的斜撑钢框架结构，带主动阻尼器钢桁架塔结构体系更适应海上发射平台上部脐带塔。

在一些实施例中，所述竖向构件采用热轧无缝钢管，热轧无缝钢管型号φ300×12。

在一些实施例中，所述水平构件采用H型钢，H型钢型号HW 200×200。

在一些实施例中，所述斜撑采用热轧无缝钢管，热轧无缝钢管型号φ100×6。

在一些实施例中，所述水平构件包括沿纵舯水平构件和垂直纵舯水平构件，所述第一阻尼器和托座设置在所述垂直纵舯水平构件上，位于两个所述铰接节点之间，并且每组垂直纵舯水平构件上均相同设置。

在一些实施例中，所述第一阻尼器设置有两组，两组第一阻尼器对称分布在托座两侧，并且对应的所述垂直纵舯水平构件上的所述第一阻尼器和托座以对应的数量和位置相同设置。

在一些实施例中，所述斜撑包括共面斜撑和不共面斜撑，共面斜撑为与所述垂直纵舯水平构件同一平面的斜撑，不共面斜撑为与所述垂直纵舯水平构件不同平面的斜撑，所述第二阻尼器设置在所述不共面斜撑上。

在一些实施例中，所述第二阻尼器设置有一组，并且对应的所述不共面斜撑上的所述第二阻尼器以对应的数量和位置相同设置。

在一些实施例中，所述托座由钢框架和预埋在钢框架内的不锈钢滚珠组成。

本实用新型进一步提供一种海上火箭发射平台，包括主甲板，在所述主甲板设置有前述的脐带塔结构。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：本实用新型提出一种海上火箭发射平台的脐带塔结构、海上火箭发射平台，通过采用主动式阻尼器，与普通斜撑钢框架塔结构相比，钢桁架塔结构在不增加主要杆件重量和尺寸的情况下，具有较大的阻尼比，阻尼性能提升约60％，带阻尼器钢桁架塔结构具有更好的抗水平荷载作用，在风、地震等作用下具有更好的耗能能力，且基底剪力几乎相同的情况下，最大层间位移比显著小于传统的斜撑钢框架结构，带主动阻尼器钢桁架塔结构体系更适应海上发射平台上部脐带塔。

应当理解，本实用新型任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本实用新型一个实施例的带主动阻尼器脐带塔整体结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为侧视图；

图2为本实用新型一个实施例的带主动阻尼器脐带塔俯视示意图；

图3为本实用新型一个实施例的斜撑与水平构件连接示意图；

图4为本实用新型一个实施例的水平构件局部示意图；

图5为本实用新型一个实施例的托座横截面示意图；

图6为两种结构前三阶振型对比示意图；

图7为传统斜撑钢框架脐带塔整体结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为侧视图；

图8为传统斜撑钢框架脐带塔俯视示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型实施例作进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

参见图1，本实用新型提供的一种海上火箭发射平台的脐带塔结构，包括塔身1和两组电缆摆杆2。

本实用新型中，如图1，塔身1为钢桁架结构，由竖向构件101、水平构件102和斜撑103构成，竖向构件101、水平构件102和斜撑103形成塔身1的主体结构。

如图2所示，电缆摆杆2根部与塔身1通过铰接节点3铰接连接，两组电缆摆杆分布在塔身1同一侧，并呈镜像对称环抱姿态位于脐带塔纵舯的两侧。

在一些实施例中，竖向构件101采用热轧无缝钢管，热轧无缝钢管型号为φ300×12。水平构件102采用H型钢，H型钢型号为HW 200×200。斜撑103采用热轧无缝钢管，热轧无缝钢管型号为φ100×6。构件材质DH36。

本实用新型中，继续参见图2，水平构件101上安装有至少一组第一阻尼器104，水平构件101与斜撑103交叉点处设置有一组托座105，斜撑103上安装有至少一组第二阻尼器106。

通过在水平构件101和斜撑103上增设阻尼器，能够在不增加主要杆件重量和尺寸的情况下，获得较大的阻尼比，显著提升整个钢桁架结构的阻尼性能，使得结构在风、地震等作用下具有更好的抗水平荷载和耗能能力。

容易理解，第一阻尼器104和第二阻尼器106采用常规的阻尼器件即可，本实用新型在此不做详细阐述和限定。

如图1，第一阻尼器104、托座105以及第二阻尼器106均设置在两组电缆摆杆2之间的构件上。如此在两组电缆摆杆2之间形成有效的阻尼效应即可，电缆摆杆之外的构件上可不增设，以简化结构，降低成本。

如图3所示，通过在水平构件101与斜撑103交叉点处设置一组托座105，作为交叉杆件节点，以连接水平构件101与斜撑103。

在一些实施例中，托座105由钢框架和预埋在钢框架内的滚珠组成。如图4、图5所示，托座105包括镜像对称的上下两部分，每部分均包括一外卡槽、内卡槽以及设置于外卡槽和内卡槽之间的滚珠，外卡槽为矩形槽截面，其外侧用于连接斜撑103，内卡槽为弧形槽截面，其弧形槽用于卡接水平构件101，滚珠嵌于外卡槽与内卡槽之间，使得水平构件101与斜撑103之间允许发生一定量的错动和位移。

托座105整体长度660mm，外卡槽、内卡槽采用25铸钢，滚珠采用Ф40不锈钢滚珠，满足钢桁架结构脐带塔使用需求。

继续参见图1、图2，水平构件101包括沿纵舯水平构件和垂直纵舯水平构件，第一阻尼器104和托座105设置在垂直纵舯水平构件上，位于两个铰接节点3之间，并且每组垂直纵舯水平构件上均相同设置。如此在横向上即垂直纵舯方向提供阻尼效应。

在一些实施例中，第一阻尼器104设置有两组，两组第一阻尼器104对称分布在托座105两侧，并且对应的垂直纵舯水平构件上的第一阻尼器104和托座105以对应的数量和位置相同设置。

具体的，一组托座105设置在垂直纵舯水平构件的中点处，斜撑103在水平构件101的中点处形成交叉节点，两组第一阻尼器104对称分布在托座105两侧，如此在纵舯两侧形成对称的结构布局，从而获得对称的阻尼效果。

再参见图1、图2，斜撑103包括共面斜撑和不共面斜撑，共面斜撑为与垂直纵舯水平构件同一平面的斜撑，不共面斜撑为与垂直纵舯水平构件不同平面的斜撑，第二阻尼器106设置在不共面斜撑上。本实用新型只在不共面斜撑上增设第二阻尼器106，共面斜撑为原有结构，如此在获得阻尼效果的同时避免构件之间完全自由。

在一些实施例中，第二阻尼器106设置一组，并且对应的不共面斜撑上的第二阻尼器106以对应的数量和位置相同设置。一组第二阻尼器10在斜撑103上的位置不做具体限定，可以根据情况灵活布置，本实用新型优选布置在每根斜撑103偏下部位，当然也可布置在中间或偏上的部分，还可以布置两组第二阻尼器106，例如两组第二阻尼器106沿斜撑103长度方向对称分布。

本实用新型中第二阻尼器104、第二阻尼器106在安装时，通过连接钢板或法兰盘结合螺栓安装固定，两端均以连接钢板或法兰盘由螺栓与杆件连接固定。

另外，本实用新型在脐带塔的基础上进一步提供一种海上火箭发射平台，包括主甲板4，如图1所示，在主甲板4上设置有脐带塔结构。

两种结构形式脐带塔结构力学性能对比分析：

采用YJK结构计算软件对两种模型进行了初步结构计算分析，结构前三阶振型对比如图6所示。

两种结构形式的主要力学和变形指标如表1、2所示。

表1两种结构模型频率对比表

表2两种结构主要性能指标对比表

从表中可以看出：带主动阻尼器钢桁架塔和普通钢结构塔在不增加主要杆件重量和尺寸的情况下，具有较大的阻尼比，阻尼性能提升约60％，带阻尼器钢桁架塔结构在风、地震等作用下具有更好的耗能能力，且基底剪力几乎相同的情况下，最大层间位移比显著小于传统的斜撑钢框架结构，综合上述计算指标对比，带主动阻尼器钢桁架塔结构体系更适应海上发射平台上部脐带塔，具有更好的抗水平荷载的能力。

本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海上火箭发射平台的脐带塔结构，其特征在于，包括塔身和两组电缆摆杆，其中：

所述塔身为钢桁架结构，由竖向构件、水平构件和斜撑构成，所述水平构件上安装有至少一组第一阻尼器，所述水平构件与斜撑交叉点处设置有一组托座，所述斜撑上安装有至少一组第二阻尼器；

所述电缆摆杆根部与所述塔身通过铰接节点铰接连接，两组电缆摆杆呈镜像对称环抱姿态；

并且，所述第一阻尼器、托座以及第二阻尼器均设置在两组电缆摆杆之间的构件上。

2.根据权利要求1所述的脐带塔结构，其特征在于：

所述竖向构件采用热轧无缝钢管，热轧无缝钢管型号φ300×12。

3.根据权利要求1所述的脐带塔结构，其特征在于：

所述水平构件采用H型钢，H型钢型号HW 200×200。

4.根据权利要求1所述的脐带塔结构，其特征在于：

所述斜撑采用热轧无缝钢管，热轧无缝钢管型号φ100×6。

5.根据权利要求1所述的脐带塔结构，其特征在于：

所述水平构件包括沿纵舯水平构件和垂直纵舯水平构件，所述第一阻尼器和托座设置在所述垂直纵舯水平构件上，位于两个所述铰接节点之间，并且每组垂直纵舯水平构件上均相同设置。

6.根据权利要求5所述的脐带塔结构，其特征在于：

所述第一阻尼器设置有两组，两组第一阻尼器对称分布在托座两侧，并且对应的所述垂直纵舯水平构件上的所述第一阻尼器和托座以对应的数量和位置相同设置。

7.根据权利要求5所述的脐带塔结构，其特征在于：

所述斜撑包括共面斜撑和不共面斜撑，共面斜撑为与所述垂直纵舯水平构件同一平面的斜撑，不共面斜撑为与所述垂直纵舯水平构件不同平面的斜撑，所述第二阻尼器设置在所述不共面斜撑上。

8.根据权利要求7所述的脐带塔结构，其特征在于：

所述第二阻尼器设置有一组，并且对应的所述不共面斜撑上的所述第二阻尼器以对应的数量和位置相同设置。

9.根据权利要求1所述的脐带塔结构，其特征在于：

所述托座由钢框架和预埋在钢框架内的不锈钢滚珠组成。

10.一种海上火箭发射平台，包括主甲板，其特征在于，在所述主甲板设置有根据权利要求1至9任一项所述的脐带塔结构。

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