吊装平台方案设计论文

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1风机吊装平台方案

风机吊装平台由浮箱标准箱模块拼组而成。设计时考虑了主吊机与辅助吊机的放置与作业位置、风机部件的存放、辅助器具的放置等。吊装作业时可考虑先进行风机塔筒吊装，再进行机舱与发电机吊装，最后进行轮毂与风机叶片组装及吊装作业。轮毂与风机叶片组装作业时如果空间不够，可在局部加拼浮箱模块对平台进行局部扩展。浮箱风机吊装平台主尺度为75m×40m，由84只浮箱标准箱模块构成；其中主吊装平台是徐工650t履带吊作业平台，由64只浮箱模块构成，承受荷载最大，取其进行结构分析。锚定方式采用投锚固定和锚桩固定相结合。投锚固定采用四爪锚或者犁锚，对平台整体位移进行基本控制；锚桩固定可以对平台水平位移精确控制，同时桩可以在固桩架中上下移动，适应潮位的变化。

2浮箱模块设计

浮箱模块为全封闭箱形结构，主尺度为：沿通道纵向长2．5m，沿通道横向宽12．5m，模块高度1．8m。浮箱纵向与横向均采用铰接接头连接，每个浮箱重量约为140kN。浮箱由6mm钢板构成主体框架，通过边缘角钢焊接在一起，甲板下和底板上都焊有T型横梁、纵梁、纵肋、横肋；侧板和端板焊有角钢型水平肋、T型竖肋和竖梁。模块内部由横向隔舱板分隔为两个水密舱，一侧模块端板以及横向隔舱板上开设有人孔以便维护与维修；为了提高箱体坐滩承压能力，在模块内部横向设置3道承压桁架；为了纵、横向传力纵总强度需要，模块内部与接头相连的纵、横梁截面设计的较大，其它肋骨设计则以局部强度控制，其截面比纵、横梁的截面小，模块甲板及底板以纵、横梁与肋骨组成正交异性板结构。模块壳板材料为CCSB，内部结构材料为Q345，单双支耳连接件材料为30CrMnTi。

3浮式吊装平台结构分析

利用大型结构分析软件ANSYS对主吊装平台坐滩承压工况和浮游工况进行了仿真分析，为平台的设计提供了理论依据。结构分析时考虑到吊装平台结构庞大，采用了ANSYS结构分析中有限元子结构法，能够较好地模拟拼装式吊装平台这种特殊拼装式结构。吊装平台为临时性结构，以下结构分析中的容许应力均根据《军用桥梁设计准则》（GJB1162—91）选用。

（1）坐滩承压：根据技术参数要求，采用温克勒弹性地基模型，地基承载力为0．02MPa。吊装作业时，考虑吊臂方向和风机、塔筒的重量，经计算得平台承受的最大荷载为8000kN。浮箱模块子结构、吊装平台母结构，吊机的两个履带作用在30号和42号子结构上。经计算分析，最不利的浮箱为30号子结构。浮箱内部各部件的最大应力及最大接头力。内部结构最大应力为104．42MPa，小于Q345的弯曲应力292MPa。平台的最大沉降量为48．59mm。

（2）浮游工况：此工况为生存工况。由于水很浅，总体分析中浮游工况只考虑静力分析，平台承受的最大荷载为8000kN。浮箱模块子结构建模、吊装平台母结构，母结构由64个子结构组成，吊机的两个履带作用在30号和42号单元。经计算分析，最不利的浮箱为42号子结构。浮箱内部各部件的最大应力及最大接头力如表1所示。由表1中知，内部结构最大应力为134．07MPa，小于Q345的弯曲应力292MPa。平台的最大吃水为573．05mm，静载吃水为311．11mm，总吃水884．16mm，则干舷为915．84mm，满足要求。

（3）考虑到施工拼组大面积作业平台需要，浮箱连接纵横向均采用单双耳。为了模拟分析接头的受力情况，采用ANSYSWorkbench软件分析，分析时考虑接头间隙、连接部件之间的接触特性以及弹塑性影响，采用Solidworks分别进行单双支耳的建模，然后装配建立实体模型并导入Workbench中，单支耳模拟结果，双支耳模拟结果，耳孔边缘有应力集中现象，均小于30CrMnTi的屈服应力1176MPa。在销中亦有应力集中，最大等效应力为1301．1MPa，小于30CrMnTi的局部承压应力1412MPa，因此接头的设计是合理的。

4结束语

根据如东滩涂风电场实际施工需要，提出了装平台方案，利用有限元软件ANSYS子结构方法分别对吊装平台坐滩承压工况和浮游工况进行了整体仿真分析，采用ANSYSWorkbench软件分析了接头的受力，考虑了接头间隙、连接部件之间的接触特性以及弹塑性影响，结果表明浮箱各主要构件和接头的受力均满足强度要求，浮游工况时吊装平台的干舷满足要求，因此总体设计是合理的。

作者：李志刚 胡杰 郑峰 单位：解放军理工大学野战工程学院