[发明专利]一种海上超大型浮动平台

说明书

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，具体的是涉及一种海上超大型浮动平台。

背景技术

随着经济的增长和人口的增加，陆地资源和空间显得极为有限。21世纪全面进入海洋经济发展时代，超过全球面积2/3以上的海洋蕴含着非常丰富的生物、石油和矿产资源。因此，合理利用海洋空间和开发海洋资源对人类的生存、经济的可持续发展有着极为深远的意义。

传统的填海造地等方法不但花费大、工期长，而且还会破坏生态环境的平衡。在此背景下，以有效利用海上空间和开发海洋资源为目的的各种超大型浮式结构物引起了世界的广泛关注。但是由于超大型浮式结构物的跨度相对于其厚度非常大，弯曲刚度相对较小，因此弹性变形成为不可忽略的因素。传统的刚性假设不再适用，必须应用水弹性理论进行分析，具体参见崔维成、杨建民、吴有生、刘应中的专著：水弹性理论及其在超大型浮式结构物上的应用。

目前国内外研究的超大型浮式结构物主要有几种形式，箱型、半潜型及桁架式。其中箱型浮式结构物构造简单，成本较低，维护方便，但在波浪中水动力性能较差，仅适用于免受风浪影响的浅海或近海水域；半潜式结构物水动力性能比较好，能在较恶劣的海洋环境中生存和作业，但其构造比较复杂，吃水较大，造价较高。以上两种超大型浮式结构物的详细介绍均可参见王志军等的论文：超大型浮式结构物概念设计的关键技术问题。此外，国内袁晓纪在公开号为CN1657360的发明专利中提出了一种超大型桁架式海上浮动平台，该桁架式平台具有波浪载荷及运动响应对浪高变化不敏感，结构轻量化等优点，如图1所示。

目前的超大型浮式结构物多采用模块化和浮体平行布置方式，它们虽然优势突出，但存在的缺点也限制了相关研究和设计方案的实际应用。模块化，即使用连接件将多个较小的浮式结构物模块组合在一起，构成超大型浮式结构物。而这种模块化的结构却有一个致命缺陷：即在连接部位会出现应力过大的问题。此外，目前存在的半潜式结构(如美国麦克德莫公司在中国公开号为CN1269759A的专利申请“可移动的海上基地”)及桁架式结构(如国内袁晓纪公开号为CN1657360的专利申请“一种超大型桁架式海上浮动平台”)的浮体或浮筒都采用平行布置形式，在平台宽度方向上仅采用横撑或杆架结构等弱构件。该形式适用于平台长宽比较大，纵向强度显著高于横向强度的情况。若平台设计成更为自由的形状(如近似于圆形或正多边形)，以满足更大的上层建筑布置空间需求时，该形式由于结构强度不均匀而难以适用。

综上所述，超大型浮体技术亟待一种兼顾在波浪中的运动特性、结构强度更均匀、适用海域条件较宽松、上层建筑布置空间更大，又能有效解决模块化问题的结构设计。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种海上超大型浮动平台，它具有整体性而不需要采用模块化，同时又具有结构强度均匀、结构型式稳定、在波浪中水动力性能良好、可同时适用在浅海或较深海域、上层建筑布置空间更为广阔等优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种海上超大型浮动平台，其特征在于，包括：

被形成为一体式结构的上壳体；

悬浮或漂浮于水中且通过多个立柱与所述上壳体相连接的浮体，所述浮体具有多个自所述平台中心依次向外套设的环形封闭结构；

多个彼此相互独立且分别与所述上壳体、浮体相连接的立柱；

以及多个能够将各所述环形封闭结构连接为整体结构的撑杆。

作为本发明的优选方案，将所述上壳体的中心区域设置为镂空结构，以形成具有双连通构型的壳体结构；同时，不具有镂空结构的完整的一体式上壳体结构也在本发明的保护范围内。

作为本发明的优选方案，所述上壳体在水平面上的正投影所对应的最小外接矩形长宽比在1-5之间，且所述正投影的最小外接圆的直径在100-5000米之间。

作为本发明的优选方案，所述平台所对应的吃水高度不大于平台在水平面上的正投影所对应的最小外接圆的直径的1/50。

作为本发明的优选方案，各所述环形封闭结构的外部轮廓依据所述上壳体外部轮廓设定。

作为本发明的优选方案，

各所述环形封闭结构之间具有一定空间间隔。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明的平台由上壳体、立柱、浮体及撑杆构成一个整体，不需要模块化连接件，避免了模块化结构连接部位应力过大的问题；