自升式风电安装船桩腿强度分析和优化

金 晔

(中国铁建港航局集团有限公司，广东 珠海 519000)

0 引 言

随着国家新能源战略的不断推进，国内海上风电场的开发建设速度明显加快，市场对自升式风电安装船的需求也越来越迫切。支撑桩腿作为自升式风电安装船的重要组成部分，与主船体构成了一个相对运动和约束变形的整体，在负责将船体提升到离开水面一定高度后，还承载着各类施工可变载荷，为船舶施工提供了一个稳定的作业平台，避免了涌浪颠簸和海流影响，其强度、刚度和稳定性对于风电安装船的性能发挥至关重要。

桩腿的设计是自升式风电安装船的关键技术难点之一。桩腿设计与船体尺度、设计环境条件、作业水深、可变载荷等参数密切相关，是风电安装船升降系统能力校核分析的基础，也是影响作业安全性的关键环节。为确保风电安装船的设计性能得以实现，需要充分研究桩腿工作环境和边界条件，结合过往经验，不断优化其结构设计和强度校核方法。

桩腿强度分析和优化主要包括载荷确定与计算、约束条件与模型简化、边界条件与应力衡准、强度评估与优化等内容。

1 桩腿结构型式与特点

自升式风电安装船的升降系统起降频次较大，其作业特点要求桩腿不仅要有良好的整体刚度和举升能力，还要有良好的使用寿命和水动力性能。自升平台的桩腿结构一般分为桁架式和板壳式两大类[1]。由于齿轮齿条桁架桩腿的使用寿命存在局限性，且圆柱形桩腿各方面综合性能较好，因此目前的主流设计一般选用四腿板壳式圆柱形桩腿和液压插销式升降机构，如图1 所示。……