[发明专利]一种海上网架式模块化漂浮平台

说明书

本发明涉及漂浮平台领域，更具体的说是一种海上网架式模块化漂浮平台，由多个相互连接的浮力模块构成，浮力模块包括节点和连接在节点上的四个支撑杆；四个支撑杆的首端汇交于节点的中心，四个支撑杆的末端分别对应一个正四面体的四个顶点，支撑杆末端到节点中心的长度相等，任意两根支撑杆轴线之间的夹角为109.4712度；四个支撑杆分别为第一支撑杆Ⅰ、第二支撑杆、第三支撑杆和第四支撑杆；多个浮力模块互相连接构成金刚石立方晶体结构，浮式平台中的任意两个浮力模块之间均存在四对相互平行的支撑杆，可以通过将浮力平台模块化、单一化、极简化设计，降低制造和安装成本。

技术领域

本发明涉及漂浮平台领域，更具体的说是一种海上网架式模块化漂浮平台。

背景技术

目前，海上漂浮平台有两类用途，一类作为海上石油、天然气、可燃冰等资源的开发平台，另一类作为风能、波浪能、太阳能等海上新能源的获取平台，海上能源利用的高成本主要在于海上漂浮平台，以海上风电为例，漂浮平台的成本占到了总成本的36％左右，而工业化程度很高的风力发电机的成本只占了22％左右。因此，降低漂浮平台的建造成本非常重要；

常见的漂浮平台从水线面面积上来说，从大到小依次是泵船式、半潜式、单柱式，吃水深度依次增加，无论哪一种漂浮平台，都需要个性化的定制和长时间的制造周期。以浮体式离岸风电场WindFloat Atlantic为例，其漂浮平台由三个直径11米、高30米的巨型立柱通过桁架连接呈正三角形，漂浮平台基于个性化设计后，在船坞里逐层制造立柱，整体再由拖船拖至指定海域；

网架结构基本用在陆上的大跨度空间建筑，海上多用于结构加强或支撑导管架，通过模块化设计的杆件和节点，可以在短时间内搭建巨型建筑，由于网架结构是高次超静定结构体系，具有非常好的力学性能，解决了建筑成本和建设周期的问题。基于网架结构的这种优势，一些学者将其借鉴到海洋工程，并用于漂浮平台的建造。公开号CN102795318A提供了一种浮式网架结构，其采用了三角锥体和四角锥体的设计，将杆件和节点设计为浮体，汇交于单一节点上的杆件数量较多，且规格不一，造成杆件过多，且安装相对复杂；

公开号CN110513238A提供了一种基于模块化桁架平台的多浮子波能发电装置，主体为网架平台，用来搭载波浪能发电装置，但是网架是用来扩展平台面积，浮力由多个巨型浮子提供，在一定程度上解决了建设周期的问题，但是巨型浮子的建造依旧没有降低成本；

上述常见的网架结构在漂浮平台的应用并没有实现真正意义上的模块化，使得设计、建造和安装成本非常高。

发明内容

本发明的目的是提供一种海上网架式模块化漂浮平台，通过将浮力平台模块化、单一化、极简化设计，降低制造和安装成本。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种海上网架式模块化漂浮平台，由多个相互连接的浮力模块构成，浮力模块包括节点和连接在节点上的四个支撑杆；

进一步的，四个支撑杆的首端汇交于节点的中心，四个支撑杆的末端分别对应一个正四面体的四个顶点，支撑杆末端到节点中心的长度相等，任意两根支撑杆轴线之间的夹角为109.4712度；

进一步的，四个支撑杆分别为第一支撑杆Ⅰ、第二支撑杆、第三支撑杆和第四支撑杆；

进一步的，多个浮力模块互相连接构成金刚石立方晶体结构，漂浮平台中的任意两个浮力模块之间均存在四对相互平行的支撑杆。

进一步的，所述支撑杆为空心杆，支撑杆的截面为圆形或正多边形，节点为空心或实心的球体、正四面体或正棱柱。

进一步的，相互连接浮力模块之间的支撑杆采用焊接或者过螺栓固定连接，节点和支撑杆的材料为不锈钢、玻璃纤维复合材料或碳纤维复合材料。

进一步的，该平台还包括浮力模块变体，多个浮力模块变体相互连接构成连接平台，连接平台连接在多个浮力模块的上下两侧。