作业平台的支撑结构包括立柱和斜撑。立柱是从船体底部垂直向上支撑作业平台的结构，其数量和分布根据平台的大小和形状而定。例如，对于方形作业平台，立柱可能分布在四个角和边缘位置。立柱的尺寸（如直径和壁厚）根据平台的承载要求设计，一般采用钢管或箱型结构，其材料为高强度钢。斜撑连接立柱和平台或船体，用于增强平台的稳定性。斜撑的角度和尺寸根据力学原理设计，以确保能够有效地传递和分散载荷。

工程船作业平台的甲板是直接承受各种作业载荷的部分。甲板通常由钢板组成，其厚度根据工程船的类型和预计承载的最大载荷来确定。例如，对于大型海上石油钻井平台供应船，甲板厚度可能达到 30 - 50mm，以承受重型钻井设备的运输和装卸。甲板下面设有加强结构，包括横梁和纵梁。横梁和纵梁一般采用高强度型钢，如 T 型钢或球扁钢，它们的间距和尺寸是根据承载能力要求设计的。横梁间距可能在 0.5 - 1.5m 之间，纵梁间距在 1 - 3m 之间，这些梁将甲板所承受的载荷传递到船体的其他结构部分。

平台甲板结构

支撑结构

起重作业工况：在工程船进行起重作业（如海上浮吊船）时，作业平台除了要承载自身重量和起重机的重量外，还要考虑起吊重物时产生的动载荷。当重物被吊起、移动和放下时，会产生惯性力和冲击力。根据起重机的起吊能力和工作范围，在平台结构设计中要考虑动载荷系数。例如，一般起重作业的动载荷系数在 1.2 - 1.5 之间。平台的甲板、支撑结构和船体连接部位都要按照这个系数计算承载能力，确保在起吊重物过程中平台结构的安全。同时，起重机的基座与作业平台的连接要牢固，基座周围的平台结构要进行加强，以承受起重机在作业过程中产生的反作用力。

船舶航行和波浪冲击工况：工程船在航行过程中，作业平台会受到船舶自身运动和波浪冲击的影响。在这种情况下，平台结构要具有足够的强度和刚度来抵抗这些动态载荷。通过船舶运动理论和水动力计算，确定平台在不同海况下所承受的波浪冲击力和船舶运动产生的惯性力。例如，在恶劣海况下，平台可能会受到巨大的波浪拍击力和船舶的横摇、纵摇、升沉等运动产生的力。为了应对这种情况，平台的支撑结构要设计成能够有效地抵抗这些力，立柱和斜撑之间的连接要牢固，并且在平台与船体的连接部位要采用加强结构，如设置加强肘板等，将平台所承受的动态载荷传递到船体的整体结构中，保证平台的稳定性。

设备安装与维修工况：当工程船用于设备安装（如海上风力发电机组的安装）或维修时，作业平台需要承载大型设备的重量。在这种情况下，平台的设计要考虑设备的尺寸、重量和重心位置。例如，对于安装一台重达数百吨的风力发电机组主机，平台需要有足够的承载面积和强度来支撑设备。在平台结构设计上，会在设备放置区域加强甲板和支撑结构。甲板可能会采用加厚钢板，并在下方设置更密集的横梁和纵梁。同时，支撑结构的立柱和斜撑的承载能力也要相应提高，通过力学计算确定其尺寸，以确保能够安全地承载设备重量，防止平台过度变形。

材料堆放工况：如果工程船用于材料堆放（如建筑材料、管道等），平台的承载能力要根据材料的最大堆放量和堆放方式来设计。例如，对于堆放管材的平台，要考虑管材的堆积高度和分布情况。在设计时，会根据管材的密度和预计堆放体积计算总重量，然后确定平台的承载能力。平台的甲板强度和支撑结构要能够承受这种重量，并且要考虑到材料堆放可能导致的局部过载情况，对可能出现的集中载荷区域进行局部加强。

静态作业工况

动态作业工况

在工程船建造之前，有时会进行缩尺模型试验。通过制作作业平台的缩尺模型，在实验室模拟各种工况，如波浪水槽中模拟波浪冲击工况，测试平台模型的承载能力和稳定性。模型试验可以验证设计的合理性，发现潜在的问题。在工程船投入使用后，还会对作业平台进行实际监测。在平台关键部位安装传感器，如应变片、加速度计等，实时监测平台在实际作业过程中的受力和变形情况。例如，在海上浮吊船的作业平台上安装应变片，可以监测在起吊重物时平台的应力变化，将监测数据反馈给操作人员和设计人员，以便及时发现异常情况并采取措施，同时也为后续的平台结构优化提供实际数据支持。

在工程船作业平台的设计过程中，力学计算是基础。根据不同工况下的载荷情况，运用静力学和动力学原理计算平台各个部分的受力。例如，在计算平台甲板的弯曲应力时，根据梁的理论，考虑甲板所承受的均布载荷（如设备重量）和集中载荷（如起重机基座反力），通过公式计算出最大应力。同时，利用有限元分析软件对作业平台进行建模和分析。将平台的几何形状、材料属性和载荷条件输入到软件中，模拟不同工况下平台的应力分布和变形情况。通过有限元分析，可以更准确地确定平台结构的薄弱环节，为优化设计提供依据。例如，在分析起重作业工况时，有限元模型可以模拟起吊重物在不同位置和运动状态下平台的响应，直观地显示应力集中区域，从而指导设计师对这些区域进行加强。

力学计算与有限元分析

模型试验与实际监测