沉垫自升式平台迁移工况桩腿力学研究

以普通自升式平台桩腿弯矩分析为基础,研究沉垫自升式平台迁移工况下桩腿的弯矩情况。建立沉垫自升式平台横摇力学模型,对平台迁移工况下的横摇状态进行力学分析,分别推导普通自升式平台和沉垫自升式平台桩腿惯性弯矩及总弯矩公式,并分析沉垫位置与桩腿弯矩的关系。以某沉垫自升式平台为例,研究沉垫处于不同位置时桩腿弯矩的变化规律,并与相同状况下的普通自升式平台桩腿弯矩情况进行对比。研究结果表明:沉垫的存在会增大桩腿在主甲板处的惯性弯矩;主甲板以上桩腿长度减小,沉垫与主甲板的距离增大,则风力、重力产生的弯矩减小,惯性弯矩增大。惯性弯矩是总弯矩变化的决定因素。随着沉垫的下降,桩腿总弯矩呈线性上升。     

自航与拖航试验对船体载荷响应的影响

为了真实反映船体在波浪中的力学特性,在拖曳水池进行了分段模型自航迎浪试验,并将频率测试结果和载荷响应与拖航试验进行比较,结果表明:拖航与自航2种试验方式测量结果的差别主要体现在高频成分,且海况、航速越高,差别越明显.对自航试验模型失速现象进行了分析,得到了规则波中螺旋桨转速变化曲线.最后将2种试验方式得到的测量结果与基于非线性水弹性理论计算结果进行比较,二者符合较好.     

航速对四筒型基础海洋平台拖航影响的试验分析

以海军某四筒型基础平台为研究对象,在吃水深度、波浪条件和水深一定的条件下,在不同拖航速度下静水、顺浪和逆浪拖航,通过模型试验测定筒型基础平台在横荡、纵荡和垂荡方向上的加速度、筒内气压力和筒底水压力以及拖航中的拖缆力.试验结果表明:静水拖航中,筒型基础平台的拖航速度存在一个上限;拖航过程中的拖缆力随着拖航速度和水质点振荡速度的相对值以及纵荡加速度变化;平台拖航过程遇到大浪情况下,降低拖航速度是保证结构耐波性和稳性的有效方法.     

桩腿变化对装配式高架栈桥静力特性的影响

为了分析桩腿长度对装配式高架栈桥桩腿屈曲和静力特性的影响,在静载作用下计算了不同桩腿长度的装配式高架栈桥的上部结构挠度值和下部桩腿应力值,并分析了桩腿长度变化对栈桥桩腿轴力、平台挠度和桩腿屈曲的影响。计算结果表明,桩腿长8m及以下的装配式高架栈桥,在设计荷载静载作用下,上部结构挠度值和下部桩腿应力值的计算结果在工程允许范围内。桩腿长度变化对上部结构的挠度值和桩腿的轴力影响较小,而对装配式高架栈桥的桩腿的屈曲破坏临界荷载影响较大,尤其是当桩腿长大于5m后,桩腿的屈曲破坏临界荷载急剧下降。装配式高架栈桥在设计200kN轮式荷载和300kN履带荷载作用下会发生桩腿屈曲破坏的桩腿临界长度分别为6.95m和7.63m。     

冰激动载荷下自升式平台桩腿结构的安全评估

为了保证自升式平台冬季在冰区海域安全作业,应对桩腿结构在动冰载作用下的强度进行评估。应用ANSYS软件建立自升式平台和冰相互作用的仿真计算模型,实现了自升式平台结构的冰激瞬态动力分析,提出冰激动载荷下平台桩腿的静强度和疲劳强度校核的计算流程。对渤海某自升式钻井平台桩腿进行了强度校核,计算出不同海冰参数下平台桩腿的冰激疲劳损伤。计算结果表明,该平台的桩腿在冰激动载荷下的强度满足安全要求,冬季继续在冰区海域进行钻井作业是可行的。     

极端风暴载荷下导管架平台的动力响应分析

为评估导管架平台在极端风暴工况下的整体安全性能,基于ABAQUS有限元软件建立导管架平台的有限元模型,在极端平均风工况下对平台进行了静力分析,在极端脉动风工况下对平台进行了动力分析,重点探讨了平台在三种极端风暴工况下的应力、位移、速度及加速度响应。结果表明：平台的应力集中容易发生在桩腿桩基处,平台在极端风暴工况下的位移及应力响应均满足设计需求;平台强轴的固有频率大于弱轴的固有频率,自振周期远小于波浪周期,不会发生波激共振;平台在极端风暴工况下的位移及加速度响应极值可为结构振动监测系统的预警阈值设定提供参考。     

冰激动载荷下自升式平台桩腿结构的安全评估

为了保证自升式平台冬季在冰区海域安全作业，应对桩腿结构在动冰载作用下的强度进行评估。应用ANSYS软件建立自升式平台和冰相互作用的仿真计算模型，实现了自升式平台结构的冰激瞬态动力分析，提出冰激动载荷下平台桩腿的静强度和疲劳强度校核的计算流程。对渤海某自升式钻井平台桩腿进行了强度校核，计算出不同海冰参数下平台桩腿的冰激疲劳损伤。计算结果表明，该平台的桩腿在冰激动载荷下的强度满足安全要求，冬季继续在冰区海域进行钻井作业是可行的。     

一种浮式栈桥单元在波浪中拖航的 水动力响应特性分析

为保证浮式栈桥拖航过程的安全性，研究了浮式栈桥单元在拖航状态下的水动力响应。通过频域内对浮式栈桥单元在波浪中拖航时幅值响应算子（RAO）的计算，对比了不同航速对浮式栈桥单元水动力响应特性的影响；通过时域内浮式栈桥单元的运动响应计算，为其安全拖航航速的确定提供了依据，为进一步研究该浮式栈桥系统在不同海洋环境下的适应性提供了技术支撑。     

气压对海上风电一步式运输安装船稳性的影响

海上风电一步式运输安装船由船体和端部两个带有风电整机的大尺度复合筒形基础组成.一步式运输安装船为非自航船,在运输的过程中通过与拖轮连接提供动力.筒型基础内部布置有分舱板,在基础内部形成7个舱室.拖航过程中,对筒形基础舱室内部充气使其起浮,与船体凹槽处顶盖板紧密接触.通过模型试验测定了两者之间的竖向压力以及拖航时船体的运动响应.试验结果表明:舱室内气压的大小会影响到筒型基础与船体接触力的变化及船体的稳性,即气压大时,筒型基础与船体接触力大,船体的稳性较好;气压小时,筒型基础与船体接触力小,船体的稳性较差.     

多元统计在四筒吸力锚平台气浮拖航模型试验中的应用

以四筒吸力锚平台结构为对象,就波浪方向、波高、波周期、航速、吃水深度、系缆点、拖缆长度、后倾角度的不同组合采用1∶20的模型进行拖航试验,测定了不同拖航试验组合下吸力锚平台运动加速度、筒内气压力、筒底水压力以及拖缆力,利用谱系聚类分析,对拖航组合进行分类,将拖航方式的优劣组合划分到不同的类。对测试参数进行因子分析,首先得到参数间的相关矩阵,相关矩阵反映了参数间的相互关系。通过因子分析提取占总方差85%的前6个因子,得到各方案组合的因子得分,找出最危险拖航组合和决定最危险组合的特征力学参数,为实际工程中的拖航提供参考。