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。     

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。     

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。     

自升式平台桩腿各构件对桩腿强度影响规律探讨

根据ABS规范以及AISC规范,计算了不同桩腿节距高度和主弦杆间距的自升式平台的等效桩腿刚度、风暴自存工况强度及不同弦杆和撑杆壁厚的自升式平台风暴自存工况强度,得出了桩腿节距高度、主弦杆间距、弦杆和撑杆剖面壁厚对桩腿强度的影响规律,从而对自升式平台的桩腿选型、优化设计及结构加强起到一定指导意义.     

基于锌加涂层的自升式海洋平台桩腿防护

该文介绍了自升式海洋平台桩腿常规涂装方案存在的问题,介绍了采用锌加涂层方案对桩腿飞溅区及全浸区进行防护的优点及配套方案,并对锌加涂装方案对自升式平台桩腿的防护年限进行了测算.     

自升式平台的作业风险分析及其应对措施

自升式平台是一种通过桩腿及升降系统把平台举升达到一定高度,以适应不同水深及作业高度的大型装备。在作业期间,平台不需要承受普通船舶承受的摇摆及垂荡,使作业如在"平地"的状态下进行,从而能够胜任作业船舶不能完成的任务。但平台在作业前需要经过插拔桩、拖航、压载等一系列工作,故存在着很多的潜在风险。为此论述了平台在准备及作业过程中所面临的风险以及应对措施。     

沉垫型自升式平台拖航状态强度分析

采用势流理论,考虑辐射和绕射的影响,计算了作用在平台上的波浪动压力,并定义了三组设计波;基于有限元模型计算得到了主船体、沉垫、桩腿和固桩架等结构在设计波下的应力分布;分析了沉垫型自升式平台拖航时的载荷与结构响应特点.结果表明,沉垫在斜浪下的结构响应是平台拖航可行性的制约因素;在拖航状态中,桩腿最危险部位在沉垫和主船体之间;在满足平台稳性的前提下,适当降低沉垫的位置可以改善平台拖航强度.     

自升式平台方形桩靴“踩脚印”时结构强度计算方法

桩靴是自升式平台的基础,对整个自升式平台起到支撑和稳定的作用。在自升式钻井平台“踩脚印”的过程中,桩靴底部受到土体不均匀的承载力,可能会造成桩靴局部应力过大,进而导致桩靴损坏。鉴于自升式钻井平台“踩脚印”对桩靴结构的潜在危险,设计了三桩腿的自升式钻井平台“踩脚印”试验模型,获得了不同入泥深度时桩靴底部的压力分布状况。通过分析发现,在入泥深度为5 m时,桩靴两端产生最大的压力差,而在入泥深度为15 m时,桩靴底部压力最大,根据不同入泥深度对应的桩靴底部压力分布值构造了二次多项式函数,在此基础上,采用有限元软件ABAQUS建立了详细的方形桩靴有限元模型,将构造的压力分布函数按照分布规律分别施加到桩靴底部,计算出桩靴在不同深度以及不同偏心距时的桩靴应力结果。结果表明：在“踩脚印”过程中,应力最大位置出现在桩靴顶部圆管以及底部壳板位置,桩靴底部两侧受力不平衡对桩靴强度计算具有较大影响,相比直接将最大压载施加到桩靴底部的保守计算方式,本文方法和计算结果更加接近实际工程工况。     

自升式平台桩腿桩靴在多层土体插桩深度分析方法研究

结合公司自升式平台在胜利埕岛油田的插桩作业分析,通过比较单层土体承载力计算方法与多层土体承载力计算方法的差别,提出了多层土体插桩深度计算分析方法,并优化考虑了土体回填的判别方法。通过实际插桩过程的计算分析,验证了该方法的准确性。     

海洋石油162平台桩腿外加电流阴极保护系统探析

海洋石油162平台是一座四桩腿钢质非自航悬臂梁海洋自升式试采、修井一体化平台。从海洋石油162平台桩腿的腐蚀基理、桩腿外加电流阴极保护系统(ICCP)保护原理、系统组成、运行与维护等方面进行分析,并对外加电流阴极保护系统电极电压检查方法、故障判断,恒电位仪电压和电流的读数每日记录给出具体要求,指导平台维修人员进行系统维修、维护,减少桩腿腐蚀。     

锚碇沉井基础稳定性的规范算法与有限元方法的对比

锚碇基础的稳定性在悬索桥建设中占有至关重要的地位。通过规范的相应公式计算了某锚碇沉井基础的抗滑、抗倾覆稳定性安全系数;通过Midas/GTS软件建立了锚碇沉井基础的三维非线性有限元计算模型,并基于有限元分析结果建立了相应的抗滑、抗倾覆稳定安全系数的计算公式,对该锚碇沉井基础的抗滑、抗倾覆稳定安全系数进行了计算。通过对比分析,指出了目前规范计算中存在的缺陷。     

中空式混凝土复合防护大板基础抗倾覆稳定研究

中空式混凝土复合防护大板基础作为一种新型基础,在输电线路中得到广泛的应用。为了研究其抗倾覆稳定性,采用理论公式推导和有限元模拟相对比分析的方法进行研究。首先,通过普通建筑结构的抗倾覆稳定(即倾覆外荷载产生的弯矩与重力产生的抵抗弯矩的关系),推导出中空式混凝土复合防护大板基础抗倾覆稳定公式。其次,再以大板应力、基础周围土体塑性应变以及位移-荷载曲线为参考进行分析,进而提出中空式混凝土复合防护大板基础抗倾覆修正系数的概念。最终,提出了中空式混凝土复合防护大板基础的抗倾覆稳定修正公式,并为其在输电线路中的应用提供理论依据。     

水泥土挡土墙抗倾覆稳定性分析

基于水泥土挡土墙倾覆失稳机理的分析,提出可能倾覆的转动点不在墙趾的水泥土挡土墙抗倾覆稳定性分析方法。该法考虑了地基承载力大小的影响。计算结果表明,地基土内摩擦角越大,倾覆转动点越靠近墙趾,按本文定义的抗倾覆安全系数也越来越大,但始终小于现行规范方法的结果。     

挡土墙抗倾覆稳定性分析

在分析挡土墙倾覆失稳型式的基础上，指出了现行的挡土墙抗倾覆稳定性评价方法的局限性，提出了新的挡土抗倾覆盖稳定性评价方法，该方法定量地考虑了地基承载力大小对挡土墙抗倾覆稳定性的影响。     

复杂受力条件下重力式结构基底应力的实测研究

以大跨径悬索桥的锚碇工程为例,阐述了岩质地基上重力式结构的受力特点及其基底应力监测的意义和方法．根据132个应力测点在4a内的88次实测资料,分析重力式锚碇的传力机理．研究成果表明,在巨大上拔力和水平向拉力作用下,锚碇基底应力的变化过程是复杂的．在主缆力施加的初期,锚块后侧基底应力即呈下降趋势,而前侧则具有支点的作用,基底应力呈上升趋势,但随着主缆力的增大,锚块前侧的支点作用丧失．鞍部基底应力变化过程类似于锚块,但不同步．锚碇前侧水平向抗力几乎与基底摩阻力同时逐渐发挥,所以,虽然锚碇的抗滑稳定具有较大的安全储备,但锚碇前侧抗力体仍需承受较大的水平推力．     

箱简型基础防波堤结构受力模式及合理尺度

防波堤向深水区域发展时,抛石堤、抛石基床和半圆体混合堤等传统结构基底宽度呈倍数增加,同时还必须对软土地基进行处理,工程造价大幅上升．针对天津港淤泥质软土地基情况,开发了一种不需要进行地基处理的防波堤结构——箱筒型基础防波堤结构．本结构由插入到地基土中的箱筒型基础结构和上部的挡浪结构组成,利用周边软土的黏聚力和摩擦阻力来保证结构的抗滑和抗倾稳定性,利用插入埋深来提高基底的承载力和整体稳定性,可预制且可重复利用．对结构抗滑、抗倾和地基承载力稳定性系数进行了计算研究,得出了优化的合理结构尺度,为箱筒型基础防波堤的实际工程应用奠定了基础,也为软土地基上新型深水防波堤的计算模式提供了借鉴．经比较,采用箱筒型基础防波堤结构较其他方案节省工程投资25．8％．     

盾构法隧道预制混凝土管片弯曲试验台的研制与应用

针对济南黄河盾构法隧道预制混凝土管片抗弯性能检验的基本要求,在现有试验台的基础上,提出了一种新型拉杆式内力自平衡弯曲试验台,并确定了试验台的结构构造细节和设计参数。通过简化计算和采用软件模拟分析,表明试验台整体和局部的强度、刚度和稳定性可以满足最大加载要求。经过试验应用表明,新型拉杆式内力自平衡弯曲试验台结构构造简单、安装方便、传力明确、成本较低,具有足够的安全性,可以满足预制混凝土管片抗弯性能的检验要求。     

加筋土挡墙结构系统的可靠性分析

基于系统可靠性理论,在分析加筋土挡墙内外部稳定极限状态方程基础上,研究各失效模式的逻辑关系,建立加筋土挡墙结构系统的可靠度计算模型,并进行实例分析。研究结果表明:加筋土挡墙结构的可靠度不等于单一失效模式下的可靠度,可靠性分析时应进行结构系统可靠度计算;加筋土挡墙中单层(根)筋材的抗拉断与抗拔出破坏模式是不相容的;内部稳定性是由多根筋材的稳定性所构成,遵循k/n模型;外部稳定性的4种失效模式是混联系统,抗滑稳定性与抗倾覆稳定性是不相容关系,并与地基承载力稳定性和整体稳定性构成串联系统;局部稳定性也遵循k/n模型,加筋土挡墙的内部稳定性、外部稳定性和局部稳定性三者构成串联系统。     

单头单螺杆式水力机械螺杆——衬套副的啮合理论及其作用力

目前,现场上用的单头单螺杆式水力机械的工作理论尚不完善。本文拟用投影法给出这种水力机械的啮合理论及其作用力(扭矩、总轴向力、液压差轴向力、正压力轴向力、端面轴向力、倾倒力矩、横向力等)的理论表达式。为单螺杆式水力机械的设计提供了可靠依据。     

Revealing the mechanism of high loading capacity of the horse in leg structure

To reveal the mechanism of high loading capacity, the characteristics of the mammalian leg skeletal structure are analyzed, and the horse is chosen as a typical example. The supporting situations of horse standing are presented, including the symmetrical case and the unsym-metrical one. According to the results of animal anatomy, the skeletal structures of the forelimb and the hind limb are appropriately simplified to plane open-chain five-link mechanisms. The force analyses of the five-link mechanisms are presented to explore the variations of joint moments in two aspects： changing the direction of the ground reaction force and changing the posture of the leg. It is concluded that the dead-point supporting effect of the leg skeletal structure help improve the high loading capacity. It means that horses bear loads mainly by bones rather than muscles. Hence horses could carry high loads with little energy consumption of leg muscles.