本文關(guān)鍵詞：廢棄樁基平臺(tái)導(dǎo)管架拆除過(guò)程中的穩(wěn)定性分析

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【摘要】：海洋廢棄樁基平臺(tái)拆除已列入國(guó)內(nèi)相關(guān)法規(guī)以及國(guó)際公約,目前我國(guó)有近100多座海洋平臺(tái)設(shè)施陸續(xù)進(jìn)入棄置階段,拆除工作勢(shì)在必行,其中導(dǎo)管架的拆除是平臺(tái)拆除中的關(guān)鍵,切割是制約這關(guān)鍵的主要因素。 作為主要支撐海洋平臺(tái)上部結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管架,大都是由圓柱型鋼管按照一定的結(jié)構(gòu)圖式,用焊接的方法組成整體結(jié)構(gòu),因此目前對(duì)導(dǎo)管架穩(wěn)定性計(jì)算主要依據(jù)圓柱管件穩(wěn)定性理論,并沒有考慮導(dǎo)管架的損傷,但在導(dǎo)管架拆除切割過(guò)程中,切口的擴(kuò)展對(duì)導(dǎo)管架的穩(wěn)定性勢(shì)必帶來(lái)很大的影響,現(xiàn)有的開孔柱殼穩(wěn)定性主要在Donnell的假設(shè)前提下,提出的開孔柱殼穩(wěn)定性分析的數(shù)學(xué)模型和變分原理并不適用現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。本研究在現(xiàn)有圓柱殼軸壓作用下的失穩(wěn)屈曲理論基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)值分析和試驗(yàn)驗(yàn)證,推導(dǎo)適用于工程中導(dǎo)管架拆除過(guò)程中的穩(wěn)定性函數(shù),具體內(nèi)容如下： (1)在現(xiàn)有導(dǎo)管架穩(wěn)定性研究理論基礎(chǔ)上,分析導(dǎo)管架在拆除過(guò)程中的工況,建立合理的物理模型,分析了導(dǎo)管架切割過(guò)程中穩(wěn)定性的主要影響因素,運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)方法確定了分析方案。利用有限元法分析各因素對(duì)導(dǎo)管架切割過(guò)程中穩(wěn)定性的敏感程度。 (2)對(duì)無(wú)開孔薄壁圓柱殼軸壓作用下的小撓度線性理論和大撓度屈曲理論,以及有開孔的薄壁圓柱殼的穩(wěn)定性理論進(jìn)行分析,確定適用于導(dǎo)管架切割過(guò)程中屈曲臨界載荷計(jì)算的數(shù)學(xué)模型。利用差分進(jìn)化法對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合,并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況對(duì)其進(jìn)行合理的修正。 (3)在理論計(jì)算分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)施了導(dǎo)管架穩(wěn)定性試驗(yàn),以無(wú)縫鋼管為研究對(duì)象,利用壓力試驗(yàn)機(jī),應(yīng)變測(cè)試儀,電阻應(yīng)變片等儀器設(shè)備,對(duì)不同切口下圓柱殼的穩(wěn)定性進(jìn)行了試驗(yàn)。對(duì)試驗(yàn)中圓柱殼出現(xiàn)的屈曲形態(tài)和應(yīng)變趨向做了分析,并將試驗(yàn)結(jié)果與理論值進(jìn)行了比較,對(duì)導(dǎo)管架穩(wěn)定性函數(shù)進(jìn)行了修正。 (4)針對(duì)南海某樁基廢棄平臺(tái)分別利用有限元方法和本研究推導(dǎo)出來(lái)的穩(wěn)定性函數(shù)進(jìn)行計(jì)算,將二者計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了導(dǎo)管架穩(wěn)定性函數(shù)計(jì)算方法在實(shí)際應(yīng)用中的準(zhǔn)確性。 本研究結(jié)合國(guó)內(nèi)外導(dǎo)管架拆除發(fā)展?fàn)顩r及切割方法,確定導(dǎo)管架切割過(guò)程中的載荷類型及邊界條件,推導(dǎo)出適用于導(dǎo)管架切割過(guò)程中臨界載荷的計(jì)算方法。采用相似理論,通過(guò)試驗(yàn)完善和修正導(dǎo)管架切割過(guò)程中的穩(wěn)定性計(jì)算方法,確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和實(shí)用性,為廢棄樁基平臺(tái)導(dǎo)管架切割過(guò)程中安全性防范提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TE95;U672.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1187756