【摘要】： 目前我國(guó)海洋平臺(tái)大多數(shù)服役年限都比較長(zhǎng),有些平臺(tái)已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)了它們?cè)瓉?lái)的設(shè)計(jì)壽命,正步入其后服役期。這些老齡平臺(tái)的許多構(gòu)件已不同程度地產(chǎn)生腐蝕、變形、裂紋、損傷、老化甚至造成結(jié)構(gòu)破壞,從而降低了平臺(tái)的工作性能,甚至影響平臺(tái)的作業(yè)安全。部分自升式鉆井平臺(tái)還進(jìn)行了改裝,影響結(jié)構(gòu)安全。對(duì)這些老齡平臺(tái)來(lái)說(shuō),繼續(xù)服役的最大問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問(wèn)題。因此,對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全評(píng)估是十分必要的。 本文綜述了自升式平臺(tái)強(qiáng)度評(píng)估的技術(shù)進(jìn)展和現(xiàn)狀,提出強(qiáng)度分析的計(jì)算分析方法。綜合考慮影響平臺(tái)強(qiáng)度的多種因素,應(yīng)用有限元主、從節(jié)點(diǎn)處理方法,根據(jù)自升式平臺(tái)載荷傳遞特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特征和變形情況,研究了固樁架與樁腿耦合連接的建模問(wèn)題。 本文以某一自升式平臺(tái)為例,合理確定樁腿底端的邊界條件,以及固樁架與樁腿的相互作用,建立了合理反映平臺(tái)結(jié)構(gòu)狀況的精細(xì)三維有限元模型。針對(duì)風(fēng)暴自存工況計(jì)算環(huán)境載荷,考慮不同的方向,計(jì)算風(fēng)載荷、波流載荷及其他載荷大小和分布。計(jì)算得到了平臺(tái)不同部位的變形分布及應(yīng)力分布,明確了危險(xiǎn)區(qū)域。依據(jù)中國(guó)船級(jí)社頒布的相關(guān)規(guī)范,對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估。計(jì)算了平臺(tái)整體的自振特性,得到了前六階固有模態(tài)和固有頻率,分析了不同海洋環(huán)境作用下發(fā)生共振的可能性。 通過(guò)計(jì)算分析表明,圍阱區(qū)和弦桿強(qiáng)度是平臺(tái)的制約因素,海底約束對(duì)于平臺(tái)結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布和自振特性有較大的影響。平臺(tái)自振周期遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)波浪周期,發(fā)生共振可能性較小。實(shí)例結(jié)果證明本文采用的有限元模型處理方法真實(shí)反映了平臺(tái)各部位的實(shí)際結(jié)構(gòu)狀況和受力特征,載荷傳遞有效可靠,本文的建模方法對(duì)同類平臺(tái)的強(qiáng)度評(píng)估和安全可靠性評(píng)價(jià)具有實(shí)際參考價(jià)值,計(jì)算結(jié)果對(duì)于平臺(tái)的安全生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。
【圖文】：

[8]。殼體式樁腿由鋼板焊接成封閉形的結(jié)構(gòu)，其橫斷面有圓形和方形兩種，如圖1-2所示。早期的自升式平臺(tái)樁腿多為圓柱殼體，它一般適用于60m以內(nèi)的水深。水深再大，用殼體式樁腿不夠經(jīng)濟(jì)，主要是波浪力大大增加。樁腿的形狀還需與升降裝置相配合。有的樁腿上帶銷孔，以便升降時(shí)銷子插入；也有的樁腿上帶齒塊，使樁腿在升降過(guò)程中，齒塊與旋轉(zhuǎn)銷相配合，完成升降動(dòng)作。圖1-2殼式樁腿深水的自升式平臺(tái)都采用桁架式樁腿。桁架式樁腿由弦桿、斜撐桿和水平撐桿組成，在弦桿上裝有齒條。桁架式樁腿是透空式的，，它的截面形狀有三角形的，如圖1-3所示；也有正方形的，如圖1-4所示。

深水的自升式平臺(tái)都采用桁架式樁腿。桁架式樁腿由弦桿、斜撐桿和水平撐桿組成，在弦桿上裝有齒條。桁架式樁腿是透空式的，它的截面形狀有三角形的，如圖1-3所示；也有正方形的，如圖1-4所示。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：P752

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本文編號(hào)：2620755