【摘要】： 目前我國海洋平臺大多數(shù)服役年限都比較長,有些平臺已經(jīng)達到或超過了它們原來的設(shè)計壽命,正步入其后服役期。這些老齡平臺的許多構(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,從而降低了平臺的工作性能,甚至影響平臺的作業(yè)安全。部分自升式鉆井平臺還進行了改裝,影響結(jié)構(gòu)安全。對這些老齡平臺來說,繼續(xù)服役的最大問題就是結(jié)構(gòu)強度問題。因此,對其進行結(jié)構(gòu)強度安全評估是十分必要的。 本文綜述了自升式平臺強度評估的技術(shù)進展和現(xiàn)狀,提出強度分析的計算分析方法。綜合考慮影響平臺強度的多種因素,應(yīng)用有限元主、從節(jié)點處理方法,根據(jù)自升式平臺載荷傳遞特點、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題。 本文以某一自升式平臺為例,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結(jié)構(gòu)狀況的精細三維有限元模型。針對風暴自存工況計算環(huán)境載荷,考慮不同的方向,計算風載荷、波流載荷及其他載荷大小和分布。計算得到了平臺不同部位的變形分布及應(yīng)力分布,明確了危險區(qū)域。依據(jù)中國船級社頒布的相關(guān)規(guī)范,對平臺結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性進行評估。計算了平臺整體的自振特性,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。 通過計算分析表明,圍阱區(qū)和弦桿強度是平臺的制約因素,海底約束對于平臺結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布和自振特性有較大的影響。平臺自振周期遠小于設(shè)計波浪周期,發(fā)生共振可能性較小。實例結(jié)果證明本文采用的有限元模型處理方法真實反映了平臺各部位的實際結(jié)構(gòu)狀況和受力特征,載荷傳遞有效可靠,本文的建模方法對同類平臺的強度評估和安全可靠性評價具有實際參考價值,計算結(jié)果對于平臺的安全生產(chǎn)具有指導意義。
【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，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，以便升降時銷子插入；也有的樁腿上帶齒塊，使樁腿在升降過程中，齒塊與旋轉(zhuǎn)銷相配合，完成升降動作。圖1-2殼式樁腿深水的自升式平臺都采用桁架式樁腿。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。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：P752

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本文編號：2620755