海上风电机组安装船桩腿外载荷计算及强度分析

应用经验公式计算风电机组安装船风、流载荷,三维势流理论计算波浪载荷,将得到的风、浪、流环境载荷平均分配到单个桩腿。应用MSC．PATRAN—NASTRAN软件建立桩腿结构有限元模型,选取两种作业工况,分别施加边界条件及外载荷,作桩腿强度分析。计算结果表明,两种工况下,桩腿结构设计均满足强度要求。     

冰区自升式平台桩腿动强度的安全评估研究

应用ANSYS软件建立起自升式平台和冰相互作用的数学仿真模型,对自升式平台进行动力分析,并校核平台桩腿的极限强度和疲劳强度。方法对渤海某自升式平台桩腿进行了强度校核,计算了不同海冰参数下平台桩腿的冰激疲劳损伤。研究结果为自升式平台冰激疲劳设计提供了有效的方法,并为自升式平台在冰区的使用提供了依据。     

自升式平台桩腿强度对弦管间距敏感性分析

以自升式平台桁架式桩腿结构形式优化为目标,进行了桩腿强度对弦管间距敏感性分析,给出了桩腿弦管间距优选值。分析平台所受环境载荷,通过风洞实验获取风暴条件下风载荷数据,通过理论计算得到波浪载荷和海流载荷数据。通过特征值分析得到平台自振周期和一阶偏移值,进而获取计及水动力放大效应的惯性载荷和计及几何非线性效应的惯性矩,分析发现:波流角一定的情况下,计及水动力放大效应的惯性载荷对弦管间距较敏感,随着弦管间距增大基本呈递减趋势;随着弦管间距增大,计及几何非线性效应的惯性矩减小。结合环境载荷计算结果,对不同弦管间距下的桩腿各结构进行了强度校核,对比了各结构强度对弦管间距的敏感性,在此基础上给出了所研究的3种作业水深平台的桩腿弦管间距优选值。     

一座海洋平台改造的强度分析

对一座海洋平台改造前和改造后各种工况进行了结构强度计算．对摩擦桩与平台主体之间的不同连接方式进行比较，分析了考虑风冰载荷下发生桩靴滑移时桩腿的应力变化情况。为该平台的改造与工作状态下的强度安全评估提供了重要的参考。     

自存工况下自升式平台关键结构强度分析

针对一艘独立三桩腿的齿轮齿条式自升式钻井平台,利用ANSYS软件分析了自存工况下,在风浪流等综合载荷作用下的钻井平台整体关键结构强度和平台桩腿稳定性,为平台的安全使用和升级改造提供了理论依据。     

自升式平台桩腿开孔后的强度分析

通过建立自升式平台的开孔桩腿有限元模型,对桩腿开孔时在自存和作业工况下的应力进行了计算,并对开孔后桩腿结构强度与屈曲强度进行了校核。计算结果表明,开孔后的桩腿符合安全规范。     

自升式平台桁架桩腿风载荷研究

采用不同的简化方法,对自升式平台桁架桩腿所受风载荷进行了研究,并使用ZenStab软件建立了4种桁架式桩腿的简化模型,用于计算分析桁架式桩腿所受风载荷,确定简化模型用于计算桁架桩腿风载荷的合理性。计算结果表明,将整个桁架式桩腿截面等效为正三角形或圆形,计算得到桁架桩腿风载荷比较接近实际情况。     

拖航工况不同节距对自升式平台桩腿强度影响

以Inv-K型桁架式桩腿的自升式平台为研究对象,运用Matlab参数化编程及GeniE进行桩腿结构建模和有限元分析,阐述了远洋拖航工况下桩腿强度分析的一般过程,考虑载荷方向和节距变化对桩腿结构强度的影响,对工程设计具有一定的借鉴意义。     

浅海平台的结构分析与安全评估

通过对胜利浅海油田现有二十余座导管架固定平台的结构强度分析，讨论现有平台在浅海地区环境载荷作用下的安全状况。文章通过对浅海各种载荷的组合分析，得出冰载荷为平台控制载荷的结论，并在该控制载荷作用下，分析平台的受力状况和破坏形式，阐明该海域的固定平台结构设计中，应从管节点的冲剪强度和桩的承载能力出发，确定结构形式，同时对现有平台的安全作业提出了建议。     

基于等效刚度矩阵的导管架平台安全可靠性分析

结合胜利埕岛油田导管架平台，探讨了在海水均匀腐蚀和受冰载荷作用条件下，造成浅海导管架平台构件损伤的原因；开发出构件等效刚度的计算模块，进行了平台结构强度分析，并运用有限元法计算平台在环境载荷下的极限承载力；对导管架平台进行了安全可靠性分析。     

高桩承台式海上风电基础冰载荷模型试验

通过物理模型试验的方法,观测海冰与高桩承台式海上风电基础的相互作用进程,测定不同冰速和冰攻角下基础结构所受的冰力时程,并对结果进行分析与讨论。结果显示,靠船构件与冰排的先期作用致使冰排累积了一定程度和范围的损伤,有利于减小基础结构所受的冰力极值。该研究成果对高桩承台式海上风电基础结构在寒区海域的工程应用具有一定的借鉴意义。     

单桩冰力计算方法的试验研究

冰荷载是寒冷海区海上工程结构设计中的主要控制荷载 ,但由于包括孤立桩柱上的冰力在内的冰荷载问题一直没有得到很好的解决 ,寒冷海区海上工程结构设计中应该选用什么方法计算冰力一直没有统一。通过一系列室内单桩冰力模型试验 ,提出了确定单系数冰力公式中综合冰力系数的直观曲线法 ,并把多系数冰力公式中的接触系数k从 0 4 5修正为 0 32。通过对多系数冰力公式和Schwarz冰力公式的比较 ,讨论了Schwarz冰力公式的适用范围。     

桩基沉箱结构冰激动力响应的分析

本文根据锥体上冰层破坏特点及模型试验结果构造了作用于基础结构上的冰力时程曲线,按强迫振动理论计算了某沉箱结构的冰激动力响应。对桩基础的水平向刚度模拟采用了等效线性及非线性两种模式。计算结果表明,在一些特定冰层作用下,结构有可能发生振动,但振动量值不大,不致影响结构强度及人员的工作效率。按线性基础计算的动力响应大于非线性基础的响应,因此采用等效线性基础刚度计算动力响应是可行的。     

锥体上冰力的试验研究

通过冰力模型试验,研究了锥体冰力的特征。试验得到的正锥体冰力大都小于美国API荐用Ralston公式计算的冰力,Ralston公式未反映冰速对冰力的影响;多锥体前冰的非同时破坏现象以及锥间距对冰力计算具有不同程度的影响;冰在正、倒锥体交界线上的破坏为挤压破坏,其冰力远小于作用在同直径桩柱上的冰力。     

辽东湾海冰厚度、抗压强度和冰力公式研究

总结了辽东湾海冰厚度、抗压强度的推算法;提供了葫芦岛测站的海冰厚度、抗压强度的年极值;按照不同的冰力公式,计算了孤立桩柱上的年极值冰力,对不同公式的计算结果进行了比较分析。     

正压冲固基础海洋平台冰激振动动力响应

正压冲固基础海洋平台是一种新型平台桩基结构形式。采用三维有限元的数值分析方法,建立了正压冲固平台的三维有限元模型。基于冰激强迫振动理论提出动冰载荷的计算方法,根据海冰破碎长度和冰速确定冰载周期,冰强度限制的水平冰力作为冰力峰值,得到的动冰载荷用于正压冲固平台的动力响应分析,并依照规范计算了6倍桩径处刚性固定时的动力响应。三维有限元方法计算得到的动力响应大于6倍桩径刚性固定时的计算结果,结构安全性评估偏于安全。     

动冰力模型试验模型律研究

冰激直立桩结构振动模型试验研究结果表明,冰条件和结构条件的组合形成了对结构响应形式的综合控制,冰激直立结构稳态振动控制机理为冰与结构的相互作用。基于动冰力模型试验数据,提出了由弹性控制因子、率控制因子以及几何尺寸控制因子组成的能够反映冰与结构相互作用水平的相互作用系数,并建立了以相互作用系数为相似准数的相似体系。所建立的相似体系可以确定引发结构稳态振动的结构条件与冰条件组合,对研究动冰力模型试验具有指导意义。     

渤海冰力计算方法的探讨

本文根据锦州20—2—1平台冰力测量结果,对SCHWARZ公式进行了修正,从而使修正后公式的冰力计算结果与实际测量冰力值相接近。另外,还对多腿柱结构的屏蔽效应进行了分析和探讨,给出了综合屏蔽系数。