轴心线拟合法在导管架钢桩跨距测量中的应用

为了精确快速测量浅水导管架钢桩跨距,保证过渡段与组块底部立柱顺利对接,压缩海上建设工期,提出投影圆度判别法的钢桩轴心线拟合计算方法,推导出了圆柱轴心线参数初值计算的公式,通过中国香港天然气终端项目进行了验证。结果表明即使测量条件不佳,通过投影圆度判别法的圆柱拟合法可以成功拟合出钢桩轴心线,完全满足钢桩跨距测量的精度和效率要求。钢桩轴心线拟合方法在海洋工程建设中具有较强的应用价值。     

导管架夹桩器受力分析及液压缸数选择

夹桩器是海上导管架调平和灌浆的辅助工具。分析夹桩器受力及影响静摩擦系数因素,得出增大液压缸钳口表面粗糙度是增大钳口与钢桩间静摩擦系数的合理方法;并采用ANSYS有限元分析方法对夹桩器上均布液压缸数进行了选择。     

考虑结构-桩-土相互作用的导管架平台优化设计

首先建立了多设计准则、多约束条件的面向结构-桩-土相互作用的导管架海洋平台优化设计模型,然后给出了此模型与结构分析软件及优化算法软件相结合进行优化设计的方法,并以胜利油田埕北11#井单井采油平台为例进行优化设计.结果显示所建模型既不依赖于优化算法,也不依赖于初始设计值,目标函数值均收敛于同一极小值且收敛速度较快、减小幅度可观,从而说明了此模型的合理性.     

地震作用下的导管架海洋平台结构动力优化设计研究

把导管架海洋平台看作钢框架结构，并把优化方法用于结构的抗震设计中；以结构的总重量最小为优化目标，导管的平均直径和壁厚作为设计变量，考虑强度、刚度和稳定等约束条件。通过渤海BZ28—1油田储油平台为例进行了计算，计算结果表明，此方法对海洋平台的设计具有一定的参考意义。     

钻井船插桩对导管架平台群桩影响的CEL有限元分析

采用CEL大变形非线性有限元方法并结合非线性地基梁模型对海洋石油941钻井船在番禺10-2平台钻井插桩时对邻近导管架平台群桩的影响进行了分析,并得到以下结论:1)钻井船插桩过程中,桩身最大位移及出现的位置随钻井船插桩深度增加而下移且钻井船插桩位置与群桩距离越近,对桩的影响越大;2)在插桩过程中,桩身最大弯矩出现的位置与桩身最大位移出现的位置一致,而桩身最大剪力出现的位置较桩身最大弯矩出现的位置偏下;3)与没有插桩影响的群桩相比,桩身最大弯矩与桩身最大剪力明显增加。     

水下插桩定位系统在导管架吊装中的应用

针对海上导管架吊装水下插桩到海底已有钢管桩内的作业难点,通过使用高精度定位设备、罗经、姿态仪和无线网桥,组建集测量导管架位置、高程、方位和姿态于一体的三维定位系统,接入定位软件中,实现实时显示导管架的位置、高程、方位、姿态和导管架桩腿插尖分别距每个海底钢管桩的平面距离和垂直距离,用于指导导管架吊装作业。在广东阳江某海上风电项目中,将该定位系统应用于风机导管架吊装作业中,实现了数字化和可视化作业指导,快捷地完成吊装作业,对后续类似项目具有参考意义。     

导管架下水驳船摇臂运动研究

导管架下水驳船摇臂是安装在驳船尾部用于导管架滑移下水的过渡装置。分析导管架下水后,驳船、摇臂运动特点的基础上,建立描述导管架下水后驳船-摇臂耦合系统运动的变系数微分方程,给出基于改进的龙格库塔法的数值求解方法。以一艘3万吨下水驳船在1.6万吨导管架实施下水后摇臂翻转运动为实例,对导管架下水后驳船及摇臂翻转运动状态进行了计算,并将计算结果与水池试验结果进行了对比。讨论影响摇臂翻转运动的主要因素,提出导管架与摇臂完全脱离时刻,驳船的吃水、纵倾角度以及摇臂纵倾角度、摇臂重心纵向位置对摇臂能否自动翻转复位以及复位时摇臂角速度影响较大。     

深水导管架下水扶正过程定量风险分析

运用QRA技术(定量风险评估)对导管架下水过程进行深入分析,提出风险概率评价模型和事故损失综合评估方法。首先辨识潜在的风险事件及相关风险因素,然后量化风险事件的模糊概率和损失程度,最后依据风险量化结果和ALARP(aslow as reasonably practically)原则对需要控制的风险事件给出控制措施。通过定量风险分析,达到及时查找并消除各方面事故隐患的目的。     

考虑隔水导管群桩基作用的导管架平台强度分析方法

本文探讨了导管架平台结构强度分析一种改进方法。在该方法中,考虑了隔水导管群刚度和桩基作用,同时考虑了隔水导管之间以及隔水导管与主桩之间的群桩效应以及上部结构－桩－土相互作用。通过对某六腿导管架平台的分析表明,改进方法可以给出比常规方法更合理的结果。     

不同浪向的波浪载荷作用下导管架平台主桩强度分析

以包括泥面以下桩基在内的所有杆件所构成的桁架式导管架平台为对象,首先通过数值模拟计算组成导管架平台的每一构件的波浪载荷,然后以有限元算法建立包含了平台桩基土反力等因素的导管架整体结构的力学模型,将计算所得波浪载荷施加到该有限元力学模型上,以此通过数值计算手段分析平台中包括泥面以下主桩在内所有杆件的最大应力分布以及桩基的位移特征,从而对平台在特定的波浪环境下的平台主桩的安全性问题进行观察。所提出的方法可为导管架平台在波浪环境下主桩的强度特征分析提供一种实用手段。     

超大型导管架下水过程实测研究

以某超大型导管架为例,利用惯性元件/GPS组合系统分别对导管架和驳船在下水过程中的运动轨迹进行测量。当导管架处于水面上时,利用精度较高的GPS测量其运动速度;当导管架入水后,GPS失效,利用惯性元件测量导管架加速度;结合姿态矩阵解算导管架和驳船在下水过程中的运动时历;对比导管架运动的实测和数值计算的结果,验证数值计算的准确性。结果显示,采用惯性元件/GPS组合系统可以准确测量出导管架在下水过程中的运动轨迹;数值计算得出的运动幅值略大,原因可能是计算中的阻尼估计不足。     

板格形导管架桩基码头稳定性简化计算方法

板格形导管架桩基码头是适用于深水域软土地基的新型港口与海岸工程结构。该结构由预制的板格形导管架及桩基构成,承载特性和破坏模式复杂。假定码头结构发生倾覆失稳时,转动点位于前桩轴线上,且距导管架底面距离为L。除结构的自身重量外,综合考虑板格形导管架与周围土体间的摩擦力、桩侧摩阻力、桩侧水平土抗力等,对结构进行极限状态受力分析,建立基于假想支撑点的稳定性分析模型,并通过强度折减法进行计算,求取安全系数。以天津滨海沿岸水文地质条件为背景,利用ABAQUS有限元分析软件,建立板格形导管架桩基码头三维弹塑性有限元模型进行稳定性分析,并与简化方法进行比较。结果表明,通过简化计算方法得到的安全系数与有限元结果较为吻合。     

导管架海洋平台结构静力弹塑性分析方法研究

以渤海一座导管架海洋平台为例,分别在两种不同的控制工况下采用静力弹塑性(Pushover)方法对其在地震作用中反应进行研究,采用能力谱法确定结构目标位移,同时进行结构在相同地震动下的弹塑性时程分析。通过比较Rushover分析方法及动力时程分析方法建立的结构能力曲线、节点位移、塑性铰分布等,证明了Pushover方法在导管架海洋平台结构抗震性能评价工作中是可行的。研究结果对实际工程中抗震性能决策有一定借鉴意义。     

柔性气囊助浮法拆除导管架技术研究

文中研究采用柔性气囊助浮法起升导管架的拆除技术。浅水海域浮吊进入困难并且拆除导管架的施工费用昂贵。考虑气囊产生的浮力巨大、价格便宜及连接结构方便的特点,针对即将拆除的QK18-2平台,设计气囊助浮起升导管架的技术方案。考虑水深确定导管架吃水,设计气囊与导管架的连接方式。针对导管架在位起浮状态,计算带有气囊的导管架系统幅频响应RAOs,考虑不同的海洋环境参数,计算分析风浪流作用下导管架系统6个自由度的时域运动响应,文中提出了多点系泊控制导管架运动的合理系泊方式。研究结果表明,气囊助浮法拆除导管架技术具有较高的工程实用价值,针对目标导管架平台设计的气囊助浮拆除技术方案,具有费用低、风险小及不需使用浮吊的技术优势,该项技术可以在导管架平台拆除中推广应用。     

基于水下光纤应变监测的导管架结构总冰力测量方法

基于测量结构水下光纤应变获取冰力的方法首次应用于渤海JZ20-2NW加锥导管架平台,该方法方便进行零点标定,可获取结构总冰力的绝对信息(包括均值和波动值)。首先介绍了JZ20-2NW平台的现场监测系统,主要包括结构水下应变响应记录冰力信息,甲板上部视频记录同步冰情(冰厚、冰速和来冰方向)信息和拾振器记录结构冰振响应;重点分析了由测点应变向结构总冰力的转化方法,并对总冰力进行了初步分析。将无量纲化实测冰力与5种典型冰力计算模型进行了比较,分析结果表明,锥体宽度与海冰厚度比值(简称"宽厚比")对冰力大小及变化起决定作用。     

极端荷载作用下海洋导管架平台体系可靠度分析

采用非线性倒塌分析方法，考虑桩－土－结构的非线性相互作用，研究了导管架平台在极端荷载作用下承载能力的计算模型，分析了平台结构体系在极端荷载作用下的全倒塌全过程，在此基础上，结合蒙特卡洛法，提出了海洋导管架平台结构的体系可靠度计算方法。最后对工程实例－涠11－4C海洋平台的结构进行了体系可靠性分析，并对比分析了不同的荷载效应计算公式对计算经的影响，研究表明计算经满足工程设计要求，便于工程应用。     

水下成像声纳计量测试及量传溯源技术研究

为保障水下探测量值准确可靠,研究水下成像声纳计量测试方法及量传溯源技术.基于大型试验水池和位移/回转机构,采用比较校准法对成像声纳声学参数和几何参数进行了计量测试,以全站仪、标准水听器、信号采集器、标准目标块套组作为计量主标准器,完成了对成像声纳工作频率、波束宽度、成像距离和鉴别阈的计量性能试验.参考标准值与标称值比对...     

Developing a robust SHM method for offshore jacket platform using model updating and fuzzy logic system

Structural monitoring is essential for ensuring the structural safety performance during the service life. The process is of paramount importance in case of the offshore jacket-type platforms due to the underwater structural parts subjected to the marine environmental conditions. This work is an experimental investigation on a laboratory model of a jacket platform with the objective of establishing a baseline finite element (FE) model for long-term structural health monitoring for this type of structures. A robust damage diagnosis system is also developed which is less sensitive to both the measurements and the modeling uncertainties. Experimental vibration tests are conducted on a physical platform model to obtain dynamic characteristics and then, the initial FE-model of the intact structure is developed to determine them numerically. Some differences between numerically and experimentally identified characteristics emerge due to various uncertainties in the FE-model and measured vibration data. To minimize these differences, initial FE-model is updated according to the experimental results. The updated FE-model is employed to predict the changes in the dynamic characteristics under variety of damage scenarios which are imposed by reducing the stiffness at the components of the model. Fuzzy logic system (FLS) and probabilistic analysis is developed for linguistic classification of damage and global damage diagnosis. Incorporation of the FLS fault isolation technique into FE-model updating method are proposed and evaluated for two different FLS methods to develop a vigorous damage diagnosis method. The efficiency of the technique is validated by different damage scenarios foreseen on the physical model. This technique is shown to be effective for diagnosing the presence of degradation and quantify it.     

海上风电倒Y形导管架筒型基础受力特性研究

以一6.7 MW风机为研究对象,提出了一种适用于30～50 m水深的海上风电倒Y形导管架筒型基础结构型式,采用三维精细有限元模型对结构的受力特性展开研究,包括结构的自振特性以及在随机风浪流荷载作用下的动力响应。研究结果表明,倒Y形导管架筒型基础采用“三腿变六腿”导管架的结构型式,能够更加有效的将上部荷载传递至下部筒型基础,具有较好的受力特性和传力体系;整机结构的前两阶自振频率均在风机允许运行的频率范围内;在50年一遇极端随机风浪流荷载作用下,整机结构的位移响应和应力响应,均可满足结构安全使用要求。