在役老龄导管架海洋平台实时监测及预警条件研究

发布时间：2017-09-19 04:32

  本文关键词：在役老龄导管架海洋平台实时监测及预警条件研究

  更多相关文章： 导管架海洋平台 结构监测 预警条件 倒塌分析 载荷传递函数 导管架倾斜 不均匀沉降

【摘要】：自上世纪60年代以来,我国已建成和服役上百座钢制导管架海洋平台。这些导管架平台大多数已经达到或超过了它们的初始设计寿命,但为了经济利益,大部分老龄化导管架海洋平台经过维护改造还在继续坚守岗位。由于导管架海洋平台长期在非常复杂且极其恶劣的海洋环境中服役,难免不发生不同程度损伤,同时结构也会严重老化,因此老龄化导管架平台在延寿服役期内存在多种安全隐患。为确保导管架海洋平台作业安全与人员生命安全,实施导管架海洋平台结构实时在线监测,掌握导管架海洋平台结构的工作安全状况,实现早期预警具有重要意义。本文根据老龄导管架平台结构特点,提出了导管架海洋平台结构整体位移、桩端承载力、倾斜等监测基本原理和预警条件。主要内容如下:(1)运用SACS软件建立了导管架海洋平台结构有限元模型,考虑桩-土相互非线性作用,对导管架平台并做了在位分析和全过程倒塌分析。根据倒塌分析结果将导管架平台出现的第一根撑杆屈服、第一根钢桩屈服、第一个节点失效等标志性破坏形式划分为低、中、高三级风险,以此将其对应的位移制定为蓝色(三级警戒)、橙色(二级警戒)、红色(一级警戒)三级预警,并绘制成相应的位移预警图。(2)提出了桩端承载力监测的简易方法,基于导管架海洋平台载荷传递原理,通过监测甲板腿柱载荷变化,利用载荷传递函数计算桩端承载力。重点阐述了载荷传递函数的计算方法,并给出了本文研究的导管架平台的载荷传递函数。依据API(RP 2A-WSD)规范要求,将桩基极限承载力的一半作为桩端承载力预警条件。(3)提出了平台倾斜度的监测方法,通过测量甲板横梁端部应变和中部倾角来计算桩顶高程差,以此求得导管架平台倾斜度。根据导管架海洋平台安装要求选择倾斜度不大于0.5%作为倾斜度的预警条件。该套监测方案在南海某导管架海洋平台得到了应用,监测结果显示该导管架海洋平台运行正常。
【关键词】：导管架海洋平台 结构监测 预警条件 倒塌分析 载荷传递函数 导管架倾斜 不均匀沉降
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U674.38
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 本文的主要工作11-13
• 第二章 导管架结构监测理论基础13-35
• 2.1 位移监测预警条件13-17
• 2.1.1 非线性倒塌分析13-15
• 2.1.2 风险等级15
• 2.1.3 位移预警条件15-16
• 2.1.4 预警条件评价16-17
• 2.2 桩端承载力监测及预警条件17-23
• 2.2.1 桩端承载力监测方法17-19
• 2.2.2 载荷传递函数19-20
• 2.2.3 甲板腿柱载荷监测20-22
• 2.2.4 桩端承载力预警条件22-23
• 2.3 倾斜监测及预警条件23-34
• 2.3.1 平台倾斜原因分析23-25
• 2.3.2 倾斜监测原理25-31
• 2.3.3 测量仪器布置31-33
• 2.3.4 倾斜监测预警条件33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 导管架海洋平台静力分析35-65
• 3.1 分析软件36-39
• 3.1.1 SACS有限元软件简介36-37
• 3.1.2 COLLAPSE分析模块37-39
• 3.2 导管架平台建模39-45
• 3.2.1 结构概要39-40
• 3.2.2 依据资料40-41
• 3.2.3 结构模型41-43
• 3.2.4 损伤与缺陷43-45
• 3.3 载荷施加45-50
• 3.3.1 固定载荷45
• 3.3.2 活动载荷45
• 3.3.3 环境载荷45-50
• 3.3.4 施工载荷50
• 3.4 载荷工况50-60
• 3.4.1 环境参数51-52
• 3.4.2 基本工况52-55
• 3.4.3 工况组合55-60
• 3.5 土壤特性60-61
• 3.6 静力分析结果61-64
• 3.7 本章小结64-65
• 第四章 导管架海洋平台位移监测65-71
• 4.1 位移监测点选取65
• 4.2 导管架海洋平台倒塌分析65-69
• 4.3 位移监测预警条件69
• 4.4 位移监测结果分析69-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第五章 导管架海洋平台桩基承载力监测71-76
• 5.1 甲板腿柱应变监测点选取71-72
• 5.2 桩端承载力监测72-73
• 5.3 桩端承载力监测结果分析73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第六章 导管架海洋平台不均匀沉降监测76-82
• 6.1 不均匀沉降监测方法76-78
• 6.2 监测布点选取方案78-79
• 6.3 不均匀沉降监测结果分析79-81
• 6.4 本章小结81-82
• 第七章 总结与展望82-84
• 7.1 总结82-83
• 7.2 论文创新点83
• 7.3 展望83-84
• 参考文献84-87
• 发表论文和参加科研情况说明87-88
• 致谢88-89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨国金;;海洋平台的地震分析[J];地震工程动态;1982年03期

2 尹群;孙彦杰;李良碧;;油气泄漏灾害下海洋平台风险评估及安全措施研究[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2008年02期

3 蒋国平;黄东阳;解丽娜;;新型可控阻尼系统对海洋平台减震方法[J];低温建筑技术;2008年04期

4 刘放;;海洋平台技术的现状及发展趋势[J];一重技术;2009年06期

5 徐志海;;海洋平台建造中重量、重心控制的意义和基本方法[J];船舶设计通讯;2011年01期

6 寿志成;邹继成;;海洋平台污水处理技术研究[J];船舶工程;2012年S2期

7 王鹏;蒋轶俊;张磊;王屹玮;;生活污水处理装置在海洋平台上的设计应用[J];船舶工程;2013年S1期

8 郑兆昌;程保荣;祖武争;;桩基式海洋平台动力重分析[J];机械强度;1990年01期

9 韦明,李玉谦,王升;海洋平台用钢[J];宽厚板;2002年04期

10 刘爱霞;石湘;李华军;;一种海洋平台广义模型修正方法的研究[J];振动与冲击;2007年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李刚;张大勇;岳前进;;基于全寿命总费用最小的抗冰海洋平台优化设计[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集（下）[C];2007年

2 李良碧;王自力;尹群;孙彦杰;;海洋平台在火灾、爆炸灾害下的风险评估研究[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年

3 董胜;付新钰;甘步红;;购置海洋平台的风险与融资探讨[A];2005年度海洋工程学术会议论文集[C];2005年

4 陈聃;;海洋平台抗震[A];中国地震学会第三次全国地震科学学术讨论会论文摘要汇编[C];1986年

5 靳猛;赵金城;杨秀英;刘明路;;海洋平台在火灾作用下的有限元分析[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年

6 刘明路;赵金城;靳猛;;火灾作用下海洋平台温度场研究[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年

7 罗永峰;廖冰;遇瑞;乌建中;;某海洋平台整体提升的施工验算[A];第二届全国钢结构施工技术交流会论文集[C];2008年

8 李长亮;唐健;毛辉;贾玉光;王攀;黄俊;;涂塑管线现场修补与海洋平台管线涂塑工艺设计[A];第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集(下)[C];2011年

9 李春明;;海洋平台的振动试验方案及其模型设计[A];2007年度海洋工程学术会议论文集[C];2007年

10 梁天山;王宇;张亚东;王征;殷婷婷;;海洋平台锚泊方式和缆绳配置研究[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前9条

1 孙玲 记者 程云鹤;鞍钢用一流产品撑起我国海洋平台建设[N];鞍山日报;2012年

2 王武祥 何丹;湘钢成功开发特厚海洋平台用钢[N];湘潭日报;2009年

3 李旭东　张宏;海洋平台用钢刮起“舞钢旋风”[N];中国冶金报;2011年

4 本报记者 纪岩青 通讯员 易丛;让整座海洋平台与大海对接[N];中国海洋报;2013年

5 赵慧;我国海洋平台吊机挺进“重型化”[N];中国船舶报;2013年

6 李旭东　李英;舞钢海洋平台新产品挺进设备制造业高端领域[N];世界金属导报;2011年

7 记者 梁茵邋通讯员 王安军;国内首台海洋平台9000米井架组装完毕[N];中国石油报;2007年

8 记者 陈佳南 通讯员 梁妮;国内自主建造最大海洋平台起重机完工在即[N];中国船舶报;2010年

9 朱正秋 曾佩;武汉船机开发出国内最大海洋平台起重机[N];中国船舶报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 谭，

本文编号：879513