随着陆地油气资源的日益紧缺,海洋油气开发等新兴海洋产业发展迅猛。海洋平台作为开采海洋油气资源的重要基础设施,在海洋油气资源开发中扮演着重要的角色。渤海海洋环境复杂,冬季冰情严重,海冰断裂、重叠与堆积严重危及海洋平台的安全。因此,为了保证海洋平台的安全和正常使用,必须建造具有抗冰能力的新型海洋平台。本文基于我国渤海区域的JZ20-2导管架海洋平台的结构形式,提出了一种自复位不锈钢钢管混凝土-钢组合导管架海洋平台。将不锈钢钢管混凝土与预应力拉索相结合运用到海洋平台上来达到抗冰减振和自复位的效果。本文研究内容主要包括以下几个方面:(1)为解决海洋平台冰激振动问题,提出了自复位不锈钢钢管混凝土-钢组合导管架海洋平台的概念,把原海洋平台的导管腿替换成不锈钢钢管混凝土结构,并且在海洋平台上增设预应力拉索。根据拉索的不同布置方式设计了4种自复位组合海洋平台的方案。(2)利用有限元软件ABAQUS对原海洋平台、组合海洋平台和自复位组合海洋平台建立足尺模型并进行冰激减振与自复位性能研究,重点分析了预应力拉索的布置方式、拉索的布置高度等对组合海洋平台减振性能的影响,为该自复位组合导管架海洋平台在冰激振动下的设计优化提供新的思路。(3)综合考虑了可行性和经济性等相关因素,设计制作了缩尺比例为1:10的海洋平台试验模型,对不同体系的海洋平台模型进行冰激振动试验,详细分析平台上层甲板、下层甲板和端帽锚固板节点的位移和加速度响应,比较了不同方案自复位组合海洋平台的减振效果。(4)通过ABAQUS对海洋平台的试验模型建模并进行挤压冰荷载作用下的数值分析,研究其抗冰减振和自复位性能。通过与海洋平台试验结果进行对比,发现二者所选节点的位移和加速度结果吻合良好,验证了有限元分析的有效性。