滩海钢制导管架海洋平台隔振技术研究

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导管架平台作为海洋工程结构物的主要形式,在海冰载荷的作用下会产生强烈的振动,影响结构的稳定性,降低平台的可靠性,威胁工作人员的身心安全,海洋平台隔振技术研究具有极大的实际应用价值。论文以实际工程项目为依托,以渤海某滩海钢制导管架平台为研究对象,采用理论研究与数值模拟相结合的方式,对导管架平台结构的动态特性及冰激载荷下的动力响应进行分析,在此基础上,对隔振技术进行了研究。主要研究内容包括:(1)对冰激基本理论研究。分析了海冰的物理力学特性、海洋平台冰激振动模式,研究了适用于渤海固定结构物的冰力计算方式。(2)分析了导管架平台冰激载荷下的振动。基于数值模拟方法对某滩海钢制导管架海洋平台进行了结构性能与动态特性研究,建立了有限元计算模型,对平台前二十阶模态进行了计算分析,得到了平台各阶模态下的固有频率、最大位移、节点的模态参数。在此基础上对平台进行了冰激振动数值计算与分析,研究发现在特定工况下平台的最大位移响应位移达到20cm,海冰对所研究的导管架平台影响较大,必须采取相应措施进行隔振。(3)研究了导管架平台结构的隔振技术。建立了隔振锥体的力学模型;进行了隔振锥体的设计,选取叠层橡胶支座作为主要元件,并根据前面研究基础确定了叠层橡胶的尺寸,使平台的冰激振动响应降低。利用数值模拟方法对加隔振锥体的平台进行冰激振动计算与分析。研究发现,与原导管架平台的冰激振动仿真结果相比较,隔振后平台上位移的最大值为4.8cm,大幅降低,总体隔振效果良好。
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