大型组块拖航运输强度分析研究

采用基于频域分析的设计波法,对某大型组块运输进行三维全耦合数值模拟和计算分析,把驳船和组块作为一个整体结构,计入驳船的柔度对组块的结构强度的影响,建立总体结构模型和水动力模型,采用SESAM软件包的多个软件程序进行数值模拟,确保运动分析和结构计算的准确性。     

埕岛油田极浅海域大型平台上部组块整体安装模型试验

以埕岛油田极浅海域某中心平台为对象,模拟半潜驳船浮托法安装平台上部组块的主要阶段和过程。分析驳船和上部组块等的运动、受力情况以及安装过程中可能遇到的问题,确定该海域上部组块整体安装系统驳船选择及系泊系统、安装海洋环境参数等关键技术参数。     

基于快速载荷转移技术的浮托安装分步试验和数值模拟研究

实现海洋平台上部组块高效安全的安装是海洋油气资源开发的保障,论文以基于快速载荷转移技术的浮托安装系统为研究对象,利用模型试验和数值模拟方法探究大型平台组块浮托安装的动力响应特性,对浮托安装过程进行简化分步试验和数值模拟,利用举升丝杠系统和压载系统调节驳船实现不同载荷的转移,探究了不同载荷转移(0%,30%,70%和100%)工况下,驳船和平台上部组块的运动响应及DSU和LMU的受力特性。对比分析了数值模拟和试验结果,两者吻合较好。研究结果可为快速载荷转移技术在浮托安装中的应用提供参考。     

大型组块浮托安装的计算分析及校核

浮托安装方法是目前海洋工程领域新兴的一种大型组块海上安装方法。文中基于T型驳船大型组块海上浮托安装项目,对组块浮托安装作业过程中组块、驳船、滑道等结构强度、锚系系统以及护舷系统等进行了较详尽的计算分析及校核。可为今后同类工程计算分析及校核提供参考,使大型组块浮托安装作业得到更有效安全的实施。     

海上升压站平移过程中自升式工作船桩靴沉降分析方法

目前尚无针对海上升压站平移过程中自升式工作船沉降分析的具体方法及相关研究,因此急需明确上部组块平移过程中自升式工作船桩靴沉降情况。首先根据相关理论计算出自升式工作船所受的自重荷载及风、浪、流荷载;然后基于ABAQUS有限元软件创新性地建立自升式工作船实体-桩靴基础-地基土体整体结构数值分析模型,进而对不同桩靴沉降进行分析,并与分层总和法理论计算结果对比,验证了数值模型的合理性与准确性;最后进行上部组块运输过程安全性评价。结果表明：上部组块平移过程中桩靴竖向压力占自升式工作船预压载荷的20%,满足竖向承载力施工要求。此外,桩靴基础沉降量受外部荷载影响沉降变形波动明显,最后逐渐趋于稳定,最终沉降约为11.45 mm,并与理论计算结果相符,轨道的纵向坡度为0.38%,能够达到安全运输标准。该研究成果对确保海上升压站上部组块平移过程顺利进行具有理论指导和现实意义。     

T型驳用于大型组块运输的计算分析及校核

浮托安装方法是目前海洋工程领域新兴的一种大型组块海上安装方法。文中基于T型驳船海洋石油228的大型组块海上浮托安装项目,对组块运输作业过程中组块、驳船、滑道以及装船固定斜拉筋等结构强度、驳船运动以及稳性等进行了较详尽的计算分析及校核。可为今后同类工程计算分析及校核提供参考,使T型驳船用于大型组块运输作业得到有效安全的实施。     

T型驳船用于组块浮托作业的应用研究

T型驳船高位浮托安装方法是目前海洋工程领域新兴的一种大型组块海上安装方法。文中基于T型驳船海洋石油228的大型组块海上浮托安装项目,对T型驳船进行组块装船、运输以及高位浮托作业时的强度分析及校核进行了较详尽的介绍。可为今后同类工程实践提供参考,使T型驳船用于大型组块浮托作业的方法得到有效安全的实施。     

大型组块海上整体吊装方案优选研究

以渤中28-2南油田新建井口平台的上部组块海上吊装方案设计为基础,介绍大型平台组块海上整体吊装方案选择中的具体技术问题,总结适用于组块吊装方案快速优选的具体方法及计算公式,并对整体吊装方案进行敏感性分析。     

海上风电设备甲板运输驳船四锚系泊系统优化设计

为满足高风浪条件下海上风电机组的安全转驳与起吊安装作业,以载质量10 000 t海上风电设备运输甲板驳船四锚系泊系统为例,综合考虑吊装及系泊安全要求,提出海上风电设备运输甲板驳船系泊系统的评价指标,基于三维势流理论,建立风电设备甲板运输驳船四锚系泊水动力模型,获得满足海上风电运输甲板驳船系泊系统的评价指标相应的系泊设施及系缆参数,为甲板运输驳船海上四锚系泊提供实践指导依据。     

大吨位沉船打捞多体系统耦合水动力特性研究

双驳船抬吊法是大吨位沉船打捞中主要采用方法之一。两艘驳船、难船构成的系统具有尺度大、间距小等特点,波浪环境形成复杂水动力耦合效应,基于势流理论,增加人工阻尼修正其粘性影响,利用AQWA软件开展单驳船、两驳船约束其一、两驳船耦合三种状态多体系统水动力数值预报研究,重点分析不同状态下驳船运动响应及波浪载荷,探讨了驳船约束模式、浪向角及周期对驳船水动力影响规律,探明了浪向角与周期对驳船耦合水动力及运动响应不利干扰,对指导沉船打捞多体系统的空间布局与作业海况具有重要意义。     

自升式平台滚装安装海上升压站组块技术

目前海上升压站组块的安装主要是通过浮吊船吊装安装，文章结合滚装装船技术介绍了一种利用自升式平台滚装安装海上升压站组块的方法，主要从施工流程设计，需要的施工工具及特殊结构，对自升式平台的要求，海上施工关键环节及相关计算分析几方面进行技术方案介绍及论证。通过这些论证可知，当自升式平台的有效甲板面积，甲板承载力，可变荷载及吊机能力符合要求时，配合专用的施工工具，可在海上通过轴线车将升压站组块滚装安装到导管架上。这种方法无需使用大型浮吊即可完成升压站组块的安装，可降低海上安装费用，丰富升压站组块安装的手段，在今后升压站组块的安装中有着一定的推广意义。     

三浮体式海上风电基础结构响应研究

采用SESAM软件包对一种三浮桶式海上风电基础结构进行了运动响应计算。采用GeniE模块建立了该三浮桶海上风电基础结构的结构模型和水动力模型,并在HydroD模块中进行了组合载荷以及运动响应的计算,对其水动力特性进行了分析。在其中的波浪载荷计算过程中,采用基于三维水动力理论的设计波方法。     

基于重力式方块结构的临时施工码头的应用

本文探讨了一种基于重力式方块码头结构的临时施工码头。该码头采用"直立式+斜坡式"组合的结构型式,施工机械通过驳船跳板登陆,既可保证船舶靠泊安全性,又可节约工程量。同时,将重力式方块结构底部预制混凝土块体替换为网箱块石结构,上部预制块体改为现浇块体,可降低投资和施工难度。     

柔性连接装置约束下的相邻浮体动力响应分析

许多海上工程作业中会出现两个或多个浮体相邻作业的情形,如海洋平台组块双船浮托安装等.在波浪作用下,相邻多浮体会发生水动力干扰现象,在特定条件下引起强烈的间隙共振,产生的巨大波浪力会对浮体造成破坏.相邻多浮体之间往往会存在柔性连接,需要考虑多浮体水动力干扰及机柔性连接构件的约束力对浮体运动响应的耦合作用,以及约束力本身对刚性或柔性连接构件的影响.因此,需要建立多浮体耦合的水动力-结构动力模型研究相互连接的海上浮式结构在复杂环境载荷下的动力响应.本文以双船浮托安装作业为背景,开发耦合的水动力-结构动力模型分析平台组块在双船拖运过程中的复杂动力响应.通过结合动态子结构法和静凝聚法,考虑连接构件的柔度,将连接构件的质量和刚度凝聚到构件与双船的连接点处.结合多浮体频域水动力分析,研究双船在柔性构件约束下和复杂水动力干扰共同作用下的运动响应.     

10 MW级半潜漂浮式风机的动力响应

选取新型钢筋混凝土结构OO-Star半潜浮式风机平台展开研究,采用ANSYS/AQWA建立半潜浮式基础的水动力数值模型,研究该平台的水动力性能.同时建立水动力-锚泊系统耦合数值模型,开展10MW级大型海上漂浮式风机在风浪作用下的动力响应研究.结果 表明,OO-Star半潜浮式风机平台水动力性能优异,且在不同风浪荷载环境作用下,运动响应以及锚泊系统的张力响应较为合理,未来必将在大型海上漂浮式风机的开发领域占有一席之地.     

深水复合锚泊线动力特性比较分析

为了研究复合锚泊线的动力特性,文章对完全相同的两根复合锚泊线,保持其他条件不变,用聚酯纤维系缆代替钢索,使锚泊线顶端张力-静位移特性曲线基本一致,然后采用数值模拟的方法对整根复合锚泊线的动力特性进行比较分析。比较两种复合锚泊线的自振频率、复合刚度和锚泊阻尼。建立复合锚泊线的二维非线性有限元动力分析模型,基于Del Vecchio(1992)提出的经验公式,采用迭代的方法计算复合锚泊线的刚度,比较上部平台分别发生慢漂和波频运动时刚度的变化。锚泊线和海床之间的接触作用基于刚性海床假定,基于Morrison公式计算锚泊线的惯性力和拖曳力荷载,给定上部平台运动时程后在时域范围内进行复合锚泊线的动力分析,通过计算锚泊线从平台运动中吸收的能量,得到锚泊系统的阻尼,比较上部平台分别发生慢漂和波频运动时阻尼的变化。     

东海涌浪环境下大型起重船吊装组块耦合运动响应数值模拟研究

我国东海海洋环境复杂,经常出现小波高、长周期的涌浪.长周期涌对系泊大型起重船吊装海洋平台上部组块影响比较大,尽管涌的波高较小,但是,吊物组块运动幅度明显比同等波高海况时的要大,严重影响了海洋平台的安装施工效率和进度,甚至威胁作业安全.本文采用水动力势流软件,建立系泊-大型起重船(包括吊臂)-索具-大型组块吊物的耦合运动模型,研究复杂涌浪环境下耦合系统运动响应特性及其机理,并开展了参数敏感性分析,讨论对耦合响应影响因素.最后,对东海涌浪情况下起重安装施工,提出了降低吊装组块运动响应的建议措施.     

风浪流共同作用下的多浮体系泊性能试验研究

随着近年来深海及海洋资源开发,其装备需求也持续快速增长,相继出现大量新型构型海上系泊结构,相应的海上运输作业中出现了更多的多浮体系统。因此,对于浮体运动响应与受力等研究已成为设计所关注的重要问题。文章主要针对一种多船构成的海上多浮体过驳平台进行系泊特性物理模型试验研究,基于各船体的水动力因素以及浮体间相互作用的机理,试验得到在风浪流作用下整个系统绕单锚泊点漂移量,以及在相同环境条件作用下,各浮体的运动量与相对位移,同时对系泊浮体间的系泊缆力变化进行了测试。该试验为验证与分析这一类多浮体过驳结构的水动力性能和结构荷载提供依据,具有一定的工程实践意义。     

地震作用下大型起重机与高桩码头耦合作用动力特性研究*

为了研究上部起重机对下部码头结构抗震性能的影响,基于所建立的起重机-码头整体结构的三维有限元模型,研究了不同峰值加速度以及近远场等不同地震动作用下结构的动力响应特征,分析了不同地震动作用下起重机的动力响应对下部码头结构动力特性的影响。研究表明：起重机对高桩码头结构的自振特性影响较大,使整体结构周期变长;考虑起重机时,码头桩顶弯矩极值大幅下降、剪力极值大幅下降的同时,其出现的位置也产生了明显的下移,进而将改变码头结构整体的破坏机制;近场地震动对结构的动力响应影响最大,对其弹塑性极限状态起控制作用。     

柔性连接装置约束下的相邻浮体频域响应分析

许多海上工程作业会涉及两个或多个浮体相邻作业,如海洋平台组块双船浮托安装等。在波浪作用下,相邻多浮体会发生水动力干扰现象,在特定条件下引起强烈的间隙共振,产生的巨大波浪力会对浮体造成破坏。相邻多浮体之间往往会存在柔性连接,需要考虑多浮体水动力干扰及柔性连接构件的约束力对浮体运动响应的耦合作用,以及约束力本身对刚性或柔性连接构件的影响。因此,需要建立多浮体耦合的水动力—结构动力模型研究相互连接的海上浮式结构在复杂环境载荷下的动力响应。文中以双船浮托安装作业为背景,开发了耦合的水动力—结构动力模型分析平台组块在双船拖运过程中的复杂动力响应。通过结合动态子结构法和静凝聚法,考虑连接构件的柔度,将连接构件的质量和刚度凝聚到构件与双船的连接点处。结合多浮体频域水动力分析,研究了双船在柔性构件约束下和复杂水动力干扰共同作用下的运动响应。