冰激自升式钻井平台的动力响应分析

由于冰荷载研究的限制,冰区自升式钻井平台尚未形成基于动冰力响应分析的结构设计。为了合理地开展自升式平台结构的抗冰概念设计与安全评价研究,冰荷载下自升式钻井平台的动力响应分析是十分必要的。该文首先分析该类柔性结构在动冰荷载下的动力特性;其次,结合开展的自升式平台冰荷载模型实验研究,明确带齿条桩腿的自升式平台冰荷载作用形式;最后,对渤海某自升式钻井平台在典型冰况下进行冰振动力响应分析。文中的研究对冰区自升式钻井平台抗冰设计及冰振安全评估提供了合理的参考。     

自升式钻井平台的抗冰性能评价

自升式钻井平台属于典型的柔性结构。由于冰与柔性抗冰结构相互作用的复杂性,长期以来尚未形成基于动冰力响应分析的结构设计。结构抗冰设计中大都是从极端荷载出发,只考虑最大静冰力或最大倾覆力矩是否能推倒平台。基于对渤海辽东湾柔性抗冰平台的多年监测,发现强烈的冰激振动引起平台管节点疲劳失效、上部设施的非正常运行、作业人员不舒适等问题的风险性要远大于极端静冰荷载下结构的整体安全问题。文中基于多年现场冰与结构作用观测及冰荷载的研究成果,提出了柔性抗冰结构设计中应考虑的主要失效模式及评价方法。最后,以渤海某典型自升式钻井平台为例,对其抗冰性能进行评价。该文的研究可为寒区自升式平台的抗冰概念设计提供合理依据。     

螺旋桨无键过盈安装应力数值分析

针对螺旋桨无键过盈安装后桨-轴应力数值计算问题,运用弹性力学理论和ANSYS有限元法进行应力的数值计算。通过理论值与仿真值的对比分析表明:桨-轴应力的仿真值比理论值略大,理论值与仿真值具有较好的一致性;Ansys有限元法考虑了接触边缘区域存在应力奇异性、桨-轴存在轴向应力和螺旋桨外表面存在径向应力的情况,比运用弹性力学理论求解更加准确可靠;通过桨-轴应力计算可以证明过盈量选取的合理性,为检验螺旋桨无键过盈安装的可靠性提供理论基础。     

自升式平台直管结构碰撞模型试验与仿真分析

随着海洋油气开发的日益深入,海洋平台作为主要的作业基地发挥着重要作用。然而平台在进行钻井与采油作业时,与供给船、守卫船等发生碰撞的风险较大,不仅危及自身整体安全性,亦会造成巨大的经济损失。开展自升式平台碰撞性能研究,揭示碰撞过程中的损伤变形机理,对更好地开展自升式平台耐撞结构设计具有重要意义。本文以自升式平台桩腿直管为研究对象,开展平台管结构的落锤冲击模型试验,探究不同冲击速度下直管结构的动态响应特征。同时,结合有限元仿真技术对落锤冲击过程进行数值模拟,得到碰撞力、塑性变形、跨中挠度等参数,并与试验数据对比分析,从而验证数值仿真模型化技术的准确性。研究结果表明,管结构模型试验记录的数据与数值模拟的结果吻合较好,均真实反应了管结构在受到侧向冲击载荷时的动态响应,验证了模型试验技术的准确性。同时就不同冲击速度下管结构的变形与受力规律可知平台桩腿管结构的耐撞性能。本文研究成果可以为大型平台结构碰撞性能提供试验技术支撑。     

自升式平台悬臂梁强度分析与负荷试验研究

悬臂梁作为自升式钻井平台的关键结构,其强度直接关系到平台的安全性能。本文以某400英尺自升式钻井平台为研究对象,运用有限元软件MSC.Patran/Nastran对悬臂梁结构进行有限元计算,依据ABS MODU规范选取危险工况,对悬臂梁的结构强度进行校核,确定应力较大区域。同时,对悬臂梁的变形值进行数值计算,与该平台悬臂梁负荷试验结果进行比较,验证悬臂梁数值计算方法的可靠性,为悬臂梁结构设计以及负荷试验提供有力指导。     

钢桁梁桥套轨线路板式无砟轨道结构技术应用

同江黑龙江铁路特大桥是中俄两国首座横跨黑龙江的过境桥梁,根据前期工作安排,大桥主桥的大跨度简支钢桁梁上采用新型板式无砟轨道结构,直接在钢桁梁上铺设板式无砟轨道在我国是一次全新尝试。从套轨线路板式无砟轨道结构及接口设计、轨道结构各部件关键技术参数确定、板下调整层材料、室内组装试验验证以及轨道板制造等方面进行详细说明。套轨线路板式无砟轨道的成功铺设,满足了同江黑龙江铁路特大桥工程项目的建设需求,同时也为我国钢桁梁桥轨道结构的采用形式提供了一种全新解决方案。     

等跨预应力混凝土连续梁无湿接缝逐跨拼装技术

新建郑州—济南高速铁路长清黄河特大桥小里程侧采用22联3×56 m等跨预制胶拼预应力混凝土连续梁跨越黄河边滩,胶拼连续梁桥长3.7 km。对其结构设计、节段拼装工艺以及主要计算指标等进行介绍。研究采用无湿接缝逐跨拼装工艺,全梁无任何湿接缝及现浇合龙段,实现了连续梁梁部预制拼装率100%;提出高速铁路中等跨度等跨预应力混凝土连续梁节段预制拼装可采用三跨一联或两跨一联布置,相关成果可为类似工程提供参考。     

高速铁路变形可调板式无砟轨道结构研究

在分析国内外高速铁路无砟轨道变形调整技术及应用经验基础上,基于结构安全可靠、变形调整便利、预制装配化施工等原则,考虑沉降、上拱、偏移等线下基础变形特征,提出了一种变形调整能力较强的板式无砟轨道结构。通过减小轨道板下调整层厚度或灌注聚合物砂浆实现轨道高低调整,通过移动轨道板并改变限位孔周边弹性缓冲垫层厚度实现轨道水平调整。在不损伤无砟轨道主体结构的前提下可实现高低调整量100 mm,水平调整量40 mm。提出的变形可调板式无砟轨道结构可为地质条件及气候复杂地区高速铁路无砟轨道设计及相关病害整治提供参考。     

冀东南堡油田1号人工端岛无填料振冲加固地基的质量控制

无填料振冲加固地基在冀东南堡油田1号人工岛工程中的实践,充分证明运用质量控制理论,结合施工方案、参数控制、抓好关键施工控制点是质量管理的重要保证,已完成的预处理区5万m2无填料振冲加固地基工程质量全部达到预期效果,为今后施工提供了有益的经验。     

改性无砂混凝土路用性能评价

无砂混凝土因其强度不如普通密级配混凝土,限制了它的使用,因此如何提高无砂混凝土的强度和疲劳寿命是其应用的关键。将一种新型的胶体作为改性剂掺加到无砂混凝土中,通过强度、干缩及疲劳试验,与普通无砂混凝土以及同水泥用量、同强度等级的两种普通混凝土对比,试验表明该胶体改性剂能较大幅度提高无砂混凝土强度,达到规范混凝土面层强度要求,同时具备良好的抗干缩性能,特别是拥有优异的抗疲劳性能,使无砂混凝土具有了良好的应用前景。