风暴和作业状态下海洋自升式平台桩腿结构强度研究

利用ABAQUS/AQUA有限元软件,对某一典型倒K型桁架式桩腿在风暴和钻井作业载荷工况下结构强度进行了线性和非线性计算,获得了弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移整体分布;详细分析了载荷方向对弦杆、斜撑和水平撑杆的应力和位移的影响;参考规范选取确定材料许用应力,对结构强度进行了校核。采用梁单元B31及矩形截面属性建立齿条板模型,并将其与弦管通过TIE单元进行绑定约束,模拟弦杆的真实结构,根据海流方向与弦杆夹角选择相应的水动力拖曳系数。     

基于桥墩纵向刚度的昆仑号架桥机主支腿受力影响因素及解决方案

昆仑号架桥机可运架千吨级40 m梁通过250 km/h隧道,实现隧道进出口架梁,可满足2 000 m小曲线、30‰大坡道等工况要求;为满足各工况架梁时桥墩设计的纵向刚度要求,需要控制架桥机主支腿纵向力。为此,分析了主支腿纵向力的影响因素(如线路坡度、主梁刚度、主支腿摩擦力等参数因素),构建了主支腿受力模型,并通过参数选择和匹配制定了减小主支腿纵向力的技术方案。昆仑号架桥机已在福厦铁路湄洲湾特大桥工程试用,并通过现场检测,验证了各参数选取的合理性和科学性,为今后的运架一体机技术提升提供了借鉴和技术积累。     

新概念张力腿平台水动力性能分析

张力腿平台对水深具有高度敏感性,随水深变化,垂直面内的运动受到显著影响。对于超深水情况,对张力筋腱的设计提出更高的要求。为了改善这一状况,提出了一种新概念张力腿平台设计方案——Tension Based Tension Leg Platform(TBLP),它可以成倍地增加TLP适用的水深范围。对于已经使用的中等水深下的传统型的TLP,通过增加张力基底,就可以将其使用于更深的海域。针对这一新型TBLP概念,对典型的传统型TLP和TBLP水动力性能进行了初步分析比较,得出TBLP优于常规设计的水动力性能。     

深海张力腿非线性动力学分析

深海复杂载荷易引发张力腿涡激振动。考虑涡激载荷、流体阻尼力、预张力和平台运动等耦合作用,根据Hamilton原理建立张力腿空间非线性动力学方程,然后采用有限差分法进行数值求解。考虑南海海况,讨论典型张力腿平台动力响应特点,通过研究可为深海平台的设计和安全运行提供技术参考。     

风暴条件下自升式平台桩腿强度对节距敏感性分析研究

文章以自升式平台桁架式桩腿优化设计技术研究为目标,完成风暴条件下桩腿强度对节距敏感性分析。通过风洞试验技术获取风载荷数据;基于STOKES五阶波理论和MORISON方程,采用DNV开发的SESAM软件WAJAC模块分析获取波流载荷数据;通过特征值分析得到平台自振周期和一阶偏移值,进而获取计及DAF效应的惯性载荷和P-△效应的二次惯性矩。基于上述载荷计算结果,重点对不同节距的桩腿结构进行强度校核,给出目标平台桩腿节距优选值,形成桩腿强度对节距敏感性分析技术,为平台核心部件的自主设计提供技术参考。     

Fatigue reliability—measured response of the heidrun TLP tethers

One of the most important uncertainties associated with fatigue damage of TLP tethers is the uncertainty related to fatigue loading. Higher–order load effects are important and such effects are very complicated to determine numerically. The Heidrun TLP was installed in the summer of 1995 and for this platform the forces in the top of the tethers are measured during the operational phase. In this paper the results of these measurements are discussed and compared with numerical calculations. It is shown how the measurements of fatigue loading can be used to improve the fatigue reliability and reduce the need for in-service inspections.     

作业水深对浮式半潜平台波浪砰击的影响

结合模型试验,基于数值重构和外推的计算模型,采用时域全耦合分析方法,对浮式半潜平台全尺寸锚泊系统以及风、浪、流载荷的联合作用进行模拟,针对动力辅助锚泊定位平台与锚泊定位平台在不同作业水深下的波浪砰击进行对比研究。研究结果表明：浮式半潜平台关注点处波浪砰击次数受作业水深的影响敏感。平台在同等环境工况下,关注点处负气隙以及波浪砰击次数随着作业水深的增加而加剧。动力辅助锚泊定位平台较之于锚泊定位平台的随动性更好,可有效减小平台与水质点的相对运动,作业水深变化引起的动力辅助锚泊定位平台同一关注点的砰击次数、气隙变化以及改善幅值明显优于锚泊定位平台。在平台设计过程中,作业水深对平台气隙和波浪砰击的影响应引起重视。     

客运专线拱桥承台设计方法的探讨

为解决客运专线拱桥承台设计无明确铁路规范可依这一问题,通过建立桩-土-承台结构相互作用模型的方法,阐述桩-土-承台结构在上部结构作用下如何计算承台的应力和配筋,通过与已有规范方法比较,论证了桩-土-承台相互作用模型的配筋结果更加安全,为拱桥承台设计提供了有益的参考。     

重载铁路接触网关键技术方案研究与应用

重载铁路具备牵引质量大、功率高、接触网载流量大等特点,对接触网的系统需求不同于普通铁路,有必要对接触网关键技术方案进行深入研究。通过计算机模拟仿真分析和多方案比选论证,确定接触网导线规格、张力配置、主要零部件选型及电分相形式等关键技术方案。研究成果已经成功应用于山西中南部铁路、张唐铁路等重载线路。针对目前重载铁路接触网零部件规格型式不一,不便于运营维护的现状,建议加强对重载铁路接触网主要装备的统一化、标准化研究,保障运输安全、降低工程投资。