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導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)在陸上建造完畢后，必須要通過海上進(jìn)行運輸，送至井場進(jìn)行定位和安裝，才能投入使用。在大多數(shù)情況下，導(dǎo)管架一般是采用駁船運輸，對一些中小型導(dǎo)管架也可采用浮筒浮運的方式。在運輸過程中，由于受到波浪力和慣性力等載荷的作用，導(dǎo)管架構(gòu)件，尤其是捆扎構(gòu)件將會產(chǎn)生很高的應(yīng)力，因此必須對導(dǎo)管架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析，用以確保運輸?shù)陌踩?br />
本研究用準(zhǔn)靜力計算法對某平臺導(dǎo)管架的起浮、浮簡浮運及就位三種狀態(tài)進(jìn)行了總強(qiáng)度分析。該導(dǎo)管架共有三層，最大尺度：長X寬X高=45X31X30(米)，其重量為110噸，吃水了8米時的棄力為493噸，為彌補(bǔ)起浮，就位時起吊能力的不足以及浮運時導(dǎo)管架自身浮力的不足，導(dǎo)管架系以2至6個最大浮力為500噸的浮筒，如圖所示。著重介紹準(zhǔn)靜力計算法的原理、結(jié)溝力學(xué)模型的處理和工況遠(yuǎn)擇等問題，以洪進(jìn)行小型導(dǎo)管架浮運總強(qiáng)度分析時參考。
準(zhǔn)靜力法假走導(dǎo)管架浮運時，在海上運動的某一瞬間為平衡狀態(tài)，此時波浪力和浮力變化所引起的不平衡力由導(dǎo)管架運動加速度產(chǎn)生的慣性力平衡。在求出作用在結(jié)構(gòu)上的載荷之后，通過空間剛架的有限元分析，算出導(dǎo)管架各梁單元端點處的內(nèi)力的強(qiáng)度衡準(zhǔn)進(jìn)行幾種應(yīng)力的強(qiáng)度校核和整體穩(wěn)定性校核，剪應(yīng)力校孩。
為計算各構(gòu)件的應(yīng)力，導(dǎo)管架理想化為一個空間剛架結(jié)構(gòu)，它由具有六個自由度的梁單元組成。節(jié)點的選取，除了在各桿相交處取為節(jié)點外，還把集中力較大的作用點(如浮筒的系縛點，拖輪拖纜的系縛點)以及剛度突變點選為節(jié)點。整個結(jié)構(gòu)模型共有299個節(jié)點，580個梁元。由于在進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算時，采用波陣法求解，所以節(jié)點編號可以任意編排，不必考慮節(jié)點編號的優(yōu)化問題。
為了對導(dǎo)管架六個自由度上的剛體位移予以限制，將176號節(jié)點、179號節(jié)點及260號節(jié)點給予約束。導(dǎo)管架的結(jié)構(gòu)理想化模型在計算各構(gòu)件的失穩(wěn)應(yīng)力時，歐拉長度(K1)視鉤件的實際長度和構(gòu)件的端點固定情況而定，有效長度系數(shù)K參考AISC的規(guī)定選取：樁腿構(gòu)件取1、0，其余構(gòu)件取0、80 浮筒對樁腿的壓力，拖索對樁腿的拖力以及吊索的拉力，均作為外力施加于相應(yīng)的作用點上, 導(dǎo)管架在波浪上浮運時，導(dǎo)管架的波浪力，按II orison的公式進(jìn)行計算，浮筒在波浪上對導(dǎo)管架所產(chǎn)生的動壓力則在船模試驗池中通過模型試驗測定。
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