海洋平臺(tái)基于結(jié)構(gòu)碰撞損傷的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估.pdf

1、海洋平臺(tái)在復(fù)雜惡劣的環(huán)境中工作，除正常的工作荷載、環(huán)境荷載的作用外，還受到偶然荷載威脅，如船舶的撞擊、平臺(tái)上部落物的撞擊。偶然荷載引發(fā)的事故不但會(huì)造成人員傷亡和重大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)對(duì)近海周邊環(huán)境和海洋生態(tài)造成嚴(yán)重的污染和破壞。在我國(guó)工程應(yīng)用領(lǐng)域中，海洋平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作開展相對(duì)較少，現(xiàn)有海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)，大多沒考慮到偶然荷載的作用，通常的做法是在平臺(tái)交付使用后再進(jìn)行修改，這樣勢(shì)必造成人力和財(cái)力浪費(fèi)。因此對(duì)平臺(tái)進(jìn)行偶然荷載作用下的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估十分

2、必要。但是，對(duì)于剛剛興起不久海洋工程領(lǐng)域，關(guān)于海洋平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)很少，這給風(fēng)險(xiǎn)定量計(jì)算帶來了很大的困難。另外就由碰撞引起的海洋結(jié)構(gòu)損傷分析本身而言，其力學(xué)機(jī)理復(fù)雜，再加上海洋環(huán)境復(fù)雜，開展試驗(yàn)研究的成本過高，且不確定因素頗多，在這種情況下有限元數(shù)值仿真在碰撞分析領(lǐng)域越來越受到重視。
　　 本文是在中海石油(中國(guó))有限公司委托的《LD32-2PSP定量指數(shù)評(píng)價(jià)及重大危險(xiǎn)源辨識(shí)安全分析》項(xiàng)目的基礎(chǔ)上展開的。研究注重理論與工程實(shí)踐

3、相結(jié)合，在較深入研究風(fēng)險(xiǎn)分析理論及平臺(tái)結(jié)構(gòu)碰撞損傷的基礎(chǔ)上，對(duì)海洋平臺(tái)碰撞風(fēng)險(xiǎn)建立定量評(píng)估系統(tǒng)。以實(shí)現(xiàn)海洋平臺(tái)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)由傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型向科學(xué)預(yù)測(cè)型轉(zhuǎn)變。本文的主要內(nèi)容和研究成果包括如下幾點(diǎn)：
　　 1.大量查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，了解分析國(guó)內(nèi)外海洋結(jié)構(gòu)物碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究現(xiàn)狀，探究各種風(fēng)險(xiǎn)分析方法的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)，為海洋平臺(tái)碰撞風(fēng)險(xiǎn)分析奠定基礎(chǔ)。
　　 2.對(duì)海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)物碰撞損傷經(jīng)驗(yàn)公式法、能量法和有限元法進(jìn)行介紹。建立LD3

4、2-2PSP平臺(tái)結(jié)構(gòu)顯式動(dòng)態(tài)有限元模型，系統(tǒng)分析吊機(jī)落物引起的平臺(tái)結(jié)構(gòu)甲板設(shè)備以及海底管線的損傷。計(jì)算分析船舶以不同的速度撞擊平臺(tái)結(jié)構(gòu)及立管引起的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)，對(duì)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)的損傷程度進(jìn)行了評(píng)估。
　　 3.結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，建立海洋平臺(tái)在偶然荷載作用下的風(fēng)險(xiǎn)分析框架。根據(jù)偶然災(zāi)害的發(fā)生概率和平臺(tái)暴露級(jí)別來劃分災(zāi)害事件的風(fēng)險(xiǎn)水平，并依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)水平結(jié)合LD32-2PSP平臺(tái)結(jié)構(gòu)開展定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在對(duì)落物碰撞風(fēng)險(xiǎn)、船舶撞擊風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生頻