廢棄樁基平臺導(dǎo)管架拆除過程中的穩(wěn)定性分析.pdf

1、海洋廢棄樁基平臺拆除已列入國內(nèi)相關(guān)法規(guī)以及國際公約，目前我國有近100多座海洋平臺設(shè)施陸續(xù)進(jìn)入棄置階段，拆除工作勢在必行，其中導(dǎo)管架的拆除是平臺拆除中的關(guān)鍵，切割是制約這關(guān)鍵的主要因素。
　　作為主要支撐海洋平臺上部結(jié)構(gòu)的導(dǎo)管架，大都是由圓柱型鋼管按照一定的結(jié)構(gòu)圖式，用焊接的方法組成整體結(jié)構(gòu)，因此目前對導(dǎo)管架穩(wěn)定性計(jì)算主要依據(jù)圓柱管件穩(wěn)定性理論，并沒有考慮導(dǎo)管架的損傷，但在導(dǎo)管架拆除切割過程中，切口的擴(kuò)展對導(dǎo)管架的穩(wěn)定性勢必帶來很

2、大的影響，現(xiàn)有的開孔柱殼穩(wěn)定性主要在Donnell的假設(shè)前提下，提出的開孔柱殼穩(wěn)定性分析的數(shù)學(xué)模型和變分原理并不適用現(xiàn)場應(yīng)用。本研究在現(xiàn)有圓柱殼軸壓作用下的失穩(wěn)屈曲理論基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)值分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，推導(dǎo)適用于工程中導(dǎo)管架拆除過程中的穩(wěn)定性函數(shù)，具體內(nèi)容如下:
　　(1)在現(xiàn)有導(dǎo)管架穩(wěn)定性研究理論基礎(chǔ)上，分析導(dǎo)管架在拆除過程中的工況，建立合理的物理模型，分析了導(dǎo)管架切割過程中穩(wěn)定性的主要影響因素，運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)方法確定了分析方案。利

3、用有限元法分析各因素對導(dǎo)管架切割過程中穩(wěn)定性的敏感程度。
　　(2)對無開孔薄壁圓柱殼軸壓作用下的小撓度線性理論和大撓度屈曲理論，以及有開孔的薄壁圓柱殼的穩(wěn)定性理論進(jìn)行分析，確定適用于導(dǎo)管架切割過程中屈曲臨界載荷計(jì)算的數(shù)學(xué)模型。利用差分進(jìn)化法對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況對其進(jìn)行合理的修正。
　　(3)在理論計(jì)算分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)施了導(dǎo)管架穩(wěn)定性試驗(yàn)，以無縫鋼管為研究對象，利用壓力試驗(yàn)機(jī)，應(yīng)變測試儀，電阻應(yīng)變片等

4、儀器設(shè)備，對不同切口下圓柱殼的穩(wěn)定性進(jìn)行了試驗(yàn)。對試驗(yàn)中圓柱殼出現(xiàn)的屈曲形態(tài)和應(yīng)變趨向做了分析，并將試驗(yàn)結(jié)果與理論值進(jìn)行了比較，對導(dǎo)管架穩(wěn)定性函數(shù)進(jìn)行了修正。
　　(4)針對南海某樁基廢棄平臺分別利用有限元方法和本研究推導(dǎo)出來的穩(wěn)定性函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，將二者計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了導(dǎo)管架穩(wěn)定性函數(shù)計(jì)算方法在實(shí)際應(yīng)用中的準(zhǔn)確性。
　　本研究結(jié)合國內(nèi)外導(dǎo)管架拆除發(fā)展?fàn)顩r及切割方法，確定導(dǎo)管架切割過程中的載荷類型及邊界條件，推導(dǎo)出適用