極端冰載荷作用下自復(fù)位導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)有限元分析

賈 棟， 張紀(jì)剛,2

(1. 青島理工大學(xué) 土木工程學(xué)院， 山東 青島 266033；2. 藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)工程建設(shè)與安全協(xié)同創(chuàng)新中心， 山東 青島 266033)

0 引 言

1966年底，在我國渤海海域鉆探出著名的油氣探井——海1井，從此我國開始了對海洋油氣資源的勘探和開發(fā)[1]。目前，油氣勘探開發(fā)主要采用導(dǎo)管架式、半潛式和自升式海洋平臺(tái)，其中導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)使用較普遍，用途也較廣泛[2]。海洋平臺(tái)所處環(huán)境比較復(fù)雜，風(fēng)、浪、流、冰甚至地震作用會(huì)對其結(jié)構(gòu)安全性產(chǎn)生較大威脅，在強(qiáng)載荷下甚至?xí){工作人員的生命安全[3-4]，如何降低海洋平臺(tái)在強(qiáng)載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng)顯得尤為重要。

海洋平臺(tái)是復(fù)雜的鋼桁架結(jié)構(gòu)體系。為降低結(jié)構(gòu)在動(dòng)載荷下的振動(dòng)響應(yīng)，OU等[5]提出在海洋平臺(tái)端帽與甲板之間添加黏彈性阻尼器和黏滯阻尼器的新型阻尼隔振方案，對海洋平臺(tái)進(jìn)行冰載荷下的數(shù)值模擬和試驗(yàn)，分析表明隔振方案對于降低海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)是有效的。另外，調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(Tuned Mass Damper，TMD)在適當(dāng)?shù)念l比和質(zhì)量比條件下具有較好的減振效果[6]。YUE等[7]、RIJKEN等[8]、JAFARABAD等[9]將TMD運(yùn)用在海洋平臺(tái)上，證明TMD對于平臺(tái)的減振控制有效。張紀(jì)剛等[10-11]提出基于搖擺墻體系的導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)，通過海洋平臺(tái)-搖擺墻結(jié)構(gòu)在冰載荷下的有限元分析，發(fā)現(xiàn)搖擺墻對于海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)減振有較好的效果。本文以JZ20-2導(dǎo)管架式海洋平臺(tái)為例，在海洋平臺(tái)外部加設(shè)斜預(yù)應(yīng)力拉索，通過Abaqus有限元軟件分析其在極端冰激載荷下的減振效果。……