未滿載壓載水的單點系泊軟剛臂縱向靜剛度

劉勖恒

(清華大學 土木水利學院， 北京 100084)

0 引 言

海洋平臺是開發海洋資源的關鍵裝備，塔架軟剛臂單點系泊裝置通過軟剛臂將漂浮的海洋平臺系泊在固定單點塔架上，這是目前固定海洋平臺的一種普遍方式，在國內外得到廣泛應用。軟剛臂單點系泊裝置的設計、制造、維護長期被國外少數公司所壟斷[1]，我國已開始自主研發軟剛臂單點系泊系統。軟剛臂系泊與纜鏈系泊的主要區別如下：軟剛臂在自重和壓載水重力作用下具有水平剛度，能為海洋平臺提供水平回復力，當海洋平臺靠近單點塔架時對其產生推力，當海洋平臺遠離單點塔架時對其產生拉力，限制浮動的海洋平臺在風、浪、流等環境載荷作用下的運動，系泊海洋平臺并防止海洋平臺與單點塔架發生碰撞。

目前人們對軟剛臂進行大量的理論建模、數值計算和縮比試驗，涉及軟剛臂的剛度特性、結構強度、疲勞，以及軟剛臂系泊系統與海洋浮動平臺在復雜海洋環境載荷作用下的耦合動力學等。例如：FAN等[2]分析軟剛臂單點系泊系統原型試驗測量方法及其精度；田冠楠等[3]對指定環境工況下的軟剛臂單點系泊系統載荷進行數值分析，將其與模型試驗結果進行對比，驗證數值模型的有效性；呂柏呈等[4-5]建立軟剛臂多體動力學方程，分析軟剛臂系泊系統的動力學特性；張鳳偉等[6]采用模型試驗和數值計算方法研究軟剛臂系泊下浮式液化天然氣存儲及再氣化裝置的動力學特性；……