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

2、大的影響，現有的開孔柱殼穩(wěn)定性主要在Donnell的假設前提下，提出的開孔柱殼穩(wěn)定性分析的數學模型和變分原理并不適用現場應用。本研究在現有圓柱殼軸壓作用下的失穩(wěn)屈曲理論基礎上，結合數值分析和試驗驗證，推導適用于工程中導管架拆除過程中的穩(wěn)定性函數，具體內容如下:
　　(1)在現有導管架穩(wěn)定性研究理論基礎上，分析導管架在拆除過程中的工況，建立合理的物理模型，分析了導管架切割過程中穩(wěn)定性的主要影響因素，運用正交實驗方法確定了分析方案。利

3、用有限元法分析各因素對導管架切割過程中穩(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)定性理論進行分析，確定適用于導管架切割過程中屈曲臨界載荷計算的數學模型。利用差分進化法對數學模型進行擬合，并根據實際應用情況對其進行合理的修正。
　　(3)在理論計算分析的基礎上，設計并實施了導管架穩(wěn)定性試驗，以無縫鋼管為研究對象，利用壓力試驗機，應變測試儀，電阻應變片等

4、儀器設備，對不同切口下圓柱殼的穩(wěn)定性進行了試驗。對試驗中圓柱殼出現的屈曲形態(tài)和應變趨向做了分析，并將試驗結果與理論值進行了比較，對導管架穩(wěn)定性函數進行了修正。
　　(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出來的穩(wěn)定性函數進行計算，將二者計算結果進行比較，驗證了導管架穩(wěn)定性函數計算方法在實際應用中的準確性。
　　本研究結合國內外導管架拆除發(fā)展狀況及切割方法，確定導管架切割過程中的載荷類型及邊界條件，推導出適用