偏载作用下浮式平台稳定性预测理论及实例分析.pdf

《偏载作用下浮式平台稳定性预测理论及实例分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、浙江建筑，第27卷，第9期，2010年9月ZhejiangConstruction，Vo1．27，No．9，Sep．2010偏载作用下浮式平台稳定性预测理论及实例分析TheoryforStabilityPredictionofFloatingPlatfOrmunderOfsetLoadandtheCasesStudies程涛，范厚彬CHENGTao，FANHou—bin(浙江交通工程建设集团有限公司，浙江杭州310051)摘要：采用水弹性耦合数学理论，建立了由多用途浮箱组拼的浮式平台受偏载作用下稳定性预测理论分析模型，编制了相应的有限元计

2、算程序。并以我国南方某湖水库区内钻孔施工作业的浮式平台为例，进行实例分析，验证了其稳定性满足施工要求，为浮式平台的合理设计提供了科学依据。关键词：浮式平台；稳定性；预测中图分类号：U445．55文献标识码：A文章编号：1008—3707(2010)09—0033—03随着人类对海洋、湖泊资源开发需求的增加，水上作业施工平台正日益成为其必不可少的手段之⋯一。由于浮式平台具有移动性好、受地震影响小以⋯i．二(I等+雾)J，及造价成本低等特点，目前，已成为水上施工作业平台的最好选择之一。多用途浮箱所组成的浮式平台在施工作业过程中，往往存在浮式平

3、台的稳定性问(I雾+Ⅷ)J㈩题。基于此，笔者在考虑浮式平台对称锚泊条件的基·壹，。一(4斗)OxOy础上引入水动力学理论，对浮式平台倾覆(倾角)情况以及入水深度进行理论预测分析，为多用途浮箱组拼的浮式平台安全施工、运营和管理提供理论依据。1浮式平台计算数学模型的建立在考虑浮式平台系统整体结构特性基础上，将=E，(≤占)(5)单元刚度矩阵、单元质量矩阵、单元荷载列阵及边界，单元等价刚度矩阵集成后，可得到浮式平台整体动=(s≤≤艿)(6)力平衡方程的一种形式：[]{}+[C]{}+[K]{}={F}(1)F式中：一质量矩阵；)[：]△：+∑[

4、二]△c7c一阻尼矩阵；一水静力刚度矩阵；收稿日期：2009—08—20；修回日期：2010—05—06作者简介：程涛(1964一)，男，安徽歙县人，高级经济师，从事公路工程施工企业管理工作。浙江建筑2010年第27卷尼一线性刚度系数：2工程实例分析i一双链编号；一单链编号。我国南方在某湖水库区内修建桥梁，湖区水边界条件可写为：深近60m、覆盖层薄且河床面较陡。在这种水文固定边界：地质条件下，采用了多用途浮箱组拼的浮式平台()⋯=0(8)进行桩基础施工，多用途浮箱具体尺寸为12m×31il×1．5m，共两组，每组9个浮箱，每组浮箱平台()

5、=0(9)⋯尺寸为36mx9m×1．5m，每组平台甲板面上的自由边界：承载面积为4．2m×1．61TI。预测的最不利工况确定为龙门吊偏载，偏载位置为距离一侧立柱6m()—o处，最大载荷重量130t，边界锚绳的最大承载重量为1857kg，最不利工况示意图见图1。由平台作【旁忆。=。⋯，业环境可以确定浮箱倾覆属于小倾角稳性计算(浮力作用都通过固定稳心)。计算参数见表1。根据以上理论，笔者编制了相应的有限元计算仿真计算结果见图2～图6。程序。表1计算所需物理力学参数图1浮箱率台最不利-r；j2"F的载荷示意图图4偏载作用下浮箱平台甲板面上分布圉

6、I1蚕20000000『【1o05】0l520253O35X／m图5偏载作用下浮箱平台甲板面上在XY面上的投影分布图2偏载作用下浮箱平台甲板面上分布010●／■■008__-／5006＼／004O＼002ATm000．．．／．．．．0510152O253035图3偏载作用下浮箱平台甲板面上Y／m在XY面上的投影分布图6浮箱平台整体位移变化曲线第9期程涛等：偏载作用下浮式平台稳定性预测理论及实例分析35图2～图5给出了浮式平台上方偏吊最不利条0．4。，略高于力矩平衡理论的简化计算结果0．28。，件下的应力场分布。由于龙门吊立柱位于浮箱平台这

7、一结果满足《公路桥梁工程施工要点与技术规正中心位置，来自于吊梁的载荷也集中在浮箱平台范》中对浮式平台系统发生小倾覆的极限要求；(2)正中心，并向周边扩散，其中，两组浮箱连接处出现验证了浮式平台在最不利条件下的稳定性，得到的了相反方向的应力集中，且在轴方向对称分布，可靠技术参数为其合理设计提供了科学依据。见图3和图4。甲板面上的分布相对均匀，向浮参考文献箱边缘处的扩散也呈现递减趋势，而甲板面上的分布在浮箱连接处的变化较明显，在甲板中心处的[1]张威，杨建民，胡志强，等．深水半潜式平台模型试验与数值变化较小。由此可知，两组浮箱间的工字钢连接处

8、分析[J]．上海交通大学学报，2007，41(9)：1429—1434．[2]CheungKF，PhadkeAC，SmithDA，eta1．Hydrodynamicre．承担着浮箱整体稳定性的