船舶撞击后导管架安全性评估修复的方法探讨-论文.pdf

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1、第43卷第4期船海工程Vo1．43No．42014年8月SHIP＆0CEANENGINEERINGAug．2014DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2014．04．029船舶撞击后导管架安全性评估修复的方法探讨张孝卫，刘玉玺，徐峰，荆潇，孟庆政(海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津300452)摘要：依托项目实例，以实测凹陷值来还原撞击荷载，进而对导管架进行剩余强度评估和其它部位的损伤筛查，给出导管架海上维修方案，结合对平台的整体安全性评估结果，给出修复方法和后期监测方案。关键词：导管架；船舶撞击；安全性评估；修复方法中图分类号：U661．43文献

2、标志码：A文章编号：1671-7953(2014)04-0117-04海洋平台矗立在开阔海域，导管架作为水中工艺模块、供电模块和生活模块等设施。平台所基础，支撑着功能模块，避免不了与船舶(如供应受水平环境荷载约1200t，垂向荷载约2000t。船舶)发生碰撞，造成一定的结构损坏和环境污平台设计寿命为15年。染事故。在导管架的设计中，一般按照APIRP1．1设计情况2A⋯规范中的要求，对结构进行校核：①确保导表1所列数据为此平台设计过程中选取的环管架在船舶撞击下，不倒塌；②撞击后，平台结构境荷载，操作工况为1年一遇，极端工况取百年一的剩余强度能否抵抗操作环境条件下的荷载作遇。

3、用。多数文献研究侧重于导管架设计中的船舶撞表1该海域波浪的最大分布值击分析方法。J，而关于导管架与船相撞后必要的强度评估和修复研究极少。据统计，30％的海洋工程结构损坏事故是由船舶撞击造成的，且平台在生产期间，难免遭受油船撞击。并且导管架被船舶撞击后，往往会造成导管架为三腿主桩式，桩径1524mm，设计结构破损、环境污染、人员伤亡等灾难性的后果。入泥深度约为75m。导管架立面框架由x撑搭所以，无论是从安全上、经济上，还是从环境保护建，分3个水平层，工作点标高为8．5m。平台设上来看，针对导管架遭受船舶撞击后，对其进行整有6根隔水套管、1根立管、1根电缆护管和2根体结构评估和

4、采取必要的修复措施都具有重要的本护管及其它附件。见图1、2。意义。中国南海某海域的平台在导管架安装完成后，发生了与运输船舶意外撞击事故。结合业主和第三方关注的问题，对导管架的许用能力进行评估，指导现场进行组块吊装作业。同时完成平台在位期间整体结构的安全评估，提出对水下受损杆件进行管内灌浆的修复办法。1工程实例平台水深28．6m(相对于平均海平面)，设有图1平台2D杆系单元示意收稿日期：2013—12—131．2损坏情况修回日期：2014—01—15导管架完成海上打桩作业后(仅焊接了几块第一作者简介：张孝卫(1982一)，男，硕士，工程师环冠板，还未进行灌浆处理)，与平台群其

5、它采油研究方向：船舶与海洋工程结构设计E-mail：ZXS@mail．cooec．tom．cn平台的供应船舶发生碰撞事故。通过检验人员对1l7第4期船海工程第43卷动态响应过程，存在着大量的非线性问题。在碰撞过程中还包含很多不确定因素，如碰撞的性质、强度、被撞结构和撞击船的状况等。所有这些特点使船舶与海洋平台的碰撞问题的研究变得相当复杂和闲难，需要综合应用船舶水动力学、塑性力学、断裂力学和结构可靠性等方面的理论。本文依据APIRP2A规范中的推荐公式，南实测凹坑值反推船舶撞击荷载。通过SACS软件中的倒塌模块对船舶撞击过程进行理论还原。首先通过杆件凹坑值，计算荷载，见表2。

6、图2平台的3D计算模型表2假定船舶撞击导管架的荷载值平台的整体受损情况进行检测及水下调查，给出以下主要破坏部位。1)A1一B2腿之间水平层挖筋碰撞后凹陷区域K约4．5m，最大深度达250mm，且与水平撑相连的斜支撑亦有凹陷变形。2)遭受船舶撞击侧的立面，栏杆受损严重，部分油漆脱落。荷载计算公式如下。3)在导管架A—A立面，水面附件的一跨x撑杆件有3处凹陷，最长约2m，宽度200mm；深达PdMp((㈩l20mm；另外两处凹坑深度分别为50和60mm。M=Ft／4(2)船撞后的导管架受损情况的现场图片见式巾：P。——撞成凹坑所需的荷载；图3、4。——圆管的塑性弯矩；F——屈服

7、强度，D，R；￡——圆管的直径、半径和壁厚；——凹坑深度，此值若大于10倍壁厚，需进行详细的杆件屈曲分析。详细公式可参见ISO19902中13．7章节内a)水1朴什遭b)剁支撑杆受H{』咖捕I变彤部发生助容。图5为杆件凹坑示意。图3水面以上受损杆件示意‘图5杆件凹坑示意图4水面以下杆件受损情况示意结合船体结构形式和变形量，将表2中的船2评估内容舶撞击荷载分两步加载到导管架结构上。首先是2．1导管架损坏程度评估水上杆件先接触，吸收部分能量破坏后，船体又和船舶与海洋平台发生的碰撞是结构在很短的导管架水下x撑杆件发生碰撞