一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法技术

本发明专利技术涉及一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法，属于海岸、海洋工程和桥梁工程技术领域。包括：获取大尺寸海工平台相关数据；根据水位和海工平台顶高程相对关系，计算大尺寸海工平台为半淹没和全淹没的垂向力。该计算方法能够较好地预测大尺寸海工平台在恶劣海况中所受的波浪作用力，计算得到的垂向力和物理模型试验结果以及数学模型计算结果相接近，与传统的物理模型和数学模型相比，节省了时间成本和试验成本，有较高的经济性。该垂向力计算方法对海岸、洋工程设计有较高的指导作用，对已建海岸、洋工程安全性能够起到很好的校核作用，在海岸、洋工程防灾减灾领域具有很好的应用价值。

A calculation method of wave vertical force of large-scale fixed offshore platform

The invention relates to a method for calculating the vertical wave force of a large-scale fixed offshore platform, which belongs to the technical field of coastal, marine engineering and bridge engineering. It includes: obtaining the relevant data of large-scale offshore platform; calculating the vertical force of semi submerged and total submerged for large-scale offshore platform according to the relative relationship between water level and the top elevation of offshore platform. The calculation method can predict the wave force of large-scale offshore platform in bad sea conditions. The vertical force calculated is close to the test results of physical model and the calculation results of mathematical model. Compared with the traditional physical model and mathematical model, it saves time cost and test cost, and has higher economy. The calculation method of the vertical force has a high guiding role in the design of coastal and ocean engineering, a good checking role in the safety of the built coastal and ocean engineering, and a good application value in the field of disaster prevention and mitigation of coastal and ocean engineering.

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法
本专利技术属于一种海岸、海洋工程和桥梁工程
，特别涉及一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法。
技术介绍
波浪垂向力是海工平台设计的重要荷载之一。近年来随着海洋的不断开发及我国交通、能源、渔业、国防等事业的快速发展，推动了越来越多的海工结构物的兴建，且海工结构物尺寸不断加大，屡屡刷新记录，并规划不断往外海域、深海域发展。随着水深不断增加，跨海桥梁、海洋风电平台、海洋石油平台等大尺寸海工结构物所处的海域环境极其恶劣和复杂，海工结构物建设面临重大技术挑战。近年来，随着全球气候变暖等因素的变化，极端性天气事件增多，热带气旋中生成台风(包括台风、强台风、超强台风)的比例升高，沿海地区登陆的台风呈频率增加、强度增大的态势，海工结构物面对的海况越来越恶劣，海工结构物的安全形势变得越来越紧张。海工结构物上的波浪荷载计算是一个复杂问题，尤其是大尺寸海工平台，由于处于静水位附近，当波峰到来时，其可能处于淹没状态或半淹没状态，有时伴有波浪破碎；当波谷到来时，海工平台可能处于半淹没状态或完全露出水面，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一：获取大尺寸海工平台截面形式、尺寸以及海工平台顶底高程数据；/n步骤二：获取大尺寸海工平台附近海域的水位、流速及波浪资料；/n步骤三：根据水位和海工平台顶高程相对关系，/n当大尺寸海工平台为半淹没时(海工平台顶在静水位以上，海工平台底在静水位以下)，大尺寸海工平台垂向力计算公式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：获取大尺寸海工平台截面形式、尺寸以及海工平台顶底高程数据；
步骤二：获取大尺寸海工平台附近海域的水位、流速及波浪资料；
步骤三：根据水位和海工平台顶高程相对关系，
当大尺寸海工平台为半淹没时(海工平台顶在静水位以上，海工平台底在静水位以下)，大尺寸海工平台垂向力计算公式为：



式中，为大尺寸海工平台垂向力；A为海工平台面积；ρ为水体密度；g为重力加速度；H为波高；k为波数，k＝2π/L，L为波长；z为海工平台底距静水位高度，负值；d为水深；α为水深系数，取α＝0.8～1.2；β为衰减系数，取值范围为0.5～1.5，其中矩形海工平台β值小于圆形海工平台；b为海工平台长度的1/2；
当大尺寸海工平台为全淹没时(海工平台顶在静水位以下)，大尺寸海工平台垂向力计算公式为：



式中，系数ε取8.0～10.0；σ为公式系数，取0.7～1.0；λ为变化系数，取1.0～3.0。


2.根据权利要求1所述的一种大尺寸固定式海工平台波浪垂向力计算方法，其特征在于，对于规则波而言，当有明确的波高和波长时，直接采用波流联合作用时大尺寸海工平台垂向力计算公式计算；若波高值确定，波长不确定，同时缺少实测的波高时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：董伟良，赵鑫，胡子俊，邵杰，黄世昌，姚文伟，王永举，梁斌，许政，
申请(专利权)人：浙江省水利河口研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33