一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法技术

本发明专利技术涉及海洋工程技术领域，且公开了一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，包括以下步骤，S1，将上部模块与下部支撑结构组合后进行在位分析得到无沉降影响条件下的结构应力；S2，建造状态搭建上部模块建造模型，在腿柱插尖处施加约束，利用弹簧单元模拟地基刚度；S3,删除在位工况下的环境荷载、操作荷载，调整施加建造荷载；S4，调整各腿柱处弹簧刚度数值；S5，采用S2的模型，将八个腿的约束全部改成铰支，其它不变；S6，将S1，S4，S5中计算结果进行组合；S7，完成影响评估。该一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，能够通过拟合准确模拟建造场地的地基刚度，给计算评估提供可靠的设计基础，使计算模拟更准确。确。确。

【技术实现步骤摘要】
一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法


[0001]本专利技术涉及海洋工程
，具体为一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法。

技术介绍

[0002]海洋平台是用于海上油气的开采和处理加工的常见结构形式。其上部模块为一种板梁结构组成的空间框架结构物，用于承托生产生活设备设施。随着技术的发展，上部模块规模和重量越来越大，对建造场地的承载力要求也越来越高。
[0003]在实际工程当中，由于场地承载力不足，常会出现上部模块建造过程中场地发生沉降的问题。由于沉降的出现，会造成上部模块内部产生内应力，这部分内应力会叠加到其他荷载上，对上部模块的强度造成潜在影响，导致分析不准确，甚至引起结构失效。
[0004]因此，合理评估建造阶段场地沉降对上部模块的影响，保证分析准确性，对模块结构的安全性具有重要意义。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，可以解决现有的实际工程无法合理评估建造阶段场地沉降对上部模块的影响，保证分析准确性的问题；本专利技术通过设置一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，有效解决现有技术问题。
[0006]为实现上述的一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法目的，本专利技术提供如下技术方案：一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，包括以下步骤，
[0007]S1，将上部模块与下部支撑结构组合后进行在位分析得到无沉降影响条件下的结构应力；r/>[0008]S2，根据现场实际建造状态搭建上部模块建造模型，在腿柱插尖处施加约束，利用弹簧单元模拟地基刚度；
[0009]S3,删除在位工况下的环境荷载、操作荷载，根据现场实际情况调整施加建造荷载；
[0010]S4，调整各腿柱处弹簧刚度数值，使该位置处的结构变形值与现场实测的沉降数值相匹配；
[0011]S5，采用S2的模型，将八个腿的约束全部改成铰支，其它不变；
[0012]S6，将S1，S4，S5中计算结果进行组合，其中S5中铰支模型的组合系数为
‑
1，其余为1，得到沉降引起的内应力与在位工况组合后的内力结果；
[0013]S7，利用规范校核考虑沉降影响后上部模块在位工况下的强度，完成影响评估。
[0014]进一步地，步骤S1中所述将上部模块与下部支撑结构组合后进行在位分析得到无沉降影响条件下的结构应力，组合模型包括导管架、模块以及两者之间的过渡段，施加的荷
载包括自重，设备荷载及环境荷载，对于导管架及上部模块的结构梁、立柱和斜撑使用杆单元模拟，对于甲板板使用PLATE单元模拟，对于机械、配管等各专业荷载通过WEIGHT或LOAD等进行施加，进行在位分析之后，得到无沉降影响条件下的结构应力。
[0015]进一步地，步骤S2中所述根据现场实际建造状态搭建上部模块建造模型，在腿柱插尖处施加约束，利用弹簧单元模拟地基刚度，所述弹簧单元刚度针对6个自由度分别进行设置，且可以根据场地设计数据估算大致的刚度作为初始数值。
[0016]进一步地，步骤S3中所述删除在位工况下的环境荷载、操作荷载，根据现场实际情况调整施加建造荷载，其中模型包含的荷载及模型状态需要与现场实测变形时的状态相匹配；同时杆件间的实际焊接、连接状态也需要结合建造进度在模型中进行修正匹配。
[0017]进一步地，步骤S4中所述调整各腿柱处弹簧刚度数值，使该位置处的结构变形值与现场实测的沉降数值相匹配，可以依据某立柱作为参照，其他位置的变形相对该立柱进行调整匹配，同时各腿柱刚度的调整需要进行多次迭代，最终状态与实测结果偏差不应大于10％。
[0018]进一步地，步骤S5中所述采用S2的模型，将八个腿的约束全部改成铰支，其它不变，目的在于模拟与S2相同建造工况下无地基沉降时的结构应力。
[0019]进一步地，步骤S6中所述将S1，S4，S5中计算结果进行组合，其中S5中铰支模型的组合系数为
‑
1，其余为1，得到沉降引起的内应力与在位工况组合后的内力结果，S4及S5进行组合后，可得到受结构物受地基沉降引起的应力结果，将上述应力结果与S1结果组合后，即可将沉降引起的应力变化叠加到在位应力之上，得到上部模块考虑沉降效应之后的在位应力结果。
[0020]进一步地，步骤S7中所述利用规范校核考虑沉降影响后上部模块在位工况下的强度，完成影响评估，对于评估结果无法满足设计规范要求的情况，需要针对相应结构进行调整加强。
[0021]与现有技术相比，本专利技术提供了一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，具备以下有益效果：
[0022]本一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，通过使用本方法进行受力分析，一方面能够较为准确的匹配建造场地的实际刚度，使计算模拟更准确，另一方面，通过过程叠加的方式，可以实现对影响程度的定量化评估，给结构的修正和加强提供依据。
附图说明
[0023]图1为本专利技术上部模块建造场地沉降数值的示意图；
[0024]图2为本专利技术上部模块沉降影响分析示意图；
[0025]图3为本专利技术上部模块与下部支撑结构组合体计算模型示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例的一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法的流程示意图。
[0027]图中：21、立柱；22、甲板片；31、上部模块在位模型；32、下部支撑结构在位模型；33、过渡段。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]请参阅图1
‑
4，一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，包括以下步骤，
[0030]S1，将上部模块与下部支撑结构组合后进行在位分析得到无沉降影响条件下的结构应力，如图3所示，组合模型包括下部支撑结构、模块以及两者之间的过渡段。施加的荷载包括自重，设备荷载及环境荷载。对于导管架及上部模块的结构梁、立柱和斜撑使用杆单元模拟；对于甲板板使用PLATE单元模拟；对于机械、配管等各专业荷载通过WEIGHT或LOAD等进行施加。进行在位分析之后，可得到无沉降影响条件下的结构应力。
[0031]S2，根据现场实际建造状态搭建上部模块建造模型，如图2所示，在腿柱插尖处施加约束，利用弹簧单元模拟地基刚度；弹簧刚度可以针对6个自由度分别进行设置并可以根据场地设计数据估算大致的刚度作为初始数值。
[0032]S3,删除在位工况下的环境荷载、操作荷载，根据现场实际情况调整施加建造荷载；如图1所示，本步骤中模型包含的荷载及模型状态需要与现场实测变形时的状态相匹配；如图2所示，杆件间的实际焊接、连接状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，其特征在于：包括以下步骤，S1，将上部模块与下部支撑结构组合后进行在位分析得到无沉降影响条件下的结构应力；S2，根据现场实际建造状态搭建上部模块建造模型，在腿柱插尖处施加约束，利用弹簧单元模拟地基刚度；S3,删除在位工况下的环境荷载、操作荷载，根据现场实际情况调整施加建造荷载；S4，调整各腿柱处弹簧刚度数值，使该位置处的结构变形值与现场实测的沉降数值相匹配；S5，采用S2的模型，将八个腿的约束全部改成铰支，其它不变；S6，将S1，S4，S5中计算结果进行组合，其中S5中铰支模型的组合系数为
‑
1，其余为1，得到沉降引起的内应力与在位工况组合后的内力结果；S7，利用规范校核考虑沉降影响后上部模块在位工况下的强度，完成影响评估。2.根据权利要求1步骤S1所述的一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，其特征在于：所述将上部模块与下部支撑结构组合后进行在位分析得到无沉降影响条件下的结构应力，组合模型包括导管架、模块以及两者之间的过渡段，施加的荷载包括自重，设备荷载及环境荷载，对于导管架及上部模块的结构梁、立柱和斜撑使用杆单元模拟，对于甲板板使用PLATE单元模拟，对于机械、配管等各专业荷载通过WEIGHT或LOAD等进行施加，进行在位分析之后，得到无沉降影响条件下的结构应力。3.根据权利要求1步骤S2所述的一种建造场地沉降对海洋平台上部模块影响的评估方法，其特征在于：所述根据现场实际建造状态搭建上部模块建造模型，在腿柱插尖处施加约束，利用弹簧单元模拟地基刚度，所述弹簧单元刚度针对6个自由度分别进行设置，且可以根据场地设计数据估算大致的刚度作为初始数值。4.根据权利要求1步骤S3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵阔，尹晓明，薄景富，王晓蕾，饶云松，刘辉龙，刘立静，任欣，
申请(专利权)人：海洋石油工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：