不同作业水深下自升式平台桁架式桩腿结构型式研究

摘要

以一桁架式桩腿自升式平台为研究对象,分析了不同作业水深下5种常见桁架式桩腿结构强度和稳定性的变化.文中选取了350ft、450ft和550ft三种作业水深,每个作业水深下,综合考虑工作载荷和环境载荷作用,分别建立K型,REV-K型,MIXING型,X型以及含有水平撑杆的X型五种桩腿结构有限元模型.桩腿结构型式对于其惯性力载荷影响较大，作业水深一定时，REV-K型桩腿的惯性力载荷最大，K型桩腿次之，MIXING型与Xl型桩腿相同且小于K型桩腿，X型桩腿最小。各种型式桩腿的惯性力载荷随着作业水深的增加而快速增大。相比于大位移法，采用经验公式法计算P-A效应载荷更为保守，且两种方法计算结果的差异随水深的增加而增加。采用准静态分析法，对不同型式的桩腿结构强度和稳定性进行对比分析，包括主弦杆、斜撑杆、水平撑杆和水平内撑杆构件，结合桩腿结构的经济性给出了结构型式设计方面的建议。随着自升式平台作业水深的增加，考虑到K型和REV-K型桩腿的强度性能和经济性较差；X型和Xl型桩腿易发生屈曲失效，稳定性较差；MIXING型桩腿整体性能最好，适合在深水区作业，所以推荐使用MIXING型桩腿结构型式。