自升式海洋平臺樁腿樁靴結(jié)構(gòu)監(jiān)測方案研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)狀態(tài)在線監(jiān)測技術(shù)作為一項新興技術(shù),主要通過實時監(jiān)測結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù),提供結(jié)構(gòu)實際狀態(tài)數(shù)據(jù)并及時發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷,防止重大事故的發(fā)生。海洋平臺作為典型的海洋工程結(jié)構(gòu)物,其本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、所處環(huán)境極度惡劣、服役時間長、其可靠性和耐久性受到嚴峻挑戰(zhàn),及時有效地監(jiān)測平臺在海上作業(yè)的安全性更具實際意義。
　　 本文以自升式海洋平臺為工程背景。自升式平臺樁腿樁靴結(jié)構(gòu)為主要受力構(gòu)件,深入研究其在不同設(shè)計工況下的應(yīng)力狀態(tài);建立樁腿樁靴結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)

2、,實時監(jiān)測樁腿樁靴結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化,對結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的早期損傷發(fā)出警報,保證自升式海洋平臺安全服役。根據(jù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測對象和監(jiān)測內(nèi)容確定自升式平臺樁腿樁靴結(jié)構(gòu)監(jiān)測方案。
　　 結(jié)構(gòu)監(jiān)測方案主要包括結(jié)構(gòu)監(jiān)測位置選取、光纖光柵傳感器封裝設(shè)計和布設(shè)、建立結(jié)構(gòu)監(jiān)測系統(tǒng)三方面內(nèi)容。
　　 首先,基于靜力計算選取樁腿樁靴結(jié)構(gòu)監(jiān)測位置,即光纖光柵傳感器的優(yōu)化布設(shè)。針對自升式海洋平臺所處的工作環(huán)境,對拖航工況、自存工況、采油作業(yè)工況進行有限元模擬

3、;分析樁腿樁靴結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布,確定樁腿樁靴應(yīng)力熱點位置;結(jié)合平臺樁基沖刷和單樁承載力改變對結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布的影響,優(yōu)化樁腿樁靴結(jié)構(gòu)監(jiān)測位置。
　　 其次,完成光纖光柵應(yīng)變傳感器封裝設(shè)計和布設(shè)。結(jié)合光纖光柵傳感器的特點及樁腿樁靴實際結(jié)構(gòu)形式,設(shè)計適合該監(jiān)測方案的光纖光柵傳感器。樁腿結(jié)構(gòu)采用圓柱狀光纖光柵應(yīng)變傳感器,樁靴結(jié)構(gòu)采用平面膜片式光纖光柵應(yīng)變傳感器。自行設(shè)計傳感器的布設(shè)連接裝置,完成傳感器布設(shè)、定位和安裝。
　　 最后,建