平臺運動激勵下鋼懸鏈式立管觸地點動態分析

作者：尤巖巖,白興蘭,王孟義

摘要：平臺運動和管土相互作用是引起鋼懸鏈式立管(Steel Catenary Riser,SCR)觸地點動態響應和疲勞損傷的關鍵因素。基于豎向土抗力-埋深曲線和側向庫倫摩擦雙線模型模擬SCR觸地區管土作用,并考慮豎向海床剛度的退化,研究平臺三維運動激勵下SCR觸地區的動態響應與疲勞壽命,相對于簡單的單向運動激勵和僅考慮豎向管土作用,更符合工程實際。計算結果表明:①三維管土作用下,平臺垂蕩運動對立管觸地區的影響最大,縱蕩運動次之,橫蕩的影響最小;②平臺三維運動的耦合,在一定程度上可降低立管觸地區的動力響應和疲勞損傷,若僅考慮垂蕩運動,結果偏于保守;③非線性海床模型相對于線彈性海床,引起的立管觸地區的應力幅值、位移幅值顯著增加,雖然貫入位移較小,但土抗力較大,選用線彈性海床的計算誤差較大。平臺運動和海床強度對SCR觸地點動態響應和疲勞損傷的影響較大,因此在SCR響應分析與設計中,準確選擇海床模型和平臺運動方式,對于預測立管的疲勞壽命具有重要意義。

發文機構：浙江海洋大學船舶與機電工程學院 浙江省近海海洋工程技術重點實驗室

關鍵詞：鋼懸鏈式立管平臺運動激勵非線性海床觸地區動態分析steel catenary riserplatform motion excitationnonlinear seabedtouchdown zonedynamic analysis

分類號： P751[交通運輸工程—港口、海岸及近海工程][天文地球—海洋科學]