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

1、結(jié)構(gòu)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)作為一項(xiàng)新興技術(shù),主要通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù),提供結(jié)構(gòu)實(shí)際狀態(tài)數(shù)據(jù)并及時(shí)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷,防止重大事故的發(fā)生。海洋平臺(tái)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(shí)間長(zhǎng)、其可靠性和耐久性受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn),及時(shí)有效地監(jiān)測(cè)平臺(tái)在海上作業(yè)的安全性更具實(shí)際意義。
　　 本文以自升式海洋平臺(tái)為工程背景。自升式平臺(tái)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(jì)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(cè)系統(tǒng)

2、,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樁腿樁靴結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化,對(duì)結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的早期損傷發(fā)出警報(bào),保證自升式海洋平臺(tái)安全服役。根據(jù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)對(duì)象和監(jiān)測(cè)內(nèi)容確定自升式平臺(tái)樁腿樁靴結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)方案。
　　 結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)方案主要包括結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)位置選取、光纖光柵傳感器封裝設(shè)計(jì)和布設(shè)、建立結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)三方面內(nèi)容。
　　 首先,基于靜力計(jì)算選取樁腿樁靴結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)位置,即光纖光柵傳感器的優(yōu)化布設(shè)。針對(duì)自升式海洋平臺(tái)所處的工作環(huán)境,對(duì)拖航工況、自存工況、采油作業(yè)工況進(jìn)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(diǎn)位置;結(jié)合平臺(tái)樁基沖刷和單樁承載力改變對(duì)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(cè)位置。
　　 其次,完成光纖光柵應(yīng)變傳感器封裝設(shè)計(jì)和布設(shè)。結(jié)合光纖光柵傳感器的特點(diǎn)及樁腿樁靴實(shí)際結(jié)構(gòu)形式,設(shè)計(jì)適合該監(jiān)測(cè)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(jì)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