中国船级社
目录
第一章通则...第1.1节概述..第1.2节海冰定义第1.3节结构冰激振动及冰激疲劳分析定义第1.4节结构冰激振动阀值及抗冰优化设计定义第1.5节缩略语.第二章渤海海冰环境参数第2.1节概述..7第2.2节渤海海冰的年极值设计参数区划. 7第2.3节渤海海冰参数的现场实测分析. 10第2.4节渤海海冰参数的数值推算第2.5节渤海海冰的物理力学性质 ... 15第三章导管架平台结构的冰载荷... ..22第3.1节概述.第3.2节静冰载荷. ...22第3.3节直立结构动冰载荷, 25第3.4节锥体结构动冰载荷. ...27第3.5节非规则结构的冰载荷 .30第四章导管架平台结构的冰激振动分析 .31第4.1节概述.. ...32第4.2节结构冰激振动的理论模型 ...2第4.3节结构冰激振动的数值方法, ...34第4.4节基于实测的结构冰激振动特征第五章导管架平台结构的冰激疲劳分析. ...39第5.1节概述.. ...39第5.2节结构冰激疲劳的工况选取及计算模型, ...39第5.3节导管架平台结构冰激疲劳的分析方法. 41第六章导管架平台结构的冰激振动阅值. 45
第6.1节概述 ...45第6.2节冰激振动对人员舒适度的影响. ...45第6.3节冰激振动对法兰密封的影响.. ...47第6.4节冰激振动对平台管线及上部设备的影响 ...49第6.5节冰激振动的预警标准. ...49第七章导管架平台结构的抗冰优化设计, ... 51第7.1节概述. ..51第7.2节锥体结构的减振效果分析 ..51第7.3节凹凸型破冰装置对冰激振动的影响 ...6参考文献.. ..58附录1渤海海冰推算参数与实测结果对比 ...61附录2基于海冰离散元方法的渤海海冰参数预测, 63附录3平台结构冰激振动加速度计算, ...65附录4平台结构冰激疲劳计算.. ... 68附录5渤海JZ20-2海域海冰参数的联合概率分布. ..70附录6渤海JZ20-2MUQ平台关键节点疲劳寿命 ..7172附录7渤海JZ20-2MUQ平台各冰况计算应力标准差 ...附录8渤海JZ20-2MUQ平台各冰况计算损伤度 ...73附录9渤海渤海JZ20-2MUQ平台冰激振动人员感受分析 ..附录10不同锥角下的海冰破坏模式. ...75附录11凹凸型破冰装置的冰载荷试验分析 . 78
第一章通则
第1.1节概述
1.1.1作为中国渤海及黄海北部冰区固定式海洋钢质结构冰激振动与冰激疲劳分析指南,基于现场监测数据和数值模拟方法给出了渤海海冰环境参数的长期分布规律,并给出了静冰载荷和动冰载荷的计算方法,在此基础上阐述了冰区海洋平台冰激振动分析的具体条件、方法和流程,考虑了静冰载荷和动冰载荷的作用,并提出渤海抗冰结构冰激振动预警标准.
1.1.2本指南适用于中国渤海及黄海北部冰区的固定式海洋钢质结构和非规则结构的冰荷载计算.旨在从渤海海冰的环境参数出发,对冰载荷产生的冰激振动影响平台结构疲劳、人员感受下降以及设备可靠性下降的评定方法提供参考.
1.1.3本指南中的术语及其定义参考或引用了下列规范或标准.
引用文件
表1.1.1
1 HY/T 047-2016 工程海冰技术规范2 ISO 19906-2010 Petroleum and natural gas industries-Arctic offshorestructures3 JTS 144-1-2010 港口工程荷载规范4 GB/T 15920-2010 海洋学术语物理海洋学5 GB/T 14090-2008 海上油气开发工程术语6 GB/T 23511-2009 石油天然气海洋结构的一般要求7 API RP 2A-WSD-2014 Platforms - Working Stress Design Planning Designing and Constructing Fixed OffshoreGuide for the Fatigue Assessment of Offshore8 ABS Structures(2012)9 DNVGL-RP-C203 Fatigue Design of Offshore Steel Structures(2014)DNVGL-RP-C210 Probabilistic Methods for Planning of Inspection for10 Fatigue Cracks in Offshore Structures(2015)11 API RP 2N-2015 Planning designing and constructing structures andpipelines for arctic conditions (third edition)12 CCS 海洋工程结构物疲劳强度评估指南(2013)13 GB/T13441.1-2007 机械振动与冲击-人体暴露于全身振动的评价(第1部分)
第1.2节海冰定义
1.2.1海冰 (Sea Ice)
由海水冻结而成的冰.广义上的海冰是海洋中一切冰的总称,它包括由海水冻结而成的冰以及由江河入海带来的冰,也包括极地大陆冰川或山谷冰川崩裂滑落海中的冰山.中国的海冰都是一年冰,即冰龄不会超过一个冬季的冰.海冰通常分为固定冰和浮冰.
1.2.2固定冰(Fast Ice)
沿着海岸形成并与海岸或海底固定冻结在一起或者随着潮位变化作垂直升降运动的海冰.
1.2.3 浮冰 (Floating Ice)
在风、浪、流和潮汐的作用下会发生漂移、破碎、重叠、堆积、上下起伏和重新冻结.
1.2.4固定冰区(Fast Ice Zone)
存在沿岸冰、冰脚或搁浅冰的冰区,以及冰盖不能随风和流漂流的冰区.
1.2.5单层冰(Sheet Ice)
整个冬季连续生长、相对未受扰动、平坦的一年平整冰,也包括断裂的平整冰块.
1.2.6平整冰(Level Ice)
未受变形作用影响,冰面平整或冰块边缘仅有少量冰瘤及其他挤压冻结痕迹的海冰.
1.2.7重叠冰(Rafted Ice)
在动力作用下,一层冰叠到另一层冰上形成的冰面较平坦的海冰.
1.2.8 堆积冰(Hummocked Ice)
任何原因形成的、堆积在一起,表面凹凸不平,融化时,外观像光滑小丘的海冰.
1.2.9 冰脊(Sea Ice Ridge)
碎冰在挤压作用下形成的一排具有一定长度的山脊状的堆积冰.
1.2.10 密集度(Concentrated degree of pack ice)