海洋工程中桩身自由站立稳定性影响因素分析

由于海洋工程中的钢管桩具有直径大、桩壁薄和超长的特点,桩的自由站立稳定性分析是桩基设计的重要组成部分。结合海洋工程的设计实例,借助三维非线性有限元分析方法,考虑桩身变形的几何非线性特性,研究了桩身倾斜度、支撑情况以及水平荷载等因素对桩身自由站立稳定性的影响规律,并将线性分析方法和非线性分析方法得到的结果进行了比较。

考虑波流联合作用的大直径钢管桩自由站立稳定性分析

随着海洋工程建设水深的不断增加,导管架平台的钢管桩基础呈现出大直径、深贯入的特点。桩基承载力的提高导致了打桩施工难度的增长,不仅要求具有更大锤击能量的打桩设备,而且对打桩全过程的安全控制提出了更高的要求。桩的自由站立稳定性是打桩分析的第一个重要环节。针对置锤荷载的瞬态性特征,以钢管桩自由站立稳定性的静力分析方法为基础,提出了采用动力算法考虑作用于钢管桩上的波浪力和海流力,建立了钢管桩自由站立稳定性分析的动力模拟方法。研究表明,由于API规范法考虑的是荷载长期作用效果,与钢管桩置锤瞬间的瞬态过程不符,用该方法验算桩的自由站立稳定性偏于保守;动力法分析与API规范的计算结果对比表明,规范中的强度折减系数用于验算桩基自由站立稳定性时可以放大1.5倍。

桩基平台桩的可打入性和自由站立强度分析

主要进行桩在安装过程中的可打入性分析和自由站立强度校核等方面的研究。对某海洋平台桩安装期间的工程事故进行具体分析,进一步证明研究这2方面的重要性,并指出二者相互关联、相互影响的关系。

铁木辛柯弹性稳定理论在深水桩自由站立分析中的应用

采用铁木辛柯稳定性理论公式,考虑沿桩长分布的重量因素,结合API规范,通过位于深水区域长桩的工程实例,对自由站立工况进行分析校核。

海洋桩基平台钢管桩自由站立深度分析与问题探讨

钢管桩基础是海洋导管架平台比较常用的一种基础形式,对钢管桩自由站立深度的准确预测是导管架平台安装项目中的一项重要工作。如果自由入泥深度评估不准确,现场施工时可能会导致钢管桩发生变形损坏,进而可能影响到整个油气田的生产运营。基于实际生产项目,讨论了钢管桩自由站立深度实际结果与预测值之间的关系,分析了造成实际结果的原因,论证了除自身结构性质外,钢管桩自由站立深度的影响因素主要包括海底地层性质和沉桩速度。海底浅部地层性质直接决定土对桩的承载力;沉桩速度决定土对桩的应力类型。实践表明,应用多种方法对钢管桩自由站立深度进行综合分析评价,能够考虑到多种影响因素,从而使评估工作更加全面,大大提高预测的准确度。

能量近似法在深水长桩自由站立分析中的应用

由于欧拉公式的局限,目前深水长桩自由站立分析中考虑桩身重量时是将自由站立桩段简化为统一壁厚(一般取最薄壁厚)来计算的,计算结果偏保守,导致所需桩段壁厚往往较实际要厚。从铁木辛柯弹性稳定理论为基础,采用能量近似法来计算桩自由站立状态轴向许用荷载,实现了对钢桩壁厚的优化,可应用于实际工程。

深水自由站立混合立管的响应特性参数分析(英文)

作为深水油气开发中的一种先进立管形式,自由站立的混合立管得到了越来越多的关注。文章采用一可高效处理几何非线性的有限元程序对一典型混合立管进行了参数分析,研究了在海流的作用下浮箱的直径、长度、潜水深度及柔性管的长度等参数对立管静力平衡位形的影响。在浮体横荡和规则波作用下的动力分析则证实了混合立管的准静力响应特性。当浮箱置于水下一定深度时,由海面浮体运动和波浪作用引发的浮箱运动很小,以至于它对柔性管动力响应分析的影响可以忽略。

海洋导管架平台桩基自由站立强度及可打入性分析

海洋导管架平台桩的可打入性和稳定性计算分析预测是桩基设计的重要内容。结合胜利埕岛油田某导管架平台,对该平台钢管桩采用简化的压杆稳定方法进行海上打桩过程中桩身自由站立分析。同时,采用基于Smith波动方程差分数值解法的GRLWEAP打桩分析软件在给定的桩锤系统下精确模拟打桩过程,依据所得锤击数、打桩阻力和桩身动应力对给定的桩锤系统进行了判断。结果表明,IHCS-500锤在正常作业打桩情况下可以将该平台1500mm直径桩打入90m的设计入泥深度。

API RP2A规范在桩自由站立强度分析中的应用

根据API RP2A第21版中的有关内容和规定,结合某导管架平台桩基设计,介绍了该规范在导管架平台桩的自由站立强度分析中的应用,并提出了一些指导性建议。

深水桩自由站立分析中的波浪动力响应问题

在深水长桩的自由站立分析中，波浪力作用对校核结果影响很大，尤其对于自由站立时桩顶在海面附近的情况，波浪动力响应显著，波浪力作用明显增大。本文根据深水区域长桩的特点，结合工程实例，分析了波浪动力响应对深水长桩自由站立分析的重要影响。

长桩自由站立波浪影响优化研究

针对深水裙桩式导管架长桩安装时的自由站立工况进行分析,提出一种优化的校核方法。该方法从波浪动力响应影响方面对深水长桩设计进行优化,使得桩自由站立稳定性计算结果更加接近真实的受力情况。与传统方法相比,优化后的设计方法不仅可以减轻桩体和导管架的质量,减少投资成本,而且降低了深水导管架长桩结构设计的难度。

深水长桩自由站立校核改进方法研究

针对深水裙桩式导管架的长桩安装时的自由站立工况分析,提出一种优化的校核方法。此方法从桩体受力分布对等效长度系数K的影响进行优化,使得桩自由站立稳定性计算结果更加接近真实的受力情况,并且可以减轻桩体和导管架的重量,降低深水导管架长桩结构设计的难度。

桩端约束力对钢管桩自由站立稳定性的影响

根据海洋结构物中钢管桩基础呈现出的大直径、超长和深贯入的特点,采用数值模拟方法分析了钢管桩的自由站立稳定性,并与Timoshenko弹性稳定理论进行了对比,研究了不同桩端约束条件及地基土体性质对钢管桩自由站立稳定性的影响,以供参考。

超长桩施工中桩身稳定性的三维非线性有限元分析

随着海洋油、气开发活动逐渐由近海向深海发展,出现了大直径、超长、深贯入的打入桩,打桩施工中采用的桩锤也随之加重．由于桩的直径大,桩壁薄,在打桩施工前或施工中更换桩锤时,伸出海底面的接桩段在自重、锤重和环境荷载的共同作用下容易产生失稳破坏．借助三维有限元分析方法,考虑桩身变形的几何非线性特性,对实际工程进行了桩的自由站立稳定性模拟分析．研究了线性算法与非线性算法在结果上的差异,并对不同的桩身倾斜度、自由站立长度以及桩顶作用水平荷载等工况进行对比分析,总结规律性．研究结果表明,线弹性算法的计算结果偏于危险,桩身倾斜度、自由站立长度以及水平荷载的大小对桩的自由站立稳定性均有较大的影响．

深水导管架长桩的设计方法

深水导管架式平台的桩基础，主要用于支撑上部平台和导管架的重量载荷，同时抵抗环境荷载对平台的作用。根据API（American Petroleum Institute）规范，桩的设计应满足安装和在位期间桩的强度，稳性和疲劳寿命要求，并通过贯入泥面以下一定深度，为平台提供足够的承载力，保证平台安全运行。设计过程要考虑桩轴向承载力分析，自由站立，可打入，疲劳分析，起吊分析，在位强度，灌浆连接强度等，根据各种工况的分析结果，经济、合理地选择桩的直径，长度和壁厚。对深水桩的设计过程与方法进行了归纳和总结，该方法已在几个南海深水导管架桩设计中得到了成功应用。

超长隔水套管的设计和应用创新

在常规海洋平台安装过程中,隔水套管的海上安装耗时较长,约占导管架海上安装时间的一半。在隔水套管分段设计中,超长隔水套管的创新设计,可以充分利用大浮吊吊高,降低海上接桩的难度与风险。同时,超长隔水套管的设计可以减少套管的分段数量,从而减少起锤、套锤和打桩作业工作量,提升海上施工效率。

预制预应力混凝土空心方桩在大吨位码头应用分析

随着港口工程建设的发展,船舶的大型化,对航道等级、水深及大型深水泊位的建设提出了更高的要求。由于码头前沿水深的进一步增加,高桩码头中的桩基础自由站立长度加长且荷载增大,设计中常采用大直径管桩基础替代原有的预应力混凝土方桩基础,但其造价较高。预制预应力混凝土空心方桩能否适应大吨位码头建设的需要,成为工程设计中需要解决的重要问题。

水下打桩导向架结构设计分析方法

打入桩是海洋工程中系泊系统常用的一种基础形式,桩在自由站立情况下的稳定性是进行打桩作业的前提。当在自重作用下桩的入泥深度下无法保持其稳定性时,则需要使用打桩导向架对桩进行导向和扶正。本文结合位于深水区域打入桩基础工程实例,介绍了打桩导向架的结构设计分析方法。

基于实际工程替打桩安装设计流程介绍

本文基于实际工程,详细介绍了海洋工程中替打桩安装设计流程,此设计包括可打入性分析、自由站立分析及替打段设计分析。替打桩安装设计的特点是涉及相关方多、设计过程多、各项工作相互联系制约。鉴于上述特点,建议全面考虑、统筹兼顾,采用螺旋方式稳步推进工作,以实现替打桩安装既安全又经济的目的。

等效长度系数修正法在导管架桩自立校核中的应用

针对中等水深(70m^130m)群桩式导管架桩体的设计,提出了一种优化的计算方法。此方法从桩体受力分布的角度对长度系数K进行优化。使得稳定性计算结果更接近桩体真实的受力情况,减少不必要的保守带来的投资的增加,并降低导管架结构的设计难度。