深水悬链锚泊系统静力分析.pdfVIP

第 38 卷 　第 2 期 船 海 工 程 Vol . 38 　No . 2 2009 年 4 月 　　　　　　　　　　SH IP OCEAN EN GIN EER IN G 　　　　　　　　　　　 Ap r . 2009 　 　　 DO I :10 . 3963/ j . i ssn . 167 17953 . 2009 . 02 . 035 深水悬链锚泊系统静力分析 1 1 ,2 乔东生 ,欧进萍 ( 1. 哈尔滨工业大学 土木工程学院 ,哈尔滨 150090 ;2 . 大连理工大学 土木水利学院 ,辽宁 大连 116024) 摘 　要 :常用的深水悬链锚泊线为三段浮容重 、刚度和长度都不相同的索链与水中浮子组合而成的复合 锚泊线 。考虑了锚泊线的重力 、张力 、海流力及锚泊线的弹性伸长 ,应用分段外推的数值方法进行了静力分 析 ;分别比较了海流力和浮子尺度作用对计算结果的影响;得到了在给定锚泊浮体位移时 ,整个锚泊系统所具 有的回复力 ,并考虑了浮体竖向位移的影响 。 关键词 :深水悬链锚泊线 ;分段外推 ;静力分析 ;竖向位移 中图分类号 :U 653 . 2 　　　文献标志码 :A 　　　　文章编号 :167 17953 (2009) 020 12005 　　悬链线锚泊系统 , 即传统展开式锚泊系统 , 量集中于一点时的情况, 即不考虑浮子的尺度作 具有悠久的使用历史 , 能适应较恶劣的海洋环 用 。 境 , 在当前的深水海洋油气浮式生产结构定位技 术中仍然占有重要的地位[ 1 ] 。在每个时刻锚泊浮 体有一个静力平衡的位置 ,可以用静平衡的方法 计算锚泊线的受力 ,文献[ 26 ] 对此进行了研究 。 常用的方法包括悬链线法和分段外推法 。 本文考虑了锚泊线的重力 、张力 、海流力及锚 泊线的弹性伸长 ,采用分段外推法 ,对由3 段浮容 重 、刚度和长度都不相同的索链与水中浮子组合 而成的复合锚泊线进行了静力分析 ,然后对某深 图 1 　索链浮子组合锚泊线 　 水悬链锚泊系统进行了设计计算 ,计算中考虑了 从锚点 O 开始各段的初始长度分别为 L 1 、 上部浮体竖向位移的影响 。 L 2 、L 23 、L 3 , 每段索链 的浮容重分别为 w 1 、w2 、 1 　分段外推法基本方程及求解方法 W 1 、W3 , 轴向刚度分别为 EA 1 、EA 2 、EA 3 , 则复合 锚泊线有以下几种可能的形状 : ①所有索链全部 1 . 1 　基本方程 离地, 悬链线下端不再相切, 对应桩锚状态; ②OA 计算如图 1 所示的由3 段索链组合而成的复 段索链部分卧底或者锚点 O 与海床刚好相切; ③ 合锚泊线, 并建立如图所示的坐标系 XY , 锚链底 A B 段索链部分卧底或者 A 点与海床刚好相切 。 端固定于海底, 顶端受到上部浮体施加的水平拉 其中, O 点和 A 点与海床刚好相切对应两个临界 力, 假设索链之间用浮子相连, 对索链考虑其弹性