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【土木工程】新型导管架海洋平台－摇摆新型结构体系 研发与应用

发布时间: 2024-08-24

基本信息

合作方式： 技术转让
成果类型： 发明专利
行业领域：
新能源及节能技术,资源高效开发与综合利用技术
成果介绍
海洋资源的开发和利用是 21 世纪各国竞争的焦点。现阶段，我国高度重 视海洋资源的开发，将建设海洋强国列入国家整体发展战略。海洋平台是海 上石油开发的基础性设施，所处环境十分恶劣，平台在受到外界激励荷载作 用下，轻则产生振动及噪声，使设备仪器不能正常使用，影响正常生活；重则 会使海洋平台结构失效甚至倒塌。渤海湾和辽东湾位于中纬度季风区，属于 典型的大陆性季风气候，冬季冰害严重，导管架式海洋平台在海冰作用下极 易发生冰激振动问题。项目围绕着上述迫切需求与技术瓶颈，在国家自然科学基金项目“极端海冰作用下海洋平台－自复位摇摆新型结构振动破坏机理及设计方法研究”和“基于 PFD-BRB 新型智能减振体系的海洋平台振动控制研究”的支持下，经过10 年攻关，在国内外率先将摇摆柱运用于海洋平台，提出了导管架海洋平台摇摆新型结构体系，并通过产业化验证，效果显著。项目研究内容包括：导管架海洋平台-自复位摇摆结构体系理论研究、海洋平台－摇摆新型结构的弹塑性稳定性分析、自复位摇摆结构构造研究、导管架海洋平台结构-自复位摇摆结构体系在冰荷载下的耗能机理及破坏机理研究、导管架式海洋平台结构-
成果亮点
（1）借鉴土木结构中的框架-摇摆墙结构和水利工程中的铰接塔概念，创 新性地提出了导管架海洋平台-摇摆结构体系。 （2）揭示了摇摆柱与海洋平台之间的连接杆数量对减振效果的影响规律， 并通过新型平台结构六种不同截面形式钢管混凝土摇摆柱抗剪承载力分析和 试验，提出了最佳摇摆柱构造形式， （3）首次将扇形铅阻尼器应用到导管架海洋平台，通过在新型平台结构 中的连接杆和摇摆柱之间安装扇形铅阻尼器，有效地提升了平台结构减振效 果。 （4）提出了导管架海洋平台-摇摆结构体系设计方法，使导管架平台层间 位移角趋于一致，避免了平台结构中存在的应力集中问题，实现了充分利用 上部结构的弹性应变能和屈服能的目标，因此该新型结构体系具有优良的抗 冰、抗震性能。 与国内外同类技术比较 目前国内外固定式导管架平台在导管桩上设置抗冰锥形来抵抗冰荷 载的作用，尽管提高了抗倾覆能力，但是冰激振动影响仍不容忽视。本项目 提出的摇摆结构体系可提高系统的耗能能力，有效抑制冰荷载等海洋环境作 用引起的振动响应。
团队介绍
青岛理工大学作为一所以“青岛”命名的多科性理工大学，其前身源自 1931 年青岛礼贤中学土木科，1952 年正式建校后，一直扎根青岛，追随青岛城市发展的脚步成长，并得到了青岛市委、市政府在政策、项目、资金等各方面的大力支持。青岛理工大学是一所以工为主，理工结合，土木建筑、机械制造、环境能源学科特色鲜明，理、工、经、管、文、法、艺多学科协调发展，科学教育与人文教育相结合的多科性大学。学校是山东省重点建设的应用基础型人才培养特色名校。获批国家地方联合工程中心、省部共建实验室、工程技术研究中心等国家、省部级创新平台 44 个。设有海洋环境混凝土技术创新引智基地（111 计划）、山东省高校蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心、山东省高校水污染控制与资源化协同创新中心、山东省高校激光绿色智能制造技术与装备协同创新中心、山东省高校滨海城乡建设工程材料性能提升与绿色建造技术协同创新中心、快速制造国家工程研究中心-青岛示范中心、海尔-理工博士后工作站研发基地、山东省高校大学生创业教育研究基地等。
成果资料