70m水深主桩式导管架平台结构设计及其技术特点
导管架平台课程设计
导管架平台课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解导管架平台的基本概念、分类及在海洋工程中的作用。
2. 学生能够掌握导管架平台的构造、设计原理及其与海洋环境相互作用的关系。
3. 学生能够了解导管架平台的施工技术、检测与维护方法。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析导管架平台的优缺点，并提出改进措施。
2. 学生能够通过团队合作，设计简单的导管架平台模型，提高实际问题解决能力。
3. 学生能够运用专业软件或工具进行导管架平台的模拟分析，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对海洋工程及导管架平台产生浓厚兴趣，培养探索精神和创新意识。
2. 学生能够认识到导管架平台在我国海洋开发中的重要性，增强国家意识和国防观念。
3. 学生能够在学习过程中，培养严谨的科学态度和团队协作精神。
课程性质分析：本课程为海洋工程领域的一门专业课程，旨在帮助学生掌握导管架平台的相关知识，提高实际问题解决能力。
学生特点分析：高二年级学生具备一定的物理、数学基础，思维活跃，求知欲强，具备一定的自主学习能力和团队合作精神。
教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 创设情境，激发学生兴趣，引导学生主动探究和思考。
3. 注重培养学生的创新意识和团队协作精神，提高综合素质。
二、教学内容1. 导管架平台基本概念与分类：介绍导管架平台的基础知识，包括定义、分类、应用场景等，参考课本第二章第一节。
2. 导管架平台构造与设计原理：详细讲解导管架平台的构造、设计原理及主要性能参数，以课本第二章第二节为核心内容。
3. 导管架平台与海洋环境相互作用：分析导管架平台在海洋环境中的稳定性、耐久性等，结合课本第二章第三节。
4. 导管架平台施工技术：介绍导管架平台的施工流程、关键技术及注意事项，以课本第二章第四节为基础。
5. 导管架平台检测与维护：讲解导管架平台的检测方法、维护措施及故障处理，参考课本第二章第五节。
深水桩基施工水中钢管桩固定平台施工技术
深水桩基施工水中钢管桩固定平台施工技术石明烛（中铁十一局集团第二工程有限公司，湖北十堰420013）【摘要】在桥梁建造过程中，深水桩基础是尤为关键的一部分，要想做好此方面工作，必须为之搭建水上施工平台。
文章以灵江特大桥为背景，针对其中的钻孔灌注桩水上平台施工关键技术展开了详细的探讨，取得了良好的施工效果，保证了该工程的整体质量。
【关键词】深水桩基；平台施工；钢管桩【中图分类号】U445.551【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2019）07-0299-02为了全面确保桥梁建设质量,深水桩基础施工尤为关键,其中又以水上施工平台搭建工作最为基础。
在展开设计工作时,所采取的技术手段必须合理,在此基础上方可确保水上施工平台的质量。
1工程概况本文以灵江特大桥为背景而展开,其对应的里程范围为TDK4+174.12~4TDK8+472.935,项目对应总长达4298.815m。
工程共使用两种形式的钻基础,其中73、74#墩对应的是明挖满灌基础,余下部分均设置为钻孔灌注桩基础。
整体设置为单线T形桥台的形式,无论是35~45#还是49~454#桥墩,这两大区域对应的均是单线圆端形空心墩,工程剩下的部分则采用圆端形实体墩结构。
2平台设计2.1荷载计算2.1.1施工静荷载主要考虑施工设备和钢结构平台重量。
设计采用4台冲击钻机,每台钻机重量+临时施工设施重量+工作人员自重= 20t,冲击锥头单个重8t,钢结构平台自重80t,施工用吊车1台30t,累计施工静荷载2175.6kN。
2.1.2施工动荷载考虑到冲击钻机工作时,因施工人员操作不当会出现“丢空锤”现象,由此会出现较大冲击力,对平台安全、稳定产生较大影响,冲击力f按下式计算[1]:f=mv/t(1)式中:m-锤头质量(t);v-锥头自由落体速度(m/s),v2= 2gh;h-自由落体高度(m),取3m;t-“丢空锤”时钢丝绳和支架缓冲时间(s),取0.5s。
导管架基本知识简介
导管架基本常识简介目录1概述 (3)1.1简述 (3)1.2主要特点 (3)2组成 (3)2.1主要结构（PRIMARY） (3)2.2附属结构（APPURTENANCE） (4)2.3典型结构形式 (5)3简单分类 (5)3.1按导管腿的数量分类 (5)3.2按水深分类 (5)3.3按重量分类 (5)3.4按基本功能分类 (5)4设计 (5)4.1设计的基本内容 (5)4.2设计的要求 (6)4.3设计的依据 (6)4.4设计的方法 (6)4.5设计阶段 (7)4.6设计步骤 (7)4.7设计荷载及其组合 (7)4.8设计分析内容 (8)5建造 (9)5.1建造主要标准简介 (9)5.2建造流程 (9)5.3典型建造方法 (9)6 装船 (10)6.1吊装装船 (10)6.2滑移装船 (10)6.3拖车装船 (10)7 运输 (10)8 安装 (11)8.1 下水方法 (11)8.2 扶正 (11)8.3 就位与固定 (11)8.5 附件安装 (11)9 结束语 (11)1 概述1.1 简述✧导管架型平台是由钢管桩通过导管架固定于海底的结构物，导管架本身具有足够的刚性，以保证平台结构的整体性，从而提高了平台抵抗自然荷载的能力。
✧导管架是海洋石油平台中传递荷载的主要部件，其主体是钢质桁架结构，是海洋石油平台的固定基础。
✧导管架是由若干竖向立柱（圆钢管）和横向、斜向联接钢管焊接成的空间框架结构，横向和斜向的钢管分别叫横撑和斜撑，也叫横拉筋或斜拉筋，竖向大直径圆管立柱叫导管。
✧导管架的作用：➢为平台的海上施工提供条件：在导管架的竖向圆管（导管或桩套筒）内打桩，大大减少了在海上施工时单桩定位等操作上的困难。
➢把各单桩联成一个整体：打桩完毕后，桩和圆管之间的环向内用水泥浆固结，这样再通过导管架的空间结构，将各单桩联成一体，加强了平台工作的整体性，且使平台的各种荷载能均匀的传递到各桩上。
➢可安装泊船设备，供交通联络、船舶停靠。
导管架式平台
导管架式平台导管架平台的历史和发展进程世界上第一座固定式海洋平台建于1887年，它安装在美国加利弗尼亚的油田上，实际上是一座木结构的栈桥。
二战后，用于战争中的许多先进科学技术成果被应用到海洋开发中。
1947年在美国墨西哥湾水深6米处成功地安装了世界上第一座设备齐全的钢质导管架平台。
开创了海洋开发的新时期。
此后，海洋平台得到了迅速的发展。
上世纪七十年代末，钢制导管架平台已经安装于300多米的海域，而到了1990年具有486米高的巨型导管架平台也已工作与墨西哥湾400多米的水深中。
这种导管架式平台在随后的多年中逐渐地扩展到更深的水域和更恶劣的海洋环境中。
这些平台以勘探、开发海洋资源为主，其中尤以开发、储藏石油和天然气的平台占多数。
自上世纪四十年代美国安装使用了世界上第一座钢质导管架式平台(Steel Jacket Offshore Platform)以来，这种结构已经成为中浅海海洋平台的主要结构型式。
随着海洋石油开发的迅速发展，导管架式海洋平台被广泛用于海上油田开发、海上观光以及海洋科学观测等方面。
迄今为止，世界上建成的大、中型导管架式海洋平台约有2000余座。
工作水深已达到四、五百米。
结构形式“导管架”的取名基于管架的各条腿柱作为管桩的导管这一实际。
固定式钢质导管架海洋平台主要由两部分组成: 一部分是由导管架腿柱和连接腿柱的纵横杆系所构成的空间构架。
腿柱(或称导管)是中空的，钢管桩是一根细长的焊接圆管，它通过打桩的力一法固定于海底，由若干根单桩组成的群桩基础把整个平台牢牢地固定于海床。
腿柱和桩共同作用构成了用来支撑上部设施一与设备的支撑结构:另一部分由甲板及其上面的设施与设备组成，是收集和处理油气、生活及其它用途的场所。
图1-2为典型的导管架式海洋平台结构的示意图。
固定设施的类型：桩基式固定设施、重力式固定设施、人工岛、顺应型平台、简易平台属于桩基式固定设施导管架式平台，主要由四大部分组成：导管架、桩、导管架帽和甲板。
深水桩基施工水中钢管桩固定平台的设计与施工
ｍ， 平台分上下两层， 出水面处为下层平台， 相邻桩之 间用【 型钢平联结 ， ６ １ 在水面以上 ３ ｍ处设上层平台， 相邻桩之间用 Ｉ ａ ３ 型钢水平联结 ， ２ 上下层平联与护筒 之间用 Ｉ ａ ３ 型钢相连， ２ 平台与平台之间设剪刀撑联 结。所有节点采用双面围焊， 上平台大小 ２， Ｚｍｘ
３ 水中钢构固定平台的设计
３ ， 固定平台结构布置 ． 固定平台结构依据承台平面尺寸（ ． ｍｘ ． ８ １Ｚ ｌ２ ３ ｍｘ ｍ 和施工荷载综合设计， ４ ） 由钢管桩和平台组成，
钢管桩设 ７ ９ 排 列共 ５ 根 ， １ 钢管桩嵌人库底土层 ５一 ８
小 ｍ ６ ２ ｍ钢丝绳作锚绳， 将浮动平台的四角及顺桥方
・ 桥
梁 ・
深水桩基施工水中钢管桩固定平台的设计与施工
刘百成
（ 中铁二十局集团有限公司， 西安 ７０ １ １ ０６ ）
摘 要： 结合昭待 高速公路第 １ 合同段毛家村 ２ ６ 号特大桥 ， 介 绍深水桩塞施工水 中钢构 固定平台的设计与施工技 术。该施 工方法主要采用地质钻机钻孔， 大小管桩建造 固定平台， 解决 采用传统的水上大型设备施工调遣困难的问题。 关键词： 公路桥 ； 深水基拙； 钻孔灌注桩 ； 平台； 施工 中图分类号：４ ５５ Ｕ４． 文献标识码 ： Ｂ
门 卜咖月 朴 ．巾闷 卜． 阅 ．咖 月 卜月 卜月 ．． 卜 卜肛月 卜叩闷 卜 闷 卜洲卜， 门 阅 ．佣 月 ．肋月 朴月 山明 ． ． 卜咖闷 卜月 卜 卜朴门 卜 今
水中基础钢管桩固定平台技术要点解析
水中基础钢管桩固定平台技术要点解析发表时间：2018-04-23T16:22:47.427Z 来源：《防护工程》2017年第36期作者：李松明[导读] 桩基础施工中，一般都会遭遇两种情况，即旱地施工和水环境施工（浅水或深水）。
四川路桥桥梁工程有限责任公司 610015摘要：钻孔灌注桩有很多中方法，冲击钻冲孔是其中一种成孔方法，其在旱地或是水环境中的工艺流程区别并不是很大，但是水环境中进行施工难度要大得多。
施工成功的关键在于泥浆，由此又出现了正循环和反循环的钻进方法。
本文主要分析了水环境下桩基正循环冲击钻冲孔技术，并探析了施工中应注意的一些事项，仅供参考。
关键词：水环境；桩基础；泥浆；正循环；冲孔引言桩基础施工中，一般都会遭遇两种情况，即旱地施工和水环境施工（浅水或深水）。
水环境施工相比旱地施工要复杂一些，需要注意的细节比较多。
泥浆护壁钻孔灌注桩，是钻孔灌注桩施工工艺当中的一个大类，它成功的关键在于泥浆。
泥浆的循环方式上可分为正循环和反循环，而成孔方式则有旋挖、冲抓以及冲击成孔等。
本文重点探析正循环冲击成孔技术。
1施工准备1.1场地水环境下的桩基础施工，需要根据水深来确定场地处理方法。
比如浅水环境可以采用吹沙筑岛的方式构建施工场地，这种方法先吹沙筑岛，然后搭设钢板桥和便道，筑岛完成后，构建施工作业面，也即钻孔平台。
对于水深较深的环境可以采用围堰，然后抽出围堰内的水，来实现施工场地。
如果水特别深，如跨海大桥工程中，一般采用沉箱。
当然关键还是具体问题具体分析，应根据地质勘察报告，来确定施工方法。
1.2测量放样测量放样一般采用目前主流的工程测量方法，定位桩位。
实地放桩前必须核对图纸给出的坐标。
然后在具体施工前还需要对放样成果进行复验。
一般放桩中心点与设计误差要控制在2cm内。
1.3护筒护筒的作用是固定孔位，保护孔口，以及防地表水，防塌孔，并引导钻头方向。
护筒埋设前需要对其定位。
埋设好的护筒上端高于施工作业面，下端高于地下水位，埋设时还要防止孔口被水浸泡，否则容易造成塌孔以及地面塌陷。
导管架平台
谢谢！！！
导管架的运送、 导管架的运送、就位及安装
导管架的安装
打桩：少则四根，多则十必根，打入深度少则 50m，多则几百米。 铺设平台上部结构： 1 整体铺设 2 分块铺设 井架的移位
导管架的安装方法
提升法：水深30m以内 滑入法：水深30—120m 浮运法：水深120m以上
导管架的安装方法——提升法 提升法 导管架的安装方法
导管架的安装——浮运法 浮运法 导管架的安装
（3）浮运法。把导管架的两端密封后，靠它自身 的浮力浮在水面上，用拖船把它拖到井位后，再向导 管内灌水使它下沉并立在海底，安装过程如下图所 示。
浮运法安装导管架的示意图
；（b）一侧充水；（ ；（c）另一侧也充水；（ ；（d） （a）拖运；（ ）一侧充水；（ ）另一侧也充水；（ ）均匀充水下沉 ）拖运；（
导管架平台的海上安装
导管架平台的海上安装包括： Ø 导管架的运送、就位及安装； Ø 导管架帽安装； Ø 平台上部模块的安装。
导管架平台的海上安装
导管架平台的施工是一个复杂的过程，主要工序是结构 物陆上预制与海上安装。海上安装包括海上运输和海上安装 两部分。导管架和组块用驳船或其它方式运到油田现场，先 将导管架沉放到预定位置，打桩固定，再将导管架帽安装在 导管架上，最后用起重船将上部模块装到导管架帽上。
导管架平台
钢质导管架式平台通过打桩的方法固定于海底， 钢质导管架式平台 它是目前海上油田使用最广泛的一种平台。使用水深一 般小于300米，自1947年第一次被用在墨西哥湾6米水 域以来，发展十分迅速，到1978年，其工作水深达到 312米，目前世界上大于300米水深的导管架平台有7座。 其优点是可事先做成导管架形式，在岸上预制好，然后 到海上进行打桩。平台的整体性好，施工快。它的主要 缺点是抗海水腐蚀性能差。所以，有的地方，曾采用过 抗海水腐蚀性能好的铝制平台，但因造价昂贵，未能普 遍应用。
第6章 导管架式平台强度分析
制造工艺：采用先进的焊接工艺，确保导管架的焊接质量；采用机械加工 方法，确保导管架的精度和尺寸要求
防腐处理：对导管架进行表面处理，如喷砂、喷锌等，以提高其耐腐蚀性 能
质量检验：对导管架进行严格的质量检验，确保其符合相关标准和规范要 求
导管架制造 工艺优化： 采用先进的 制造工艺和 技术，提高 导管架的制 造质量和效 率
导管架安装 和维护方案： 制定合理的 安装和维护 方案，确保 导管架的安 全和稳定运 行
导管架的加固措施与改进建议
增加支撑结构：通过增加支撑结构，提高导管架的刚度和稳定性。
加强连接部位：对连接部位进行加强，提高其承载能力和抗疲劳性 能。 优化材料选择：选择高强度、轻质、耐腐蚀的材料，提高导管架的强 度和寿命。
安装后的检查与验收标准
检查导管架式平台的结构完整性 确认所有连接件牢固可靠 检查平台上的设备、设施是否完好 对导管架式平台进行负载测试，确保其承载能力符合设计要求
导管架式平台的维护与保养建议
定期检查与维护计划制定
定期检查内容： 检查导管架式平 台的结构、设备、 管道等是否完好 无损，确保安全 运行
施工现场布置：合理规划施工现场，设置安全警示标志和安全设施，确保 施工现场的安全和整洁。
施工前检查：对导管架式平台的结构、材料和设备进行全面检查，确保其 符合设计要求和相关标准，及时发现并处理潜在的问题。
安装过程中的安全措施与质量控制
严格遵守安全操作规程，确保施工人员安全 对导管架式平台进行全面检查，确保符合设计要求 安装过程中，应采取相应的防护措施，防止意外发生 加强质量监管，确保安装质量符合标准要求
导管架式平台 常见故障：结 构变形、设备 损坏、电气故
浅述公路桥梁整体导管架平台施工技术
浅述公路桥梁整体导管架平台施工技术摘要：本文首先介绍了桥梁导管架平台施工的原理，然后探讨了公路桥梁整体导管架平台施工工艺，最后阐述了公路桥梁整体导管架平台的实践技术。
关键词：导管架平台；原理；施工技术一、基本原理1导管架平台导管架平台即是采用海上石油钻井平台的方式(导管架)进行施工平台的搭设。
固定式施工平台是海洋石油勘探开发最早采用的设施，其中应用最为广泛的是导管架法钢质施工平台，从与其他类型比较来看，应用导管架法施工的钢质平台的结构最为安全。
导管与钢管桩之间用砂浆填充，导管架承受波浪、潮流的水平力，并起到整体稳定作用；钢管桩是整个平台的承重构件，直接接受上部结构传来的竖向荷载，最终把所有荷载传给地基。
导管架平台施工的优点为施工简便，制作精度高；施工受天气因素影响较小，工期有保证；结构受力明确，整体稳定性好。
2导管架平台组成导管架平台为装配式的施工工艺，平台由导管架、钢管桩、上部结构三部分组成。
导管架是竖向钢管(导管)与水平平联及斜撑钢管的组合体。
在国内桥梁平台施工中，其高度一般在20.40m。
事先根据平台形式和加工条件、平台钢管桩布置形式、起吊能力划成若干导管架，然后在现场安装形成整体。
随后在导管内打设平台钢管桩，上面布置纵横主、次承重梁和面板构成施工钢平台。
3导管架平台布置根据大桥的实践，导管架平台的布局有两种方式。
一种是将导管架平台置于桥墩的上下游两侧作为生活及附属设备平台，墩位处再浮运就位钢套箱，钢套箱与导管架平台间固定牢靠，内部即钻孔桩施工区。
另一种是将导管架与钢护筒组合形成钢护筒群导管架，下部设单壁水下混凝土封底围堰，导管架位于墩位处，既是施工平台也是钻孔桩施工区。
二、公路桥梁整体导管架平台施工工艺其常规施工工艺为：(1)导管架在陆地上制作完成后，由驳船运输到现场进行沉放作业。
根据导管架重选用水上浮吊，作业时间一般选在小潮汛的低平潮进行，因为此时段的海水流速、可作业时间等均较佳。
(2)在沉放前进行海床高程测量，确保导管架位置海床无明显高差或通过导管内插桩调节的方法使导管架与海床地形相匹配。
海洋导管架结构
海洋导管架结构
海洋导管架结构是由中空的腿柱和连接腿柱的纵横杆组成的钢质桁架结构。
这些腿柱通常作为打桩时的导向管，因此得名导管架。
导管架是海洋石油开采中的核心结构和主要受力构件，部分处于海平面以上，部分处于海平面以下，长期承受海浪、海流等的载荷作用，服役环境条件恶劣，受多种组合应力的作用。
导管架的形式可以根据导管数量进行分类，主要有三导管形式、四导管形式和八导管形式。
其中，八导管形式的导管架结构在石油资源开发中具有重要的应用，由于具有面积较大的甲板，它在承载力方面具有极大的优势。
导管架依靠桩固定于海底，桩结构有主桩式和裙桩式两种。
主桩式即所有的桩均由主腿内打入；裙桩式是在导管架底部四周布置桩，裙桩一般是水下桩。
桩的设计需要考虑到导管架在施工和使用阶段各构件出现的内力，以确保桩身强度、刚度和稳定性。
总的来说，海洋导管架结构是海洋平台的重要组成部分，其设计和建造需要考虑到多种因素，包括环境条件、载荷作用、结构形式、桩的设计和固定方式等。
深水导管架长桩的设计方法
Ｆｘ ｄＯｆ ｈ ｒ ｌｔ ｒ — ｒ ｉｇＳｒｓ ｓｇ ） ＡＰ Ｐ ２ Ｗ Ｓ ｉｅ ｆ ｏ ｅＰａｆ ｍｓＷｏｋ ｎ ｔｅｓＤｅ ｉｎ）， Ｉ Ａ． Ｄ． ｓ ｏ Ｒ
５ Ｏ卷
增 刊
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涛 ， 等 ：深 水 管 架 长 掂 的 设计 方 法
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Ａｍｅ ｉａ ｅｒ ｌｕ Ｉｓｉ ｔ， ｐ ｃ２ ｒ ｎＰ ｔｏｅ ｍ ｎ ｔ ｕｅ Ｓ ｅ Ｂ， （ ｐ ｃｆ ａｉｎ ｆｒ ａ ｒ ａｅ ｔｕ ｔ ｒｌ ｔｅ Ｐ ｐ ￣ ． ｃ ｔ Ｓ ｅ ｉ ｃ ｔ ｏ ｂ ｉ ｔｄＳｒ ｃｕａ ｅ ｌ ｉｅ ｉ ｏ Ｆ ｃ Ｓ
深 水导 管架 长桩 的设 计方 法
侯 涛，张孝卫 ，刘洪涛 ，祝 涛
（ 海洋石油工程股份有限公 司，天津 塘沽 ３ ０ ５ ） ０４ １
捅
要
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 Ａ Ｉ ｍｅｉ ｎＰ ｔ ｌ ｍＩｓｔｔ 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 Ｐ（ ｒ ａ ｅ ｏｅ ｎｔｕ ） Ａ ｃ ｒ ｕ ｉｅ
其长 度 和质 量 是相 互 关联 的，在 设计 时 ，应 同时考 虑不 同的工 况 ，进 行 计算 分 析 ，以使 设计 更加 合
理 。本文 对 深水 桩 的 设计 过程 进行 了简 要 描述 ，给 出了设计 方 法 ，此 方 法 已在 几个 南海 深水 导管 架 桩 的设 计 中得 到 了应 用 。
关 键 词 ：深水桩；轴向承载力；自由 站立；可打入性；疲劳分析；灌浆连接
０ 概 述
海上 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 载荷 对平 台的 作用 。在 桩 的设 计 中 ，不仅 要考 虑平 台在 位条 件 下桩 承 受轴 向载 荷及 水平 载荷 的能 力 ，还 要考 虑其 在安 装条 件 下 ，所受 的各种 施 工工 况 ，这 就 需要 桩 的设 计具 有足 够 的强度 ，并 能 够打 入泥 面 以下预 定深 度 ， 以满 足 在平 台使用 期 间桩 的强 度 、稳性 和疲 劳 寿命 要 求 ，保 证平 台的安 全运 行 。深水 导 管 架平 台通 常 采用 群 桩 基础 ，即每个 导管 架腿 与若 干 个套 筒相 连 ，桩 穿过 套筒 插入 土 壤 ，桩 与套 筒 之 间采 用灌 浆 连接 。为避 免 深水 桩 的水下 焊接 ，通 常将 钢 桩设 计 为一段 ，通 过桩 锤 将桩 打 入到 预定 深 度 。深水 桩 尺 寸受 各 种工 况控 制 ， 同时因 为整段 安 装 ，桩 比较 长 ，质 量 较大 。而 桩 的强 度 、稳 性 与
主桩式导管架平台防沉板设计浅谈
表3承载能力最小安全系数
荷载条件
最小承载能力安全系数
静水(结构自重、浮力)
2.0
静水(结构自重、浮力)+环境荷载
1.5
(2) 抗倾覆核算:导管架坐底后，在环境荷载作用下，四 个水平方向不能产生倾覆，其安全系数不小于1.5。
(3) 抗滑移核算:导管架坐底后，在环境(水平)荷载作 用下，不能产生侧向滑动，即最大环境荷载水平力不得超过
2设计要求
防沉板的设计过程其实是导管架的坐底分析过程，设计
时需要进行以下4方面核算： 表2坐底分析类型
坐底分折
力核算
姦性分析
算
核算
©SS沉板绪构强度核算
(1)承载能力核算:在静水(结构自重、浮力)及静水与 环境荷载联合作用两种条件下,海床土壤需要有一定的承载 能力储备,即不小于规定的安全系数。
图1导管架主体结构模型
・164・
工程技术
主桩式导管架平台防沉板设计浅谈
曹建华中国石油天然气第一建设有限公司河南洛阳 471023
摘要主桩式导管架平台是浅水油气资源开发普遍采用的一种结构形式，本文结合工程实例，对导管架防沉板的
设计流程进行了梳理,重点探讨防沉板的布置原则、反力加载方法、坐底稳性及结构强度的核算方法。
பைடு நூலகம்
关键词主桩式导管架防沉板结构布置坐底稳性结构强度
考虑浮力的结构附件自重（竖向荷载）
环境荷载
E01 -E08 坐底分析时的波浪、流等环境荷载（水平荷载）
表5荷载组合及代码
工况绩合
代码
系数 荷载代码 系数 荷载代码
备注
静水王况
静水摘 境工况
1000 7000
1.0
二
2001-20()8 1.0
深水导管架平台结构稳定性分析研究的开题报告
深水导管架平台结构稳定性分析研究的开题报告一、研究背景和意义随着我国近年来海洋工程建设的逐步发展，越来越多的深海油气资源被开发和利用，而深水导管架平台是海上油气钻井、生产和输送设施中不可或缺的组成部分，是支撑海洋石油工程的重要基础设施。
深水导管架平台是由一系列的水平和垂直支撑构成，其中包括钢管、钢框架和倾斜桩等结构部件，这些部件需要承受来自海洋环境和工程荷载的作用力。
确保深水导管架平台的结构稳定性是保障海上油气生产设备运行安全的重要保证，因此，对深水导管架平台的结构稳定性进行研究具有重要的意义。
二、研究内容本研究将围绕深水导管架平台的结构稳定性展开深入的研究，包括以下几个方面：1. 深水导管架平台的基础设计：分析深水导管架平台的基础设计，确定设计参数和优化方案。
2. 深水导管架平台的结构设计：研究深水导管架平台结构的设计原理和具体构造，评估不同结构方案的优劣。
3. 深水导管架平台的受力分析：分析深水导管架平台在海洋环境和工程荷载作用下的受力情况，确定受力方式和受力值，为后续稳定性分析提供依据。
4. 深水导管架平台的稳定性分析：通过数值模拟和实验测试等方式对深水导管架平台的稳定性进行分析和验证，探究各种因素对深水导管架平台稳定性的影响，并提出相应的改进措施。
5. 深水导管架平台的应用：总结深水导管架平台的结构和稳定性研究成果，为海洋石油工程建设提供技术支持和实践指导。
三、研究方法本研究将采取基于理论研究、计算机模拟和现场实验等多种研究方法，主要包括：1. 理论研究：对已有深水导管架平台的结构设计、受力分析和稳定性分析相关理论进行综合研究和分析。
2. 计算机模拟：通过有限元分析等数值模拟方法，对不同深水导管架平台结构的稳定性进行分析和计算。
3. 现场实验：采集深水导管架平台结构受力和稳定性方面的实验数据，并对实验数据进行分析和处理。
四、预期结果和应用价值预期结果：本研究将针对深水导管架平台的结构稳定性进行深入研究，通过建立理论模型、数值模拟和现场实验等方式分析深水导管架平台受力和稳定性。
主桩式导管架钢桩结构设计浅谈
11/16 3/4 7/8 1 9/8 5/4 11/8 3/2
3.2径厚比要求
一般来说焊接管型构件径厚比D/t范围为20 ~ 60,最好 大于30,对于本项目来说壁厚取值范围为20mm ~ 60mm。
3.3初步确定的结果 按照常规，桩顶、桩端位置桩身壁厚值一般不小于2in,
假定值取60mm（径厚比20）；导管架主腿内部及泥面附近位 置桩身壁厚假定值50mm（考虑到后期打桩应力较大）；入泥
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2钢桩贯入深度
桩贯入土壤的设计深度是从桩的承载能力角度来考虑 的。设计时采用近似的极端桩轴向荷载乘以安全系数的方 法,即通过主体结构在位静力、地震分析试算获得最大桩头
70m水深主桩式导管架平台结构设计及其技术特点
遇环境 荷 载作用 下 的强度进 行校 核 由于该 平 台 自
振周期 接 近 ３ Ｓ ．因此应 考 虑波 浪动 力 因素 的影 响 。 工程 上 可 以采用 两 种方 法得 到 动力 放 大 系数 Ｄ Ａ Ｆ ．
一
参 数 波 高 Ｈｍａ ｘ ／ ｍ
波周期 Ｔ ｒ ￣ ｍａ ｘ ／ ｓ
１ ８
２ 环 境基础 数 据及作 用荷载
Hale Waihona Puke 石 油 ｌ ｛ ｊ ｃ 建 设
３ ． １ ． １ 静 力分析
２ ０ １ ３ 年２ 月
本文所 研究平 台位 于 ７ ０ ｍ水 深海域 ．土质主要
静 力 分析 中 ．需 要对结 构在 一年 一遇及 百年 一
为黏土 ，海况温和 。其风浪流等主要环境数据见表 １ 。
郭 洪 升 ：７ ０ ｍ 水 深 主 桩 式 导 管 架 平 台 结 构 设 计 及其 技 术 特点
ｌ ９
据 强 度水 平 地震 加 速 度 （ Ｓ Ｌ Ｅ）的 取值 对 结 构进 行 地 震工 况下 的强 度校 核 。为便 于工 程使 用 ，本 文结
浪分 布 ．疲劳 分析 结果 也更 加准 确合 理 。 疲 劳 分析 中 ．传递 函数 的确 定对 于最 终结 果是
否 准确 有重 要影 响 在选 择 周期 时 ．应注 意 以下几
点：
合 Ａ Ｐ Ｉ 相 关 规 定 ．总 结 了地 震 谱 疲 劳 的计 算 分 析
１分 钟 风 速／ （ ｍ ／ ｓ ）
流 速／ （ ｍ／ ｓ ）
３ ４ ． ０
１ ． ０
２ ５ ． ０
０ ． ９
气 温／ ℃ 表 面 水 温／ ℃
第三章 导管架平台总体设计
遵循以下原则： 1 有利于抵抗海洋环境荷载作用 2 便于工作船停靠 3 要满足平台上部设施与设备工艺布置的要求
二、平台支承结构的型式设计
1 导管架结构型式与撑杆布置
导管架按腿柱的多少分类： 三腿柱导管架：等边三角形布置，主要用于井口
（2）适于水深、浪高、风大的恶劣环境。 （3）能解决海上打桩定位和施工期间稳定桩基，导
管架作为桩基的一部分，能保证结构整体稳定。 （4）陆上分块预制、海上组装，缩短海上吊装时间，
节省投资。 （5）技术成熟、平台适用性强。
第三节 平台的方位、结构形式及主 要尺寸设计
一、平台的方位设计
平台方位：是指在标明正北方向的平面图上，平 台主轴与正北方向的夹角。
一、钻井与井口设备
导管架平台通常采用平台钻机，有两种： 自给式平台钻机
（1）井架及提升系统 （2）旋转钻井设备 （3）循环净化系统 （4）动力设备 （5）井架移动底座 （6）带有直升飞机甲板的生活设施 （7）其他辅助设施
非自给式平台钻机：动力、饮用水、海水、柴油、压
缩空气及生活区等由公共设施提供
事故发生时的通道和空间 7. 尽量选用封闭式模块 8. 初步设计阶段给出的设备重量、尺寸等数据必须
可靠 9. 充分考虑海洋环境条件
四、设备的布置
井口区：布置在钻井装置、修井设备能够到达和能 够提供足够平台支撑的地方。同着火源、燃料、机 械及下落物体隔开。
无火操作区：避开着火源，可安装在距离井口较近 处
第二节 导管架平台的构成及分类
一、导管架平台的构成及各部分的作用
导管架平台
导管架 支承结构
钢管桩
甲板 上部设施 与设备 设施和设备
导管架
制作
制作
导管架主要由大直径钢管构成，应采用适应其特性的适当的加工设备和程序制作。制作时．需选择合适的制 作程序，特别是对节点处的处理尤应注意，制作过程中应尽可能避免高空作业，确保安全和质量。
导管架制作一般应遵循以下程序进行： (1)钢管卷制。导管架主筒体、各连接撑管、桩套管为主受力构件，均应采用直缝焊管或无缝钢管。不可使 用螺旋缝焊管，焊缝应与母材等强，并满足相关技术要求。 (2)切割。 (3)拼装。 (4)焊接。导管架各构件焊接应在工厂内完成，焊接环境温度应大于0℃(低于0℃时，需在施焊处两侧200mm 范围内加热到15℃以上或再进行焊接施工）。相对湿度小于90%．且焊接工作区应采取适当的措施防风、防雨。 (5)防腐处理。在进行防腐处理前需要对钢结构表面进行处理以达到涂装要求，防腐油漆可采用环氧类重防 腐涂层。可优先采用专门针对海上工程的改性环氧防腐油漆。 (6)焊缝检测。焊完的焊缝均需经过在线连续超声波自动伤仪检测，保证100%的螺旋焊缝的无损检测覆盖率。 若有缺陷，自动报警并喷涂标记，生产丁人依此随时调整工艺参数，及时消除缺陷。
导管架作为连接桩基与上部塔筒之间的连接段，与塔筒之间一般通过法兰及一系列螺栓连接。这种连接方式 工艺成熟、施工简单便捷。但导管架与桩基之间的连接则要相对复杂一些．可采取焊接或灌浆连接。
海洋平台 思考题答案。
1)海洋平台按运动方式分为哪几类？列举各类型平台的代表平台？固定式平台:重力式平台、导管架平台活动式平台:着底式平台（坐底式平台、自升式平台）、漂浮式平台（半潜式平台、钻井船）、浮式生产储油卸油船FPSO半固定式平台:牵索塔式平台Spar、张力腿式平台TLP 2)海洋平台有哪几种类型？各有哪些优缺点？固定式平台：优点：整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小，抗风暴的能力强缺点：机动性能差, 较难移位重复使用活动式平台：优点：机动性能好缺点：整体稳定性较差，对地基及环境条件有要求半固定式平台：优点：适应水深大，优势明显缺点：较多技术问题有待解决3)导管架平台的设计参数有哪些？平台使用参数、施工参数、海洋环境参数、海底地质参数4)导管架平台的主要轮廓尺寸有哪些？甲板尺寸、甲板高程、导管架的顶高程底高程和层间高程、飞溅区范围、冰磨蚀区范围、导管架腿柱倾斜度、水面附近的构件尺度、桩尖支承高程5)桩基是如何分类的？按打桩方式：打入桩、钻孔再打桩、钻孔灌注桩及爆扩桩按桩的材料：钢管桩，普通钢筋混凝土方桩及普通或预应力混凝土桩等钢管桩的底端型式：开口式、封闭式、半封闭式桩基础的型式主要有：主桩式和群桩式6)受压桩的轴向承载力计算方法有哪些？现场试桩法，静力公式法，动力公式法，地区性的半经验公式法7)横向载荷作用下单桩的破坏性状有哪些？P104桩顶产生水平位移和转交，桩身出现弯曲应力，桩前土体受侧向挤压。
桩身由于载荷产生的弯矩过大而断裂；桩周土被挤出，导致桩的整体转动、倾倒或桩顶位移过大。
分为刚性桩破坏、半刚性桩破坏、柔性桩破坏8)什么是群桩效应？当组成群桩的各个单桩间距较小时，由于相邻桩的相互作用，一般群桩的承载能力和变形特性要收到影响。
9)设计导管架的基本依据？P126水深，海洋环境，甲板空间，施工场地与设备10)简述静力计算和动力计算的区别？P147静力计算研究的是静荷载作用的平衡问题，结构的质量不随时间快速运动，因而无惯性力。
浅析深水桩基础施工平台的结构分析与施工控制97
具体步骤如下：
（1）离散化
离散化是指在模型化处理后，将待分析的工程结构从几何划分为有限个单元，在指定单元的边界上设置节点，使单元点之间所包含的参数具有连续性，以此来构成整个单元的集合，并用其取代之前的结构。
（2）单元分析
离散化的完成标志着单元分析的开始。首先导出单元节点位移与节点力之间的关系，然后，还需要按静力等效原则将作用于每个单元上的外力简化到结点上，构成等效结点力。
参考文献：
[1]车明吉.南平闽江大桥深水裸岩钻孔桩施工技术[J].铁道建筑技术.2011（08）
[2]肖俭，谢建花，宁艳玲.钢护筒平台在水上钻孔平台施工中的运用[J].公路.2011（07）
[3]陈自明.黄河特大桥深水急流水中墩平台钻孔桩施工技术[J].铁道建筑技术.2011（07）
【关键词】深水桩；施工平台；ANSYS模拟
一、深水桩的发展现状
随着现代社会交通运输业的蓬勃发展，基础建设成为国家大力发展的重点方面，为了满足社会发展和经济建设的需要，各种跨河、跨海大桥被大量的建造。随着大桥长度不断地增长、结构越来越多样、面对的各种自然状况越来越复杂，施工控制技术的发展就显得愈发的重要。
（2）负载和求解。
施加荷载的目的是进行结构计算。其主要步骤为：施加荷载条件；设置边界条件；求解。
（3）事后处理。
事后处理的主要任务就是进行结构计算结果的分析，第一步查看结果，接着进行结果检验分析。
结论
本文通过介绍我国在桥梁建设中常见的几种深水桩基础施工平台，提出了利用ANSYS软件基于有限元理论对平台进行模拟分析，模拟构造了一个空间结构平台，设定相关边界条件，并根据各种受力载荷和提前设计的工程状况对施工平台稳定性进行了简单计算。以期通过模拟分析的结果确定平台的受力大小及其稳定性是否符合施工要求，从而确保整个项目施工过程中的深水桩施工安全及施工效率。随着社会经济的进一步发展，施工过程中面临的挑战也会越来越严峻，现有的技术仍然有待进一步的提高，对于深水桩基础施工平台的模拟还须进一步的完善。