导管架灌浆卡箍参数化设计及承载力分析

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海洋平台的导管架在使用过程中,会受到海洋环境的影响,导致导管架的钢管桩受到损伤,工作时间越长,损伤越严重。为了保证达到设计的使用寿命和增加导管架平台的安全性,需要对受损部分进行加固处理。本文对修复加固技术中的灌浆卡箍修复进行了详细的分析。灌浆卡箍加固修复技术凭借其安装方便、造价底等特点广泛应用于海洋平台的加固,但是在具体承载力方面的研究略显不足,因此本文的目的是对海洋平台导管架的承载力性能进行分析并验证其修复加固效果。其中主要方法包括对理想钢管进行轴压屈曲分析、对弯曲钢管桩进行轴压屈曲分析和水平载荷分析、对缺陷钢管桩进行极限弯矩和轴向承载力分析;随着时间的推移,导管架桩会出现各种损伤,因此针对缺陷钢管承载力不足的问题,提出了卡箍维修的加固机理;同时由于卡箍在海洋中会受到各类环境载荷影响,因此对灌浆卡箍所受的动载荷进行分析,灌浆卡箍受的动载荷主要包括波浪载荷和海流载荷;由于卡箍在导管架上的安装位置不同,导致其受到的波流载荷不同,所以针对不同安装情况下的卡箍进行了载荷分析,得到不同情况下卡箍的受力情况;但是到目前为止,并没有一个统一的对卡箍的设计方案,为了简化卡箍的设计,减小非必要的重复设计,对灌浆卡箍进行参数化设计就显得很重要。对灌浆卡箍进行参数化设计的前提是要对其影响参数进行分析,考虑到缺陷大小、灌浆环长度和厚度对卡箍影响承载性能影响较大,因此对这些影响因素分别进行了分析。在对传统灌浆卡箍进行结构分析的过程中发现,灌浆水泥的寿命直接决定了卡箍的寿命。针对这一缺点,在传统灌浆卡箍的基础上进行了改进,设计出了机械式灌浆卡箍,使用楔块装置增加预紧力,从而增加卡箍寿命。机械式灌浆卡箍进行力学性能试验是对前面的理论进行验证的一个很好方式。验证在不同轴压和径向载荷情况下,理想钢管与机械式灌浆卡箍加固后的钢管承载性能的区别,验证机械式灌浆卡箍对局部受损导管架加固维修的可靠性和可行性。并在不同螺栓预紧力下对卡箍进行了滑脱力实验,得到其当量摩擦系数。
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