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极端海况锦州JZ20-2平台的风险评估

孙希兴  
【摘要】:海洋平台结构经常遭受台风、风暴潮、海浪、海流、海冰等各种极端海洋环境要素的作用,服役环境恶劣,失效后果严重,其服役可靠度分析和安全评定(风险评估)是确保海洋环境资源安全开发的重大问题。本文以锦州JZ20-2平台为例研究了固定式海洋平台结构构件及结构体系的可靠度分析与安全评定(风险评估)。 首先,简要介绍了海洋平台结构可靠度分析的研究状况以及结构构件及结构体系的可靠度分析与安全评定(风险评估)的方法。 第二,采用多变量极值分析理论和方法,对渤海锦州JZ20-2油田以两变量即风、浪进行了极值分析,不确定性分析和敏感性分析,得到了风速和波高的极值联合概率分布,并在此基础上得到了结构极值荷载效应的概率分布,为风浪荷载与其它荷载的组合及结构可靠性分析提供了基础。 第三,采用了API规范(API RP 2A-LRFD)中风、浪、流、冰的计算模式,通过不确定性分析和敏感性分析,提出了海洋平台结构构件可靠度分析的计算方法以及基于通用的平台结构分析软件的实现方法,针对海洋环境的偏态分布,将当量正态化方法引入海洋平台结构构件可靠度分析。并对锦州JZ20-2平台结构构件进行了可靠度分析,得到了平台结构构件风险评估的结果。 第四,基于已有海洋平台结构分析程序,在采用结构基底剪力(BSF)或基底倾覆力矩(OTM)表达结构体系功能函数的前提下,结合海洋平台结构及海洋环境作用特点,提出了结构体系可靠度分析的简便实用方法:抽样统计法、荷载等效方法和全概率方法。并对锦州JZ20-2平台进行了体系可靠度分析。分析比较了考虑和忽略抗力随机性以及考虑和忽略环境荷载相关性对平台结构体系可靠度的影响。 最后,根据分析计算结果,得到了海洋平台结构构件及结构体系可靠度分析与安全评定(风险评估)的方法,并提出了在该领域需要进一步研究的有关问题和建议。


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