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导管架设计第五篇海上平台结构第二章导管架设计第一节结构总体确定一、结构总体布置1. 基本原则总体布局合理，传力路径短，构件综合利用性好，材料利用率高，满足其他专业对结构型式的要求。
2. 一般考虑在进行结构总体布置时，一般应考虑如下几个方面：1）应尽量使杆件在各种受力状态下都能发挥较大作用, 杆件数量和规格力求少，结构尽量对称；2）不宜在飞溅区内设置水平构件；3）不宜在冰作用区内设置水平构件和斜撑；4）一般情况下，管节点宜设计为简单节点；5）导管架斜撑的角度（即与水平面夹角）宜在45度左右；6）导管架腿的表观斜度宜在10：1 7：1；7）隔水导管与结构的连接: 如业主没有指定，对于动力响应较明显的平台（如三腿或独腿平台），水上部分（包括在甲板和导管架的水上水平层上），隔水导管和甲板﹑导管架的连接要用焊接方法固定，水下部分用楔块固定；8）各桩的受力力求均匀；9）对于滑移装船吊装下水型导管架，滑靴的布置与吊点的布置要协调考虑；10）装船滑靴的横向间距的确定应考虑预制场地与运输驳船滑道的间距；11）应考虑钻井﹑修井的要求。
二、结构构件的选取1．结构构件的选取要综合考虑强度、刚度、稳定性和经济性这几方面的因素。
2．不论是成品钢管还是卷制钢管，如有可能，尽量减少所用材料的规格。
3．对于管型构件的选择要考虑下列因素：1）D/t比：不宜大于60，对于卷制焊接钢管不应小于20，最好大于30；注： D---中性直径，t---壁厚。
2） Kl/r：对主要杆件不宜大于120；注：k---有效长度系数，l---侧向无支撑长度，单位为米（m），r---回转半径, 单位为米（m）。
3） -Y-K节点:主要节点: d/D=0.4～0.8次要节点: d/D取值可稍小些；注： d---支杆直径，D---弦杆外径。
三、结构材料选取1. 基本原则结构材料的选取既要考虑强度要求，又要考虑结构工作场所的环境条件，在结构中的部位和可能使用的加工方法等。
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。
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。
