Обычно при проектировании
МСП статическую прочность конструкции рассчитывают на действие максимальных
нагрузок, повторяющихся один раз в 100 лет, и производят поверочный расчет на
динамические и циклические нагрузки.
Упругой башней называют относительно тонкую стальную пространственную ферму из стержней с довольно равномерным по высоте расстоянием между горизонтальными поясами.
К классу
упругих башен относят находящуюся в эксплуатации в Мексиканском заливе на
глубине
Используя опыт эксплуатации МСП «Лена», фирма «Эксон» изучила шесть проектов глубоководных МСП, разработанных специалистами фирмы. Нагрузки от окружающей среды и гравитационные, действующие на МСП «Лена», распределяются на сваи, оттяжки, инерционность конструкции и понтоны. Перераспределяя эти нагрузки на перечисленные узлы конструкции, можно достичь оптимального варианта решения конструкции. Например, вес палубы можно передать на сваи или компенсировать подъемной силой понтонов. Понтоны, кроме этого, компенсирую горизонтальные силы, обеспечивая устойчивость платформы, уменьшают или полностью снимают нагрузки на оттяжки. Инерция основания увеличивает период боковых колебаний, снижает их амплитуду и соответственно снижает динамические нагрузки на оттяжки и сваи.
Рис. 24-Схема распределения нагрузок между основными элементами конструкции упругих башен |
Разница в вариантах проектов упругих башен заключается в способах, которыми достигается заданный период колебаний, и определяется волновыми нагрузками, их воздействие перераспределялось между основными элементами конструкции (рис. 25).
Гибкая башня рассматривалась как вариант обычной свайной ферменной конструкции, у которой основание закреплено, а жесткость фермы уменьшена настолько, чтобы достигался большой период основных колебаний гибкого стержня.
Рис. 25-Схемы упругих платформ: 1 — башня с оттяжками; 2 — плавучая башня; 3 — башня с оттяжками и жестким основанием; 4 — гибкая башня; 5 — упругая свайная башня; 6 — упругая свайная башня с жестким основанием |
Период вторичных колебаний
должен быть небольшим, чтобы обеспечить стойкость к усталостным разрушениям.
Под периодом
основных колебаний гибкого стержня понимается период поперечных колебаний,
а под периодом вторичных колебаний гибкого стержня — период изгибных колебаний.
Рис. 26-Крепление свай к опорам платформы: 1 — свая, приваренная к направляющей втулке; 2 — свая свободно проходит через направляющую втулку; 3 — узел крепления направляющей втулки к главной опоре; 4 — нижняя удлиненная направляющая втулка |
Период поперечных колебаний
задавался 25 с. Максимальный период изгибных колебаний выбирался около 7 с.
При этом обеспечивалась стойкость к усталостному разрушению в условиях
Мексиканского залива.
Рис. 27-Схема платформы РВР: 1 — палуба массой 30 тыс. т; 2 — крепление осевых свай
на отметке +
|
Башня (рис.27)общей высотой
26 периферийных свай
диаметром
При
максимальной штормовой нагрузке высота волн достигает
Максимальные перемещения фундамента башни
Гравитационно-свайные МСП не сдвигаются с места установки благодаря не только собственной массе конструкции, но и за счет дополнительного крепления сваями опорной их части к морскому дну. МСП этого типа бывают различных конструкций, как по конфигурации сооружения, так и сочетанию применяемых материалов.
Гравитационно-свайные основания на глубине
более
Колонны могут
быть в виде сплошных металлических цилиндров больших диаметров или элементов
ферменной конструкции. Например, в конструкции проекта «Трипод
тауэр платформ» центральная колонна диаметром
Центральные колонны и боковые наклонные опоры в средней части связываются горизонтальными элементами жесткости и раскосами. Конструкция МСП устанавливается на четыре донных фундамента, закрепленных сваями и связанных между собой А-образной стальной рамой.
В проекте «Хайлант» центральная ферма-опора укреплена тремя боковыми
наклонными фермами. Сечение всех ферм треугольное. Каждый силовой элемент
изготовляется отдельным блоком. Масса центральной фермы 10 тыс. т, опор —4,5—5
тыс. т. На палубе предусматривается установка технологического оборудования
массой 24 тыс. т и 16 направляющих колонн диаметром
Опоры крепятся
к центральной ферме на глубине от 40 до
Осн.: 2. [78-87], 5. [ 443-446],
Доп.: 7. [964-970 ], [985-987 ]
Контрольные
вопросы:
1. В чем назначение платформ ?
2. Что с собой представляют гравитационно-свайные платформы?
3. Из чего состоят гравитационно-свайные платформы?
4. Чем отличаются гравитационные и гравитационно-свайные платформы?
5. Что называют периодом основных колебаний?
6. Что называют упругой башней?