巨型海洋平台的设计说明书及优化设计说明书

- 1 -1 前言随着中国经济的发展 ,特别是作为支柱产业的石油化工和汽车工业的快速发展 ,石油和天然气供应不足的矛盾日益突出。石油天然气资源是发展石油工业的前提条件和基础 ,探明储量是制定石油工业长期发展规划和建设项目的依据 ,剩余可采储量的多少决定了石油工业发展潜力所在。目前我国陆上石油后备资源严重不足 ,原油产量增长缓慢。由于长期的强化开采 ,大多数主力油田在基本稳定基础上陆续进入产量递减阶段 ,开采条件恶化 ,开发难度增大。鉴于陆上资源的日渐枯竭 ,资源开发向海洋、尤其是深海进军已成必然趋势。因此，如何控制海上石油平台的震动，保护平台的安全可靠成为一个亟待解决的问题。1.1 海洋平台简介在陆地上钻井时，钻机等都安装在地面上的底座上；在海上钻井时，不可能将钻井设备安放在海里，因此就需要一个安放钻井设备等的场所，这个场所就是海洋钻井平台。海上钻井平台分类 2如下：按运移性分为：固定式钻井平台，移动式钻井平台。移动式钻井平台又分为坐底式钻井平台、自升式钻井平台、半潜式钻井平台、浮式钻井平台。按钻井方式分为：浮动式钻井平台和稳定式钻井平台。浮动式钻井平台分又为，半潜式钻井平台、浮式钻井船和张力腿式平台；稳定式钻井平台又分为，固定式钻井平台、自升式钻井平台和坐底式钻井平台。 固定式海洋平台是从海底架起的一个高出水面的构筑物，上面铺设甲板作为平台，用以放置钻井机械设备，提供钻井作业场所及工作人员生活场所。海洋平台的安装包括：导管架的安装和工作平台的安装。其中导管架的安装方法有：提升法、滑入法和浮运法。工作平台的安装方法有：吊装和浮装。海洋平台的组成部分有：导管架和桩基、栈桥、上部模块、生活楼直升机甲板和火炬臂。- 2 -图 1.1 海洋平台1.2 固定式海洋平台的特点固定平台包括导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台等。钢质导管架式平台使用水深一般小于 300 米，通过打桩的方法固定于海底，它是目前海上油田使用广泛的一种平台。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。通常评价海洋钻井平台的优劣指标有 4 个：稳定性、运移性、适用水深及经济性。固定式海洋平台的特点是：稳定性好、运移性差、适用水深浅、经济性一般。到 2007 年为止，在我国渤海区域先后建成了几十座固定式海洋平台，现已经拆除 3 座，报废 2 座，其余的都改装成采油平台。例如，渤海北油田的 A,B 平台，每座设计钻井 32 口，现在已改装成采油平台 2。胜利油田埕岛海上油田开发采用的主要是固定式平台。固定式海洋平台的结构特点：平台有三部分组成即，上部结构、导管架和桩组成，如下图 1.2 所示：- 3 -图 1.2 导管架海洋平台的主要结构上部结构平台甲板、甲板立柱以及桁架结构，对钻井平台，甲板以两层居多，对于采油平台有时可以采用单层甲板的形式。甲板结构组要作用是为各种设备设施提供足够空间。导管架是导管立柱和导管梁组成的空间框架结构。各管连接点是管节点，关节点上受到的载荷很复杂，不仅受到轴向力还要传递弯矩。各管状构相交处形成了管状节点结构，由于管节点的几何形状复杂并受焊接影响，故其应力集中系数很高，容易发生疲劳破坏，因此它是导管架平台的重要结构部位，在设计中需要特别注意。桩的作用是把海洋平台固定于海底。桩通过导管架打入海底土中并通过导管固定和支撑上部平台。- 4 -1.3 发展海洋平台的重要性随着海洋开采范围的日益扩大, 深海石油开发已成为石油工业的重要前沿阵地。海洋平台是海上石油勘探开发的载体，固定式海洋平台是常用的一种海上石油勘探开发的承载体。海洋油田的开发建设与陆地油田截然不同 ,其最大的区别在于环境条件不同,海洋油田的开发建设必须与海洋环境条件相适应 ,即要充分考虑风 、浪、流 、冰等海况条件的影响。无论是浅海油田还是深海油田,其开发都是一个庞大的系统工程, 主要包括油藏、钻井、 测井以及海工工程和采油工程,海洋平台体积的不断增大引起载荷增大、费用增加、桩腿受力不均以及在恶劣环境下的剧烈震动等问题限制了海洋平台向深水发展。海上平台结构设计是海上平台设计的一个非常重要的组成部分。特别是对于海上平台的安全性和可靠性至关重要。海上平台结构设计包括设计导管架结构及甲板结构和附属结构等各个方面的内容。例如确定结构布置原则, 正确地选用材料和计算荷载方法, 选取适用的荷载系数, 确定荷载组合方式, 进行强度、刚度和稳定性计算, 编制材料表以及有关设计文件等。 目前，世界上已探明的海上油气资源大部分蕴藏在大陆架及 3000 米以下的海底。有数据显示，深海能源储量将是陆地能源储量的 100 倍，但由于开采技术上的限制，其还是能源领域最具潜力的。我国拥有广阔的大陆架，有较为丰富的油气资源，加强对海上油田的开采能大大缓解我国能源的压力。海洋平台是海洋石油天然气开采的承载体，海洋平台技术成为制约海洋资源开采的瓶颈，海洋平台需要更好的完善和发展。- 5 -2 海洋平台导管架设计海洋平台作为海上油气勘探开发的关键性设施，其设计强度、刚度以及结构是至关重要的。面对各种载荷导管架结构必须具备足够的承载能力，不仅要抵御各种自然环境载荷，还要各种使用载荷和施工载荷。要充分了解海洋平台工作时各种载荷的类型和性质，对平台进行正确的设计和校核。2.1 固定式海洋平台承受的载荷海洋平台在建造在和使用期间所承受的载荷主要有环境载荷、使用载荷和施工载荷三类。（1）环境载荷环境载荷是指由风、波浪、海流、潮汐、地震、雨雪等自然环境引起的载荷。对于海洋平台的设计来说，主要载荷有风载荷、波浪载荷、冰载荷、地震载荷等。载荷的强弱按照海洋平台所处的环境而定，其中在确定风载荷和波浪载荷是应该按照不低于五十年一遇 1。（2）使用载荷使用载荷是指平台在使用期间所收到的除了环境载荷以外的其他载荷，分为静载荷和动载荷。（3）施工载荷施工载荷是指平台在建造、海上吊运、安装过程中承受的载荷。尽管这些载荷不是结构设计中主要校核的控制载荷，但是由于这些载荷会使一些构建产生瞬时的高应力，必须校核这些载荷对平台结构产生得影响。对于使用载荷和施工载荷的计算，有关平台结构规范都有明确的规定，而且各国规范的规定正在趋于一致。环境载荷是平台结构设计的主要控制载荷之一。受多变环境条件影响，计算比较复杂。平台不同高度不为承受的风载荷不同。计算风压通常以一定的标准高度和选定的形状的构件所承受的风压力作为基本风压值，然后再对风压沿高度的变化和受风构件形状加以修正。海（潮）流载荷、地震载荷、冰载荷对海洋平台的影响也是不可忽视的。海(潮）流流速及其沿深度方向的分布规律，海潮流流向，结构件的形状和尺寸都是影响海潮流载荷的主要因素。地震对平台结构破坏具有实际意义的地震特征是地震强度(幅值)频谱特性和持续时间(简称持时)三要素。为了保证结构物的安全，应该是结构的强度大于冰的破坏强度，这样冰与结构物相互作用是时，冰就会破坏，使结构物保持安全。- 6 -2.2 固定式海洋平台巨型框架设计对海洋平台的几何尺寸进行模型构建，取载荷最不利的情况进行静力分析，求的平台结构的变形与内力，校核平台的结构强度。经过静力分析研究结构尺寸对海洋平台的性能影响，得到合理的结构尺寸。2.2.1 平台模型构建运用那个巨型框架理论建造巨型框架平台，巨型框架平台由矩形柱和矩形梁相互连接构成空间矩形框架结构。将传统的导管架立柱直径增大构成巨型柱，巨型梁沿平台均匀分布横撑和斜撑，巨型梁高度为 10m 20m 左右，每个 26 个巨型梁的高度设置一道。巨型柱和巨型梁形成有很强抗侧刚度的垂直悬臂梁，有效抵御垂直载荷和水平载荷。 （1） 竖直载荷平台的竖直方向的载荷主要包括平台主题自重、机械设备的重力和次结构的重力等。平台的自重均匀分布由各个桩腿承担。机械设备的重力和次结构的重力集中分布在安装点上。以中国海洋石油总公司湛江分公司的 W12-1 平台为例，平台上生活模块(生活楼加上直升机升降平台)重 500t，16t 吊车安装在平台的右前侧；50t 的天然气压缩机安装在底层甲板的正前方；100t 的二级分离器 (含油)安装在中层甲板的正后方，修井机安装在右侧等等 3。这些结构由于工艺安装位置的限制，容易造成桩腿承担载荷不均匀。载荷的严重分布不均会引起平台导管架破坏。（2） 水平载荷海洋平台承受的水平载荷主要有海浪、海风、海流、海冰等。水平载荷对平台的作用基本相似，研究方法相同，以海浪载荷为例研究水平载荷对海洋平台的影响。设计海况深度 85m 波高 6m，波周期为 10s。水深与波长比值大于 0.5，可用利用艾里波理论来计算水质点的水平速度和水平加速度，然后用莫里森方程求解作用在立柱上的作用力，总力分配到有限元平台模型的立柱节点上。不同水深处，立柱节点的水平力如下表：表 2.1 不同水深处立柱的水平力水深（m） 力（N）0 43442-12.5 26273-25 15890-37.5 9610-50 5812-62.5 3515-75 1782- 7 -（3） 平台几何尺寸本设计是由 16 根巨型立柱和三层平台组成。海底上平台高度是 100.4m。本设计平台巨型柱为直径 1524mm，壁厚 20mm 的钢管；巨型梁是直径 660.4mm，壁厚19.05mm 的钢管构成的空间桁架结构。三层巨型梁分布分别在海底以上 15m、50m和 100.4m 处（如图 2.2 所示） ，三道巨型梁的层高分别是 20m、20m 和 7m；上部平台立柱与巨型柱的型号材料相同。各立柱用型钢连接，主梁型号为 ，平35012H台向外延伸部分采用的型钢的型号为 。1462W图 2.1 巨型框架平台经过查阅资料，巨型柱的位移和抗弯强度与巨型柱的倾角有很大关系，随着倾角的增大，位移增大，同时抗弯刚度也增大。综合考虑各方向的位移和抗弯强度情况，当巨型柱的倾角为 10左右较合理。若是再继续增加角度来改变位移量，效果不再明显。本设计取倾角为 8和 4。（4）巨型平台导管架管节点的连接形式导管架是整个平台的支撑部分，是钢管焊接而成的一个空间桁架结构。各管子靠关节点相连。管子相交所构成的节点称为管节点。管节点是平台结构的一个组成部分，它是用熔焊的方法将作为构件来连接到另一根构件的表面上形成的。关节点是导管架的薄弱环节。在一个平面内，在两个或多个纵向轴交叉处，从撑杆轴与悬管轴的交点至悬管轴的垂直距离定义为偏心距。如果此距离与撑杆同侧，则偏心距为负值；如果此距离在背杆侧，则偏心距为正值。负偏心距引起撑杆的搭接；正偏心距引起撑杆的分开。对于本位的结构，负偏心距可以提高平台的承载能力。但是，与无搭接点相比，具有搭接撑杆的节点的疲劳寿命可能会降低。关节点的受力分析很复杂，其不利情- 8 -况是应力集中。在危险位置处所达到的应力是正常应力的倍数，即应力集中系数。不同形状的应力集中系数不同，应选择应力集中系数小的连接方式。本设计各管节点才赢得是负偏心距连接。- 9 -3 海洋平台巨型平台上部设计海洋平台的上部结构分成了两层，由甲板、立柱及平台上的采油设备、生活设施等使用设备构成。上部平台高出海平面，产生振动时位移较大，恢复平衡周期长，因此海洋平台上部结构要有较强的抗震、吸震、减震功能。3.1 海洋平台上部的减震在海洋这样恶劣的环境下，海风肆虐，海浪咆哮，仅仅海洋平台的巨型框架的抗震减震作用是远远不够的。通常一般的导管架平台是利用加入 TMD（调频质量阻尼器）系统，对上部平台的震动进行控制。虽然在上部平台结构中加入 TMD 虽然其阻尼系统能够起到减震的作用，但是加入平台的质量在遇到不稳定载荷时，增加这部分质量会变成激励载荷，加剧海洋平台的震动。TMD 的减震性能是与其质量有关的，质量越大其减震性能也越好，其带来的副作用也越大。传统海洋平台的上部设计是将上部模块与甲板直接焊接在一起。在不稳定载荷下，上部系统模块就会变成有害的激励载荷，加剧平台的震动。因此，本文提出了扩展的调频质量阻尼器减震系统(ETMD 系统)，即将平台上的生活模块与弹簧阻尼器直接相连，组成一个大的 TMD 系统。这样不仅可以有效控制平台震动，平台的质量也没有增加。很好的弥补了 TMD 存在的不足，大大扩大了其使用范围。ETMD 系统中要合理调整弹簧的刚度和阻尼器的系数，使平台的惯性力和激励载荷相反，成为能抵抗海浪、飓风、地震等恶劣载荷的有意力量。合理选择 ETMD系统的质量体，还能提高 ETMD 控制震动的能力，使其达到能控制多阶震动的功能。下图为传统 TMD（图 3.1）和改进 ETMD（图 3.2）：图 3.1 TMD 系统 图 3.2 ETMD 系统3.1.1 ETMD 系统的组成及工作原理（1）ETMD 的系统组成- 10 -本文涉及的 ETMD 系统，主要是由主框架、减震系统、钢轨、甲板、防护板等组成。主框架通过支撑轮和防倾轮与甲板相连，支撑轮圆柱表面与导轨接触，防倾轮侧面与导轨侧面接触（如图 3.3 所示） 。弹簧一端通过滑块上的销轴与导轨相连，销轴由液压缸控制（如图 3.4 所示）另一端与甲板相连。导轨和主框架相连接。图 3.3 支撑轮、防倾轮与导轨连接图 3.4 滑块销轴与导轨相连- 11 -阻尼器为液控锁阻尼器，一端连接在甲板上，另一端同过阻尼器安装座与主框架通过摩擦力相连接（如图 3.5） ，图 3.5 阻尼器与主框架连接（2）ETMD 系统的工作原理平时工作时阻尼器内压力减低，滚柱与壳体的间隙增大，滚柱也上壳体不接触，没有摩擦力，同时，连接销轴与导轨脱离脱离，主框架相对导轨脱离，减震系统与主框架浮动连接，此时弹簧和阻尼器随甲板一起振动，不起作用，滑块可以沿导轨自由滑动。当遇到剧烈振动时，减震系统可以开始工作，液控锁阻尼器内压力升高，阻尼器开始工作，同时由液压缸控制的销轴被压紧滑块被固定，弹簧与甲板导轨连成一体。通过弹簧和阻尼器吸收消耗振动能量。（4） 液控锁阻尼器的工作原理液控锁阻尼器由壳体、滚柱，活塞、油道、球头柱塞等部分组成。如图 3.6- 12 -图 3.6 液控锁阻尼器液压锁阻尼器一端与次结构或装置相连，另一端与平台相连。液压锁阻尼器通过油管进行进油排油，从而控制阻尼器腔内的压力。当平台振动时，带动活塞产生相对运动，通过油管进油时压力升高推动球头柱塞向外移动，柱塞顶起，刚性板逐渐被抬起，滚柱被压紧顶紧壳体，滚柱与刚性板之间间隙减小，相互挤压才生更大的摩擦力。同时，滚柱与壳体上部压紧，摩擦力也增大，通过摩擦力与甲板相连，通过摩擦消耗振动能量。图 3.7 滚柱压紧壳体- 13 -当平台相对稳定时，液压油被排出，液压腔的压力减低，柱塞落下刚性板与上部空间变大，上部壳体与主框架脱离，阻尼器可以沿导槽随甲板移动，此时液压锁阻尼器不工作。（5）弹簧装置的工作原理弹簧装置是由弹簧、滑块机构、液压缸、销轴、弹簧安装座等部分组成。减震装置中的弹簧是通过弹簧座与甲板相连接，弹簧座是固定在甲板上，另一端通过滑块与导轨相连，滑块是由液压缸控制，液压缸带动销轴压紧或脱离导轨。平时工作时，销轴脱离导轨，此时减震装置与甲板连成一体，随甲板晃动，滑块沿导轨滑动；当平台剧烈振动时，液压缸控制销轴压紧导轨，此时滑块被固定，弹簧与主框架连成一体，通过弹簧的拉伸与压缩消耗振动能量。在不同载荷下，可以启动不同的弹簧，通过液压缸可以选的不同多根弹簧工作也可以选择不同的弹簧组合工作。弹簧结构如图 3.7：图 3.7 弹簧装置ETMD 系统若只采用一组弹簧和阻尼器对平台震动进行控制时只能控制与平台结构固有频率相等或者相近的振动，对其他频率的振动控制效果是很差的。3.1.2 ETMD 系统中弹簧刚度的计算ETMD 振动系统中弹簧的对刚度是有要求的，只有弹簧的刚度符合设计要求，- 14 -ETMD 系统才能实现减震功能。下面对弹簧的刚度进行计算：通常计算固有频率时一般只涉及 35 阶，本设计中只对海洋平台的 15 阶固有频率进行计算。平台上生活模块(生活楼加上直升机升降平台)重 500t，16t 吊车安装在平台的右前侧；50t 的天然气压缩机安装在底层甲板的正前方； 100t 的二级分离器(含油)安装在中层甲板的正后方，修井机安装在右侧等等，海洋平台的总质量约为 900t。固有圆频率计算公式：（3.1）mKp固有频率为：（3.2）f21周期为：（3.3）KmfT1式中 K弹簧刚度；m质量块的质量。由公式可以看出，只要系统的质量 m 和弹簧的刚度 K 确定，固有频率就是一定值。图 3.8 一阶固有频率为 0.0022Hz计算得一阶固有频率对应的弹簧刚度： mNmfK17092.014.3452 - 15 -图 3.9 二阶频率为 0.0014Hz其对用弹簧刚度： mNmfK701904.1.345222 图 3.10 三阶频率为 0.0013Hz则弹簧刚度： mNmfK601903.14.45222 - 16 -图 3.11 四阶频率为 0.0054Hz则弹簧刚度： mNmfK10359054.1.34222 图 3.12 五阶频率为 0.0051Hz则弹簧刚度： mNmfK923105.014.345222 ETMD 系统也存在一定的缺陷，只有当 ETMD 减震系统的固有频率与所连结的结构的固有频率相同或者相近时，才能实现较好的减震效果。但是当两者的固有频率不相同时减震效果就会很差。我们知道在海洋中各种环境是非常复杂的，很难精确地确定所连接结构的固有频率。这样就无法选择一个合适的 ETMD 系统与之配合。另外，由于平台的实际结构中，很难找到一个巨大的质量体和合适的阻尼器来构成合适的 ETMD 系统。为了解决这个问题，必须扩展 ETMD 的频率范围。- 17 -3.1.3 METMD 系统为了使 ETMD 在多频率范围内都有较好的减震性能，可以使用多个 ETMD 系统与需要减震的模块相连，这些 ETMD 每个都不相同，并且使每个的固有都不相同，其频率以所连接的结构的固有频率为中心，在一个范围内变化。如所连接构件的固有频率是 则所连接的多个 ETMD 的固有频率在一个范围内变化，其频率分别为。这样组成一个由多个 ETMD 组成的可以在一定频m 0321率范围内控制震动的新的系统。这个新的系统我们暂且称为 METMD 系统。METMD系统如图 3.8 所示：图 3.13 METMD 系统经过资料查阅得到，当带宽度在 0.350.6 时，平台具有较好的减振效果；在0.45 左右时，系统振动幅度最小，减震效果最好。当 接近于 0 时，有较好的控制效果，但是所控制的频带宽度比较窄，稍有偏差，就容易引起平台剧烈地共振。TMD 数量为 5 时，平台结构已经有相对较好的振动控制效果。继续增加 ETMD 的数量，平台振动 DAF 曲线几乎完全重合，对平台振效果的增加影响不大。在飓风、海啸和地震等异常情况下，选择合适的质量体来构造 ETMD 系统，并调整阻尼器和弹簧的参数，使其更大限度的消耗振动，消除振动。巨型框架结构已经在陆地上的高大建筑物中成功应用，为其在海洋平台中应用提供了足够的理论依据和实践经验。由于随着矩形框架的不断增大，其质量和体积都不断增大，在相同载荷的干扰下，引起的震动更难控制。本次设计不仅通过巨型- 18 -框架结构对海洋平台进行振动控制，而且利用 ETMD 系统对震动进行控制，大大提高了海洋平台的振动控制能力。通过本次对海洋平台的结构优化使海洋平台更加安全可靠，适用范围更广。3.2 海洋平台上部的介绍本设计海洋平台上部平台区域的划分介绍，平台可分为井口区、油气分离和生产处理区、泥浆循环净化设备、公用设备区、动力和其他辅助设计区、生活区、直升飞机甲板区。甲板结构由桁架、支骨及夹板组成的位于导管架顶端的结构，通常设两次层工作台，用以布置生产和生活设施。为了节省空间，各设备尽量选择小体积，油气分离和生产处理区所用到的油罐，分离器等都用立式。平台区域划分根据标准要分为危险区和非危险区。其中井口为 1 类危险区，油气分离和生产处理为 2类危险区，其他为非危险区，特别的生活区和直升飞机甲板用放在非危险区。各危险区应该尽可能分开布置不能混合布置。除了考虑上述问题，海洋平台在海水中的腐蚀问题也是不可忽视的。海洋平台的使用环境极其苛刻，日照、海风、波浪冲击、复杂的海水体系、昼夜和季节温度变化及海生物侵蚀等使海洋平台腐蚀速率较快，因此对防腐蚀保护体系的要求也高。海洋平台是海上采油的重要设施。海洋平台造价昂贵，日常维护困难，为保证平台的安全可采用金属镀层、有机涂层和电化学方法。由于海洋环境的影响，平台用钢具有特定的腐蚀规律和适宜的防腐蚀保护措施。- 19 -4 海洋平台巨型柱的振动控制改进海洋平台所处的环境十分不稳定，当飓风、地震等非常恶劣的环境下需要海洋平台具有更好的抗震、减震、吸震能力。因此考虑，能从巨型柱着手控制巨型柱的固有频率。由公式（4.1）mKpf21可以得到若想改变固有频率 f 可以通过改变弹簧刚度 K 或质量 m 来实现。巨型柱的尺寸不起普通的管子大的多。直径为 1524mm，巨型柱内部空间是很大的。因此，将巨型柱分割成几个密闭的空间，通过向巨型柱中注水的方法增加巨型柱的质量，通过排水减少巨型柱的质量。通过各个管路对各密封空间进行单独控制。巨型柱在不同深度处所受到载荷不同，可以根据不同载荷，增减各部分的水量从而改变质量达到调整巨型平台的固有频率的效果。通过巨型结构框架理论、ETMD 系统和对巨型柱的改进，使海洋平台能更好的适应不同的环境载荷，提高了其对振动的控制能力。- 20 -5 结 论现阶段海洋开采开发还属于初步阶段，固定式海洋平台以其经济性，稳定性，刚度较大，受季节和环境影响较小，抵抗载荷能力强等优越的性能，在海洋石油勘探开发领域被广泛应用。固定式海洋平台的设计理论和建造技术已经发展成熟，其集钻井、采油、储存于一体，已经在实践中得到很好的应用。近海油气开采已经日臻成熟，浅海开采已经向深海开采方向发展，传统的固定海洋是平台面临巨大挑战。本文对传统导管架平台进行重新设计和优化，使其能够适应更恶劣的海洋环境。本设计平台是集抗震、减震、吸震多种振动控制于一体的新型海洋平台。通过对传统导管架海洋平台的重新设计和优化，利用矩形框架构造理论，构建出巨型导管架海洋平台。将传统的导管架立柱的直径增大，形成巨型柱，将平台的横撑和斜撑重新布置，形成了巨型梁。重新布置巨型柱和巨型梁的位置和角度，形成更加稳固的空间桁架结构，即巨型平台的框架结构。最外层立柱角度取 8立柱均匀分布，巨型梁的是三层分布，分别在海底以上 15m、50m 和 100.4m 处，三道巨型梁的层高分别是 20m、20m 和 7m。各立柱用型钢连接，主梁型号为 ，平台向外35012H延伸部分采用的型钢的型号为 。巨型框架结构载荷均匀分布，形成的平台1462W更加稳固可靠。针对海洋环境中各种恶劣的自然载荷，本设计多传统的 TMD 系统进行了扩展，平台上的设备、装置甚至各种结构可以与弹簧和阻尼器相连，形成新的结构 ETMD系统，更有效地吸收和消耗载荷产生的震动，实现对振动的有效控制。为了克服单一 ETMD 系统只能控制单一频率的弱点，采用多个不同频率的 TMD 扩展其控制的频带宽的，使其能控制一定频率范围内的振动。构造的这多个 ETMD 系统组成了新型的 METMD 系统。经研究发现 ETMD 系统的个数是 5 个时，已经达到了较好的振动控制效果。其在不增加海洋平台自重的情况下达到了更好的振动控制效果。综合各方面的优化，本文的固定式海洋平台能很好的控制各种载荷引起的振动，能更好的适应目前的环境，平台更加稳固，布置合理，经济实用。- 21 -参 考 文 献 1 赵东. 组合抗震海洋平台振动控制