[实用新型]海洋平台消浪破冰结构

说明书

本实用新型涉及一种用于冰区海洋工程设施的破冰结构，特别是关于一种安装在海洋平台桩腿上的海洋平台消浪破冰结构。

在极区和亚极区的海洋中，冬季海水表面会结冰。海冰在潮汐、海流和风的作用下在海面上漂移，这种漂移的海冰对海洋工程结构会产生影响。漂移的海冰作用在海上石油平台结构时，海冰会发生破碎，同时对海洋平台产生荷载作用。在海冰较严重的区域，这种海冰荷载是海洋石油平台的设计控制荷载，对海洋平台结构有着很大影响。为了降低作用在海洋平台上的冰荷载，目前工程界采用在海洋平台的桩腿上加装破冰锥体的措施，工程经验表明这一措施可以降低作用在海上平台上的最大冰荷载。

如图1、图2所示，现有的导管架海洋平台破冰锥体1为简单的圆锥结构，冰板2作用在破冰锥体1上形成径向、环向裂纹，导致冰板2弯曲破坏。冰本身是一种脆性材料，其破碎行为与海洋平台结构的接触形式有着极其敏感的关系，若冰与竖直面接触，会发生挤压破碎；若冰与倾斜面接触，其破碎形式则会由挤压破碎转变为弯曲破碎。破冰锥体带来的问题是：由于冰破碎具有一定的周期性，这种周期性的破碎行为会在破冰锥体上施加具有一定周期性的动态荷载，这种荷载的周期通常与海洋平台的固有周期接近，容易导致海洋平台振动，长期的振动会给海洋平台造成不良影响，导致海洋平台结构的疲劳损伤，而且由于将海洋平台桩腿与冰作用位置改成了锥体结构，导致冰与海洋平台结构接触宽度增大，最大冰力也相应的有所增大。此外，由于破冰锥体增大了海洋平台结构水线面的位置，导致波浪作用在桩腿的作用力明显增大，不利于海上平台结构的安全。

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种破冰和消浪效果都比较好的海洋平台消浪破冰结构，不仅可以降低作用在海洋平台结构上的冰荷载，能够降低冰板引起的海洋平台结构振动，而且不会增加作用在海洋平台桩腿上的波浪载荷，进一步保证海洋平台的安全。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种海洋平台消浪破冰结构，其特征在于：它包括一上锥环、一中锥环和一下锥环，所述上锥环、中锥环和下锥环从上到下依次套设在海洋平台的桩腿上，所述上锥环和下锥环分别与所述桩腿焊接固定，所述中锥环内部通过间隔设置的若干支撑横梁与所述桩腿焊接固定，所述中锥环顶部通过周向间隔设置的若干上倾斜角棱体与所述上锥环底部固定连接，所述中锥环底部通过周向间隔设置的若干下倾斜角棱体与所述下锥环顶部固定连接；每一所述上倾斜角棱体和每一下倾斜角棱体的棱角均向外侧设置，且所述上倾斜角棱体与所述下倾斜角棱体关于所述中锥环对称。

所述上锥环和下锥环的大小、形状和结构完全相同。

每一所述上倾斜角棱体和每一下倾斜角棱体采用三角形截面梁和矩形截面梁中的一种。

每一所述上倾斜角棱体和每一下倾斜角棱体采用三角形截面梁和矩形截面梁中的一种。

每一所述上倾斜角棱体和每一下倾斜角棱体与水平方向的夹角为45度～60度。

所述中锥环的直径根据所述上倾斜角棱体和下倾斜角棱体与水平方向的夹角进行确定。