１ ． ２ 撑 杆弯 曲变形所吸收 的能量
为 了确 定支撑杆件 的塑性变形 能量 ，需为撞 击力Ｐ 确 定 一 个 对 应 的位 移 。 比较 通 用 的标 准 如
下：
ＭＰ Ｌ ｌ － ｍ ｉ ｎ （ Ｍｐ Ｌ ， Ｍｕ ）
（ 式１ — ７ ）
ＭⅢ 为撑 杆任 意 一端可 承 受 的最 ． ．
石油和化工设备 ２ ０ １ ３ 年第 １ ６ 卷
基于Ｈ Ｓ Ｅ Ｒ Ｐ ２ ２ ０ 的固定式海洋平台船撞分析
赵阔，陈鹏 ，文志飞 ，刘洪涛 ，方垫
（ 海洋石油工程股份有限公司 ， 天津 ３ ０ ０ ４ ５ １ ）
［ 摘 要］ 对基于Ｈ Ｓ Ｅ Ｒ Ｐ ２ ２ ０ 进行 固定式海洋平 台船撞分析法进行 了介绍 ，结合算例给 出了工程应 用实例，可为今后 类似 项 目提供 参考和借鉴 。
。
＼ ／
卜 、 ？ １ ｌ 、 ． ｊ ： ／
０ ． ３ 加 鲁 ＞ 。 ・ ６ （ 式 １ ． ６ ）
ｄ ｏ ６
对 于 杆 件 两 端 ，杆 件 的最 大 塑 性 弯 矩 为撑 杆 截面塑性惯性矩 和其所在管节点可承受的最 大塑 性弯 矩 中 的较 小 值 ，即 ：
１ ． １ 撑 杆凹陷所吸收 的能量
管 节点 的最大 塑性 弯矩口
图２ 构件 吸能计算过程 作者简介 ：赵阔 （ １ ９ ８ Ｏ 一），男，河北辛集人，硕士研究生，工
程师。在海洋石油工程股份有限公司工作。
第２ 期
赵 阔等
基于Ｈ Ｓ Ｅ Ｒ Ｐ ２ ２ ０ 的固定式海洋平台船撞分析
． ６ ｓ．
对 于 面 内 弯 ， ＝ 。 ＿ ８ × 筹 ３ ． ４ ＋ １ ９ ｘ ｄ ） ×
（ 式１ ． ３ ）；
，
一
／ ， 一
，
ｔ
～、
、
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、
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＼
、
／
、
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Ｉ ，
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对 于 面 外 弯 ， ＿ ｏ ＿ ８ × × （ ３ ＿ ４ ＋ ７ × 妄 ） ×
（ 式１ ． ４ ）；
，
ｅ
， ／ ｆ ， ７
…
Ｌ ／
．
ｊ ， ／ Ｉ
／
Ⅵ
～
其 中：（ １ ｏ 为弦 杆 的 直径 ，ｔ ０ 为弦 杆 的壁 厚 ， ０ 为撑 杆 与弦杆 之 间 的夹角 。 Ｑ ： １ ． ０． ｆ ｏ ｒ ｓ ０ ． ６ （ 式１ ． ５ ）
通常情况下 ，可 以认为杆件 凹陷部分对杆件 的塑 性截 面属 性 没 有 贡 献 ，仅 考 虑 未 凹 陷部 分 所 起 的作用 （ 如 图３ 所示）
１ 基于Ｈ Ｓ Ｅ Ｒ Ｐ ２ ２ ０ 的船舶碰撞评估方
ＨＳ Ｅ Ｒ Ｐ ２ ２ ０ 是 英 国健 康 安 全 环保 部 针 对 海 洋 石 油 平 台船 撞 分 析 推 出 的一 个 指 导性 文 件 。通 过 收 集 、评 估 现 有 的研 究 结 果 并 加 以改 进 ，文 件 中提 出 的 方 法 简 便 且 便 于 操 作 ，适 合 应 用 在 海 洋 平 台 船 撞 分 析 当 中 。海 上 结 构 主 要 通 过 以下 几 方 面 吸 收 能 量 ：管 壁 的局 部 塑 性变 形 （ 即 撞 凹 ）： 构件 的弹 性／ 塑 性 弯 曲；构 件 的 弹 性／ 塑 性 延伸 ；平 台的 整 体变 形 （ 即
标准１ ，Ｍａ ｒ ｓ ｈ ａ ｌ ｌ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ 准则
＝
如 ＝ × ； ＋ × （ ］ ＋ × （ ］ ］
（ 式１ ． ８ ）
１ ２ ５ ０Ｘ
（ ｄ ］
…
（ １ ４ ）
（ 式１ ． １ ５ ）
对应的最大位移为： △。 ＝ ａ ＸＬ Ｘ ０ 一
标 准２ ，韧 性 比例 准 则 】 支 撑杆 件 的惯
Ｐ 为与杆件可承受的最大塑性弯矩所对应 的 撞击 力 ， Ｑ为撞击 点与端点间距 离和杆件 总长 的 比值 。
杆件 在撞 击 力作 用下 的 凹陷值 ：
ｃ
×
ｃ 一・ 公
ｌ
（ 式１ ． １ ６ ）
（ 式１ ． ９ ）
［ 关键词］Ｈ Ｓ Ｅ ；Ｒ Ｐ ２ ２ ０ ； 固定式海洋平 台；船撞分析
在 海 洋 平 台 正 常 作业 期 间 ，船 舶 对 导 管 架 的 碰 撞 是 影 响 固定 式 平 台结 构 安 全和 完 整 性 的危 险 事 故之 一 。最 常 出现 的 碰撞 形式 有 ：船 舶 侧 面 撞 击 导 管架 其 中 的一 条 腿 或船 艏 或 船 艉 撞 击 飞溅 区 的斜 撑 。 图１ 为一种 典 型 的船撞 形 式 。为保 证 导 管 架 的 安全 ，对 海 上 设 施碰 撞 区 内所 有 暴 露 的 有 风 险 的构件都 应进 行船 舶意外 碰撞 情况 评估 。
摇 摆 ）；船舶 变形和 ／ 或转 动 。
图１ 一种典型的碰撞形式
般 地 ，对 船 舶 碰 撞 的抗 力 依 赖 于 构 件 撞 凹和 构 件 弯 曲的 相 互 作 用 。
一
平 台 的整 体 变 形 可 以保 守 地 忽 略 掉 。 图２ 给 出了构件 吸 能的计 算过 程 。 管 件 的塑 性 截 面 模 量 ：ｚ ＝ｄ ×ｔ （ 式１ ． １ ），其 中 ：ｄ 管 件 的 直径 ，ｔ 管 件 的壁 厚 。 管 件 截 面 的 塑 性 惯 性 矩 ： ＭＰ Ｌ ＝ Ｚ Ｘ ｆ ｖ ＝ ｄ Ｘ ｔ ×ｆ ｙ（ 式１ ． ２） ， 其 中：ｆ ｙ 为管件材 料 的屈服 强度 。
最 大弹 性荷 载 ：
由于杆件 凹陷所吸收的能量，
华× 等 ｃ ａ ａ ｎ －
× ｌ
最大弹性变形： ： ×
最大 塑性 位移 ： △２ ＝ｌ Ｏ ＸＵ ｅ Ｉ 标准 ３ ，最大 应变 准则 嘲
ｊ
（ 式１ ． １ ７ ）
（ 式１ － １ ８ ）
（ 式ｌ － １ ０ ）