[发明专利]一种多波况大尺寸固定式海工平台水平力计算方法

权利要求书

1.一种多波况大尺寸固定式海工平台水平力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：获取大尺寸海工平台截面形式、尺寸以及海工平台顶底高程数据，获取大尺寸海工平台附近海域的水位、流速及波浪资料；

步骤二：计算大尺寸海工平台水平力，计算公式如下：

式中：F_x¹为流速为0时大尺寸海工平台水平力；α为水平力系数；β为公式系数；k为波数，k＝2π/L，L为波长；b为海工平台长度的1/2；ρ为水体密度；g为重力加速度；H为波高；l为海工平台宽度；d为水深；z_top+d为海工平台顶面到海底距离，若海工平台顶高于水面，则z_top＝0；z_bot+d为海工平台底面到海底距离；

对于规则波而言，当有明确的波高和波长时，直接采用大尺寸海工平台水平力计算公式计算；若波高值确定，波长不确定时，同时缺少实测的波高时间序列和波浪谱资料，则波长为L＝2πb/β；

对于大尺寸海工平台不规则波的水平力处理步骤为：

步骤A：根据海工平台附近海域实测的波高时间序列或波谱或当地周期与波高的联合分布关系，统计分析并绘出周期-波高联合分布图；

步骤B：设置周期间隔，将周期-波高联合分布图分成多个周期区间，利用波浪弥散关系T为波浪周期，并结合当地水深条件计算出各周期区间对应的波长，同时以周期-波高联合分布等概率密度P曲线为边界，找出各个周期区间内最大波高值；

步骤C：根据各周期区间的周期值和最大波高值，利用大尺寸海工平台水平力计算公式计算出各周期区间对应的大尺寸海工平台水平力；

步骤D：通过对比不同周期区间大尺寸海工平台水平力，从而得到等概率密度P曲线范围内不规则波条件下大尺寸海工平台最大水平力；

步骤三：根据当地海域的流速条件对大尺寸海工平台水平力进行修正，得到流速影响下的大尺寸海工平台水平力；

步骤四：根据桥墩结构对大尺寸海工平台水平力进行修正，得到最终波流联合作用下的大尺寸海工平台水平力。

2.根据权利要求1所述的一种多波况大尺寸固定式海工平台水平力计算方法，其特征在于，α取值范围为2～4，其中矩形海工平台α值大于圆形海工平台；β取值范围为1～1.5，其中矩形海工平台β值小于圆形海工平台。

3.根据权利要求1所述的一种多波况大尺寸固定式海工平台水平力计算方法，其特征在于，不同流速条件下，波流联合作用时大尺寸海工平台水平力为：

式中：为流速不为0时大尺寸海工平台水平力；C为流速修正系数；为流速为0时大尺寸海工平台水平力。

4.根据权利要求3所述的一种多波况大尺寸固定式海工平台水平力计算方法，其特征在于，考虑桩基和大尺寸海工平台顶部结构影响下的波流联合作用时大尺寸海工平台水平力计算公式为：

式中：F_x为考虑桩基和大尺寸海工平台顶部结构影响下的波流联合作用时大尺寸海工平台水平力；k₁为大尺寸海工平台底部桩基影响系数；k₂为大尺寸海工平台顶部结构影响系数。