автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Напряженно-деформированное состояние и выбор рациональных параметров сталебетонных конструкций морских ледостойких платформ

На правахрукописи

Торопов Евгений Евгеньевич

Напряженно-деформированное состояние и выбор рациональных параметров сталебетонных конструкций морских ледостойких платформ

05.23.07 - Гидротехническое строительство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в ОАО "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е.Веденеева".

Научный руководитель - доктор технических наук О.Е. Литонов Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор А.А.Храпков кандидат технических наук С.М.Мищенко

Ведущая организация - ОАО "ВНИИГАЗ"

Защита состоится " /О " декабря 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 512.001.01 ОАО "ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева" (195220, Санкт-Петербург, Гжатская ул., 21).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО "ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева".

Автореферат разослан " " ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук

Т.В.Иванова

у

оуозоз

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Одним из наиболее интенсивно развивающихся направлений в нефтедобыче в последние годы является освоение континентального шельфа замерзающих морей и особенно Арктического шельфа Арктический шельф обладает уникальными ресурсами углеводородов, освоение которых имеет стратегическое значение для России Геологическими и геофизическими исследованиями на шельфе арктических морей России выявлены огромные потенциальные ресурсы нефти и газа Начальные извлекаемые запасы углеводородов на шельфе Баренцева и Карского морей суммарно составляют 80% всех извлекаемых ресурсов Российского континентального шельфа или 80 - 85 млрд тонн условного топлива

Это обстоятельство дало новый импульс проектированию и строительству морских ледостойких нефтегазопромысловых сооружений (далее - морских ледостойких платформ), предназначенных для разведки, добычи и хранения продукции скважин.

В первые годы при строительстве морских платформ использовались в основном металлические конструкции. Стремление к увеличению темпов освоения углеводородных ресурсов шельфов и удешевлению строительства привели к использованию в конструктивных элементах морских платформ бетона. При этом удается упростить производство работ за счет того, что для возведения опорных частей платформ используется достаточно простая производственная база - не требуются специализированные стапельные места.

Применение сталебетонных элементов при строительстве морских платформ дает ряд преимуществ, так как позволяет наиболее эффективно использовать громадный опыт и промышленную базу судостроительной промышленности и, кроме того, способствует повышению долговечности конструкций.

Целью данной работы является разработка и расчетное обоснование сталебетонных конструкций морских ледостойких платформ. Поставленная цель достигается решением задач, которые составляют научную новизну работы.

Научную новизну работы составляют:

1. Разработанная концепция использования сталебетонных элементов для морских ледостойких стационарных платформ.

2. Усовершенствованная методология выбора основных параметров сталебетонных конструкций с использованием внешнего армирования.

3. Разработанная методика инженерной оценки несущей способности сталебетонных конструкций морских ледостойких платформ

4. Имитационные модели для оценки напряженно-деформированного состояния сталебетонных элементов.

Практическая ценность.

Результаты выполненных исследований могут быть применены при проектировании морских ледостойких платформ с использованием сталебетонных конструкций, что открывает возможности значительного повышения надежности и снижения стоимости морских ледостойких платформ, являющихся наиболее капиталоемкими сооружениями обустройства месторождений углеводородов на шельфе.

Практическая реализация работы.

Концепция использования, методика и результаты исследований сталебетонных элементов конструкций морских ледостойких платформ были применены:

- при разработке проекта (на всех стадиях) и строительстве кессона МЛ СП "Приразломная";

- при составлении Правил Российского морского регистра судоходства по классификации, постройке и оборудованию плавучих

буровых установок и морских стационарных платформ.

Личный вклад автора определяется непосредственным участием в разработке концепции использования сталебетонных элементов, постановке задачи по проведению расчетных исследований с целью определения рациональных параметров сталебетонных конструкций для морских ледостойких стационарных платформ, разработке на их основе имитационных моделей напряжений в бетоне и металлической облицовке, анализе результатов расчетов и разработке требований к сталебетонным конст-

рукциям МЛСП «Приразломная», разработке методики инженерной оценки их несущей способности.

Апробация работы

Результаты различных этапов работы докладывались и обсуждались на международных конференциях ISOPE, POAC, RAO, совещаниях и семинарах в ФГУП «ЦКБ МТ «Рубин», ФГУП «ПО «Севмаш», ЦНИИ им. А.Н. Крылова, ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», Российском морском Регистре судоходства, ЗАО "Росшельф", ЗАО "Севморнефтегаз", ЗАО «Морнефтегазпроект», ДО АО Типроспецгаз" и других организациях, публиковались в их трудах, трудах конференций по созданию сооружений для акваторий замерзающих морей, в специализированных отечественных и зарубежных журналах.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 14 печатных работах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (141 наименование) и приложений; содержит 167 страницы текста, 72 рисунка, 20 таблиц.

На защиту выносятся:

- концепция использования сталебетонных конструкций для морских ледостойких платформ;

- методология и результаты исследований напряженно -деформированного состояния сталебетонных элементов морских ледостойких платформ;

- методика инженерной оценки несущей способности сталебетонных элементов конструкций морских ледостойких платформ;

- имитационные модели для выбора рациональных параметров сталебетонных конструкций бортовых элементов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность и практическая значимость избранной темы диссертации, формулируется основная цель проводимых исследований, приводится краткое содержание работы.

В первой главе рассматриваются основные типы платформ, возводимых на морском шельфе для добычи нефти и газа. Проблемам, связанным с проектированием, строительством и эксплуатацией морских платформ, посвящены работы В.О.Алмазова, З.А.Амирсланова, Е.Н.Беллендира, А.С.Большева, С. А. Вершинина, Ю.С.Волкова, А.Р.Гинтовта, О.А.Гладкова, З.Г.Губайдуллина, А.М.Ибрагимова, С.Н.Ковалева, А.А.Круглова, П.П.Кульмача, О.Е.Литонова, А.А.Малютина, Д.А.Мирзоева, Б.А.Никитина, Л.Н.Подгорного, Н.Г.Попова, Г.В.Симакова, П.А.Трускова, Н.Г.Храпатого, К.Н.Шхинека, А.Н.Щербакова, Т.Доусона и др. На основании анализа литературных источников отмечены особенности проектирования и строительства морских гравитационных платформ в условиях арктического шельфа. Дана краткая характеристика эксплуатирующихся морских платформ гравитационного типа.

Основное внимание уделено анализу конструкций платформ с использованием железобетона. В мировой практике накоплен значительный опыт эксплуатации подобных конструкций, первые из которых были построены в 70-ых годах. Выполнен обзор опубликованных к настоящему времени результатов экспериментальных и расчетных исследований, связанных с изучением совместной работы стальных листов и бетона, в том числе и в суровых климатических условиях.

Для железобетонных платформ в условиях арктического шельфа среди важнейших являются решения следующих задач:

- обеспечение долговечности материала, находящегося в суровых

условиях холодного климата, при переменных уровнях воды,

циклическом замораживании-оттаивании, а также при наличии

значительных температурных перепадов;

- защита бетона от истирающего действия льда;

- защита арматуры от коррозии.

Анализ особенностей работы железобетонных и сталебетонных конструкций с различными схемами армирования показал, что одним из путей эффективного решения этих проблем при строительстве ледостой-ких платформ является использование сталебетонных конструкций с внешним армированием.

Развитию расчетных исследований сталебетонных конструкций способствовало совершенствование вычислительной техники и программного обеспечения. Разработанные к настоящему времени программные продукты расчета напряженно-деформированного состояния учитывают широкое разнообразие процессов, происходящих в конструкциях, и в том числе, развитие трещинообразования в бетоне, позволяют осуществлять математическое моделирование поведения сталебетонной конструкции в процессе строительства и эксплуатации.

С учетом того, что основные нефтеносные и газоносные районы в нашей стране, в которых предполагается осуществить строительство морских ледостойких платформ, относятся к северной строительной климатической зоне, основное внимание уделяется особенностям проектирования сталебетонных и железобетонных элементов, подвергающихся действию льда и низких отрицательных температур. В этих условиях одним из основных требований, предъявляемых к бетону, помимо прочности является обеспечение его морозостойкости. Кроме того, для морских ледостойких платформ, сооружаемых в суровой климатической зоне, наряду с необходимостью обеспечения долговечности при эксплуатации, следует решить ряд задач, связанных с обеспечением требуемых свойств конструкции при ее возведении.

Во второй главе проводится анализ внешних нагрузок, действующих на сооружение, рассматриваются подходы к конструированию морских ледостойких платформ с использованием сталебетонных элементов и формулируются требования к бетону.

Отмечено, что сооружения на континентальном шельфе замерзающих морей подвержены, прежде всего, двум основным видам внешних нагрузок и воздействий: в летнее время, когда акватория свободна от льда - волновым нагрузкам и воздействиям; в зимнее время при наличии ледяного покрова - ледовым нагрузкам и воздействиям. Кроме того, на сооружение могут действовать особые нагрузки, к которым относятся: нагрузки при сейсмических явлениях и волнах цунами; нагрузки при катастрофических штормах, ветрах, массовом торошении льда, деформациях основания с изменением свойств грунтов (размывы, просадки, сдвиги, выпады) и др. На сооружение оказывают определенное влияние температурные воздействия окружающей среды (температуры воздуха, воды и нефти).

В рамках предложенной концепции проектирования опорных блоков морских ледостойких платформ заложена идея о выполнении сталебетонными элементами платформы тройной функции. Стальной каркас участвует в обеспечении общей прочности сооружения, сталебетонные элементы участвуют в восприятии локальных ледовых нагрузок на сооружение, бетонный наполнитель сталебетонной конструкции используется в качестве твердого балласта для обеспечения устойчивости платформы на грунтовом основании при ее эксплуатации. При этом в зависимости от конкретных условий строительства и эксплуатации платформы и свойств ее основания сталебетонные элементы могут быть применены не только в наружных - бортовых отсеках платформы, но и во внутренних - коффердамах. Степень заполнения коффердамов в значительной степени определяется обеспечением требований по устойчивости платформы на грунте.

В случае заполнения бетоном бортовых отсеков фактором, определяющим параметры сталебетонных элементов, являются ледовые нагрузки.

Особое внимание в работе уделено анализу ледовых нагрузок, т.к. именно они играют определяющую роль при проектировании сталебетонных элементов платформы. Нагрузки от льда на стационарные сооружения шельфа зависят от многочисленных факторов. К ним относятся характеристики действующих на сооружение ледовых образований, их геометрические параметры (размер полей, толщины льда, торосистость), кинематические показатели (скорости и формы движения), особенности ледового режима, физико-механические свойства и состояние льда (прочностные показатели, соленость, структура и др.), условия контакта и взаимодействия ледяного покрова с сооружением (этим обуславливается физический процесс разрушения льда), форма и конструкция сооружения в зоне воздействия льда.

Имеют место следующие виды нагрузок и воздействий от льда на сооружения:

- нагрузки от движущихся ледяных полей;

- нагрузки от остановившегося ледяного поля, наваливающегося на сооружение под действием течения воды и ветра;

- нагрузки от ледяного покрова при его температурном расширении;

- нагрузки от примерзшего к сооружению ледяного покрова при изменении уровня воды (при нагонах, приливах и т.п.);

- нагрузки от заторных масс льда;

- истирающее действие льда вследствие трения о поверхности конструкций.

В зависимости от используемой методики определения ледовой нагрузки ее величины могут существенно различаться.

Причиной этого может быть ряд обстоятельств, в том числе:

- многообразие видов морских льдов (однолетние, многолетние, паковые, торосистые);

- определенные условности при моделировании и при пересчете данных с модели на натуру (влияние масштабного эффекта);

- сложность достоверного прогнозирования ледовой обстановки;

- условность учета в расчетных схемах фактических условий контакта морского льда с сооружениями.

Для оценки несущей способности сталебетонного элемента борта рассматривались глобальные и локальные ледовые нагрузки. Были проведены расчеты напряженно-деформированного состояния сталебетонного борта при действии глобальной ледовой нагрузки.

Результаты расчетов подтвердили принципиальную возможность использования сталебетонной конструкции борта. Показано, что заполнение борта бетоном существенно увеличивает его жесткость и снижает напряжения в обшивке бортовой секции. При этом трещинообразование в бетонном блоке носит локальный характер, а уровень сжимающих напряжений в бетоне далек от предела прочности - разрушения от сжатия не происходит.

В третьей главе рассмотрена методика проведения расчетов напряженно-деформированного состояния бортовых сталебетонных элементов, являющихся важными составными частями сложной пространственной конструкции кессона (рис. 2).

Исследовались вопросы выбора расчетной схемы для оценки напряженно-деформируемого состояния конструкций, проектируемых с применением сталебетонных элементов. Основное внимание уделялось вопросам выделения фрагментов для детального исследования работы бетона в конструкции. При этом подробно рассматривалось влияние условий закрепления фрагментов по выделенному контуру.

Риг. X Расчтил cxeus fct'troH.t

Зоны ирилижянм ледояой иирулсн иитснсивыостыо Р, я

Выделение фрагментов (подмоделей) - наиболее распространенный прием при исследовании напряженного состояния сложных пространственных конструкций. В качестве фрагментов были рассмотрены стенка борта (бортовое перекрытие), часть стенки борта между двумя коффердамами, часть стенки в условиях цилиндрического изгиба.

Для оценки напряженно-деформированного состояния сталебетонных элементов борта при действии локальных ледовых нагрузок была решена серия модельных задач. Расчеты проводились в два этапа на основе современных вычислительных средств.

На первом этапе выполнена серия расчетов пространственной конструкции кессона и его отдельных элементов по линейно-упругой модели с использованием следующих программных комплексов:

"ANSYS" и "ABAQUS" для исследования пространственной работы кессона и моделирования сталебетонных элементов бортовых конструкций и коффердамов многослойными плитами;

"COSMOS/M" - для определения напряженно-деформированного состояния фрагментов борта в рамках решения объемной задачи;

"ГИДРА" (разработана во ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева) - для исследования фрагмента борта в условиях плоской задачи.

По результатам расчетов определялся уровень нормальных напряжений, и анализировалась возможность образования первичной системы горизонтальных трещин в бетонном наполнителе борта.

На втором этапе рассмотрен изгиб вертикального плоского фрагмента с учетом нелинейных свойств бетона (физическая и конструктивная нелинейность, связанная с образованием трещин).

В рамках нелинейной плоской задачи упругости изучены зоны распространения и ориентации трещин в бетоне борта и дана оценка максимальных напряжений в зоне приложения ледовой нагрузки.

Расчетные исследования сталебетонного борта при действии локальной ледовой нагрузки позволили дать оценку влияния условий закрепления по контуру фрагмента на его напряженное состояние. Рассмотрены случаи жесткого закрепления стенки борта (фрагмента стенки) по четырем и по трем сторонам. Условия на границе борта с палубой, как показали расчеты, оказывают существенное влияние на максимальные сжимающие и растягивающие напряжения в зоне приложения ледовой нагрузки. Жесткое закрепление фрагмента на уровне палубы при принятых в расчетах параметрах палубы привело к снижению максимальных напряжений вблизи ватерлинии примерно в 2.5 раза.

Расчеты фрагмента борта в условиях цилиндрического изгиба и расчеты всего кессона, показали, что замена пространственной задачи плоской, т.е. условиями плоской деформации, приводит к увеличению напряжений в зоне ледовой нагрузки примерно в 1.4 раза. Таким образом, при решении задачи с учетом трещин в плоской постановке, необходимо выполнить соответствующую корректировку расчетных нагрузок.

На основании выполненных тестовых расчетов предложена методика расчетных исследований, основанная на поэтапном моделировании НДС, которая позволяет осуществить различную степень детализа-

ции исследуемой конструкции. Моделирование конструкции двумерными и объемными фрагментами является целесообразным для решения поставленных задач, что подтверждается серией численных экспериментов. Показано, что при оценке НДС борта необходимо учитывать податливость палубы и условия ее соединения с бортом.

В четвертой главе представлена методика оценки напряженно-деформированного состояния сталебетонного борта, основанная на использовании имитационных моделей, построенных по результатам расчетов конструкции методом конечных элементов.

Задачей исследования являлась оценка влияния на напряженно -деформированное состояние сталебетонных элементов бортовых отсеков платформ следующих факторов:

- интенсивности локальных ледовых нагрузок;

- модуля упругости бетона;

- прочности бетона на растяжение;

- толщины наружной стальной оболочки;

- толщины сталебетонного борта.

При проведении расчетных исследований использовалась следующая расчетная схема. Давление льда прикладывается по нормали к наружной поверхности борта. Равнодействующая ледовой нагрузки прикладывалась на отметке 20.0 м по середине пролета борта между опорами. Выделено два фронта действия ледовой нагрузки с различными ин-тенсивностями Р1 и Рг в т/м2 (рис.2).

• Рассмотрены варианты, как в рамках линейной модели, так и с учетом физической нелинейности, вызванной образованием трещин.

В расчетах без учета образования трещин эти интенсивности принимаются в качестве факторов (X] и Х2). Кроме того, факторами являются модуль упругости бетона (фактор и толщина металлической обшивки

Принят следующий диапазон изменения факторов 112 < X, < 168 (т/м2); 188 < Х2 < 282 (т/м2);

2.04< Х3 <4.08 (кг/см2); 30<Х4<40 (мм).

В расчетах с учетом образования трещин в качестве факторов принимались:

- интенсивность (интенсивность нагрузки задавалась пропорционально нагрузке и изменялась в том же интервале, что и в предыдущем случае);

Х2 - Прочность бетона на растяжение в кг/см2 (Яр);

Хз - Модуль упругости бетона (Хз=Ебех-10"5, Е5ет в кг/см2);

Х4 - Толщина обшивки (Э).

Диапазон изменения факторов:

112 < X, < 168 (т/м2); 20< Х2 < 30 (кг/см2);

2.04 < Х3 <4.08 (кг/см2); 30 < Х4 <40 (мм).

Расчетные варианты для решения поставленной задачи выбирались с использованием методов теории планирования эксперимента применительно к расчетным исследованиям. В качестве функций отклика принимались:

- напряжения в бетоне в сечении у наружной грани борта,

- напряжения в металле в сечении у наружной грани борта;

- напряжения в металле в сечении на внутренней грани борта.

Математические модели получены в виде полного полинома второй степени от выбранных факторов:

а = а0 + а1дг, + а2Х2 + аЪхг + а4х4 + а5х1 + а6х2 + а1хЪ + а8*4 + + а9х^х2+а10хххъ +аихххА + а12х2х3 + апх2хА + а14х3х4,

где - коэффициенты моделей, полученные с помощью мето-

да наименьших квадратов.

Ниже приведены имитационные математические модели сжимающих напряжений (с учетом трещинообразования) в бетоне на наружной грани, полученные для толщины борта 4 м, 3.5 м и 3 м.

о$= 125.56+25.92*, -1.66х2 + 28.38*3 -4.59*4 +

а)15) = 145.86+30.26*! -1,65*2 + 33.54*3 - 5.39*4 -

о^д = 162.34 + 33.59*, - 2.02*2 + З8.98*3 - 6.91*4 +

+1,65*[2 - 2.75*| +1.32*4 + 7.77*,*3 -1.28*, *4 -1,49*2*3.

Коэффициент множественной корреляции, характеризующий точность моделей находится в пределах 0.989-0.999.

В табл. 1 приведено сравнение результатов расчетов напряжений <7® , (Г'¡0? и ст® по модели с результатами расчета по МКЭ для значений факторов, не входящих в матрицу планирования. Данные табл. 1 показывают достаточно хорошее совпадение результатов проведенных расчетов.

Таблица 1.

Кодированные значения факторов Напряжения, кгЛг

Pi. RP Еб D °нб <7(3) "НС <Т(3) "ее

по МКЭ по модели ПО МКЭ по модели ПО МКЭ ПО модели

140 25 4.08 35 -200 8 -198 6 -957.4 -955.9 1047.6 1044.9

140 30 3.06 35 -163.8 -161.0 -1039.0 -1035.7 1066.3 1065.7

140 30 4.08 35 -200.5 -195.7 -956.8 -929.4 1063.2 1072.6

140 20 3.06 35 -168.3 -165 0 -1068.2 -1026.8 1011.7 1012.7

140 20 4.08 35 -204.7 -202.8 -976.6 -931.2 1009.5 1016.9

Кроме того, была получена модель для напряжений в бетоне на наружной грани с учетом образования трещин когда в качестве четвертого фактора ( *4) была принята толщина борта Ь, изменяющаяся в пределах 3<£<4 (м).

Модель имеет вид

= 142.65+28.28*! +0.55*2 +35.81х, -17.11дг4 + 4.88^ + 0.06х| -7.13*32 -1.04*4 -3.42x^2 4-4.20*1*3 ~3.79*,*4 -1.31*2*3 -0.50*2*4 -4.23*3*4

Полученные модели позволяют оперативно оценивать напряженно-деформированное состояние сталебетонного борта в зависимости от принятых факторов.

Построены графики напряжений в бетоне и облицовке в зависимости от ледовой нагрузки и параметров сталебетонного борта (прочности бетона, модуля упругости бетона, толщины облицовки, толщины борта). Получены номограммы для определения толщины борта в зависимости от ледовой нагрузки для различных классов бетона.

Для иллюстрации на рис. 3, 4 приведены построенные по моделям графики напряжений в стальной облицовке и бетоне в зависимости от изменения ледовой нагрузки и толщины сталебетонного борта.

Зависимость сжимающих напряжений в бетоне на наружной грани оттолшины борта при различных значениях ледовой нагрузки (Яр=25 кг/см2; £¡^4.08 105 кг/см2)

3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 Толщина борта, м

Рис. 3.

Зависимость сжимающих напряжений на наружной грани облицовки от толщины борта при различных значениях ледовой нагрузки (Вр=25кг/см2; Е6ет=4.08 105 кг/см2)

3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 Толщина борта, м

Рис. 4.

Основные результаты и выводы:

1. Выполнен анализ современного состояния практики проектирования морских ледостойких нефтегазопромысловых сооружений, дана характеристика природных условий на перспективных месторождениях нефти и газа шельфа замерзающих морей России. Проведен анализ внешних нагрузок, действующих на сооружение, в том числе нагрузок, которые являются определяющими при расчетах и проектировании ледостойких сооружений.

2. Предложена концепция использования сталебетонных конструкций для морских ледостойких платформ, основанная на том, что глобальные нагрузки на платформу воспринимаются ее металлическим каркасом, сталебетонные элементы, главным образом, используются для восприятия локальных ледовых нагрузок и выступают в качестве твердого балласта, обеспечивая устойчивость платформы на грунтовом основании.

3. Выполнены расчеты напряженно-деформированного состояния сталебетонных элементов в пространственной и плоской постановке при действии расчетной ледовой нагрузки. Проведена оценка различных способов схематизации. Показана необходимость учета пространственности конструкции и трещинообразования в бетоне. Исключение указанных факторов из анализа приведет к существенным ошибкам в расчетах и недооценке уровня напряжений в стальных элементах конструкции.

4. На основании расчетов напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов получены имитационные математические модели, характеризующие зависимость напряжений в бетоне и облицовке от действующей ледовой нагрузки и основных параметров сталебетонного борта.

5. Полученные имитационные модели позволяют на ранних стадиях анализа оперативно оценивать напряженно-деформированное состояние сталебетонных элементов и определять требования к основным параметрам сталебетонной конструкции.

6. На основании выполненных исследований показана целесообразность и перспективность использования сталебетонных элементов при строительстве морских ледостойких платформ. Применение сталебетона позволяет с высокой эффективностью обеспечивать характеристики сооружения, адекватные его функциональному назначению, действующим нагрузкам и инженерно-геологическим условиям площадки строительства.

Литература

1. Торопов Е.Е., Гинтовт А.Р., Гладков О.А. Особенности проектирования ледостойкой платформы № 1 для Приразломного нефтяного месторождения //Материалы секции "Техника и технология разра-

ботки морских месторождений" научно-технического совета РАО "Газпром". М.: ИРЦ Газпром. 1995, С. 21 - 33

2. Торопов Е.Е., Беллендир Е.Н. Оптимизация фундаментной части гравитационной платформы для мелководного шельфа //Материалы третьей международной конференции «Освоение шельфа Арктических морей России». 1997. Т. 2. С. 110 - 118.

3. Никитин Б.А., Солдатов Ю.И., Шемраев ГА, Торопов Е.Е., Гладков О.А., Шеломенцев А.Г. Проект обустройства месторождения "Приразломное" в Печерском море //Труды Четвертой международной конференции. "Освоение шельфа Арктических морей Рос-сииМ999.Т.1.С.56-58.

4. Toropov E.E., Malutin A.A., Gintovt A.R., Bellendir E.N. Kaufman A.D., Kostira G.Z. Application of Composite (Steel-Concrete) Structures for Platforms to be operated under Conditions of Ice and Wave Effects //Proceedings of the 17th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions /POAC-03. Trondheim. Norway. June 16-19. 2003. P. 239 - 247.

5. Malutin A.A., Gintovt A.R., Toropov E.E., and Chernetsov V.A. Offshore Platforms for Oil and Gas Production on the Russian Arctic Shelf. //Proceedings of the 17th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions /POAC-03 Trondheim. Norway. June 16-19. 2003. P. 13-22.

6. Toropov E.E, Bellendir E.N,. Analysis of Various Designs of the Stationary Substructures for the Pechora Sea Shelf //Proceedings of the Tenth International Offshore and Polar Engineering Conference. Seattle. May 28 -June 2. 2000. Vol-I. P. 737 - 742.

7. Торопов Е.Е., Костыря Г.З., Котов А.В., Кауфман А.Д. Вопросы проектирования конструкций ледостойких сооружений арктического шельфа с использованием современных технологий литых бетонов //Аннотации докладов на IV Международной конферен-

ции «Освоение шельфа арктических морей России». /С.-Пб. ЦНИИ им. А.Н.Крылова. 1999. С. 10-19.

8. Торопов Е.Е., Кауфман А.Д., Применение сталебетона для конструкций морской ледостойкой стационарной платформы //Труды пятой международной конференции RAO-05. 2001. С. 185 -187.

9. Ковалев С.Н., Торопов Е.Е., Гладков О.А., Проблемы создания нефтегазовых платформ на шельфе замерзающих морей //Труды пятой международной конференции RAO-01. 2001. С. 151-155.

10. Торопов Е.Е. Опыт и перспективы создания Правил PC для стационарных платформ //Материалы семинара инспекторского состава. РМРС ГУР. СПб. 1999. С. 25 - 29.

11. Kovalev S.N., Malutin A.A., Toropov E.T., Gladkov O.A Advances of oil and gas field construction on the shelf of northern seas and Sakhalin island //OSJ offshore support journal. May 2001. P. 44 - 45

12. Никитин Б.А., Шемраев ГА, Солдатов Ю.И., Шеломенцев А.Г., Гладков О.А., Торопов Е.Е. Проект обустройства Приразломного месторождения //Газовая промышленность. Ноябрь. 2000. С. 18 -19.

13. Kovalyov S.N., Toropov E.E., Gladkov ОА, Mirzoev D.A. Main problems related to the creation of oil and gas production platforms on the continental shelf of the frozen seas The Naval Architect. January. 2002. P. 20-21.

14. Ковалев С.Н., Малютин AA, Торопов Е.Е., Гинтовт А.Р., Проектирование платформ для шельфа арктических морей //Газовая промышленность. Август. 2002. С. 70 - 72.

Е.Е.Торопов

"Напряженно-деформированное состояние и выбор рациональных параметров сталебетонных конструкций морских ледостойких платформ"

Типография ОАО "ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева".

Подписано к печати 01.11.2004.

Объем 1.0 п. л. Тираж 120. Номер заказа 111.

№22 4 5 3

РЫБ Русский фонд

2005-4 23885

Введение.

Глава 1. Морские ледостойкие платформы в условиях арктического шельфа.

1.1. Особенности строительства и эксплуатации морских ледостойких платформ в условиях арктического шельфа.

1.2. Мировая практика строительства и эксплуатации морских ледостойких платформ для добычи и хранения нефти и газа. Основные типы платформ.

1.3. Использование железобетонных конструкций в гидротехнических сооружениях шельфа.

1.4. Сталебетонные конструкции.

1.5. Цели и задачи исследований.

Глава 2. Условия эксплуатации сталебетонных конструкций морских ледостойких платформ.

2.1. Нагрузки и воздействия на морские ледостойкие платформы.

2.2. Требования к бетону для морских ледостойких стационарных платформ.

2.3. Особенности конструкции сталебетонного борта.

2.4. Оценка напряженно-деформированного состояния борта при действии глобальной ледовой нагрузки.

2.5. Выводы по главе 2.

Глава 3. Напряженно-деформированное состояние сталебетонного борта.

3.1. Постановка задачи.

3.2. Программное обеспечение и расчетное моделирование кессона.

3.3. Расчетные модели кессона морской ледостойкой платформы

Приразломная".

3.4. Напряженное состояние борта при действии локальной ледовой нагрузки.

3.4.1. Схемы кессона и фрагментов, состоящих из трехслойных плит.

3.4.2. Объемная схема фрагмента кессона.

3.4.3. Исследование фрагмента кессона по плоской расчетной модели.

3.5. Выводы по главе 3.

Глава 4. Оценка влияния интенсивности ледовой нагрузки и параметров сталебетонной конструкции на напряженно-деформированное состояние сталебетонных элементов борта.

4.1. Постановка задачи.

4.2. Методика построения имитационных моделей.

4.2.1. Планирование расчетных экспериментов.

4.2.2. Расчетная модель.

4.3. Имитационные модели напряженно-деформированного состояния борта без учета трещинообразования в бетоне.

4.4. Имитационные модели напряженно-деформированного состояния борта с учетом трещинообразования в бетоне.

4.5. Оценка напряженно деформированного состояния сталебетонного борта по имитационным моделям.

4.6. Выводы по главе 4.

Одним из наиболее интенсивно развивающихся направлений в нефтедобыче в последние годы является - освоение континентального шельфа замерзающих морей и особенно Арктического шельфа. Арктический шельф обладает уникальными ресурсами углеводородов, освоение которых имеет стратегическое значение для России. Геологическими и геофизическими исследованиями на шельфе арктических морей России выявлены огромные потенциальные ресурсы нефти и газа. Начальные извлекаемые запасы углеводородов на шельфе Баренцева и Карского морей (Рис I.) суммарно составляют 80% всех извлекаемых ресурсов Российского континентального шельфа или 80 - 85 млрд. тонн условного топлива [104].

ОБЗОРНАЯ КАРТА ШЕЛЬФА БАРЕНЦЕВА МОРЯ

Рис 1.

Это обстоятельство дало новый импульс проектированию и строительству морских ледостойких нефгегазопромысловых сооружений (далее - морских ледостойких платформ), предназначенных для разведки, добычи и хранения продукции скважин.

В первые годы при строительстве морских платформ использовались в основном металлические конструкции. Опыт эксплуатации морских платформ и стремление к увеличению темпов освоения углеводородных ресурсов шельфов привели к использованию в конструктивных элементах морских платформ бетона, что позволяет в ряде случаев оптимизировать стоимость сооружения и объектов обустройства месторождения в целом. Опыт гидротехнического строительства показывает, что ряд преимуществ могут иметь сталебетонные и железобетонные конструкции. К таким преимуществам, в первую очередь, относятся упрощение производства работ за счет того, что для возведения опорных частей платформ требуется достаточно простая производственная база - не требуются специализированные стапельные места, и повышение долговечности конструкций. Применение сталебетонных элементов при строительстве морских платформ, позволяет наиболее эффективно использовать громадный опыт и промышленную базу судостроительной промышленности. Последнее обстоятельство особенно важно для условий создания морских ледостойких платформ в Российской Федерации, где основные мощности по созданию платформ сосредоточены с судостроительной отрасли. Кроме того, следует отметить, что наиболее приспособленные для строительства морских ледостойких платформ предприятия судостроительной отрасли расположены вблизи районов, где предполагается освоение нефтегазовых месторождений, - предприятия Санк-Петербурга, Ленинградской области, гор. Северодвинска Архангельской области и гор. Комсомольска на Амуре.

Целью данной работы является разработка и расчетное обоснование сталебетонных конструкций морских ледостойких платформ.

Научную новизну работы составляют:

1. Разработанная концепция использования сталебетонных элементов для морских ледостойких стационарных платформ;

2. Усовершенствованная методология выбора основных параметров сталебетонных конструкций с использованием внешнего армирования;

3. Разработанная методика инженерной оценки несущей способности сталебетонных конструкций морских ледостойких платформ;

4. имитационные модели для оценки напряженно-деформированного состояния сталебетонных элементов.

Практическая ценность состоит в том, что результаты выполненных исследований могут быть применены при проектировании морских ледостойких платформ с использованием сталебетонных конструкций, что открывает возможности значительного повышения надежности и снижения стоимости морских ледостойких платформ, которые являются наиболее капиталоемкими сооружениями обустройства месторождений углеводородов на шельфе.

В диссертационной работе разработаны:

- концепция использования сталебетонных конструкций морских ледостойких платформ;

- методика оценки их напряженно-деформированного состояния при выборе основных параметров сталебетонных элементов борта (толщины борта, толщины металлической облицовки, характеристики бетона);

- имитационные модели, характеризующие связь между напряженно-деформированным состоянием сталебетонного элемента, его основными параметрами и действующей локальной ледовой нагрузкой.

Результаты диссертационной работы были использованы:

- при разработке сталебетонных элементов конструкций при разработке проекта (на всех стадиях) и строительстве кессона МЛСП "Приразломная";

- при составлении Правил Российского морского регистра судоходства по проектированию и оборудованию морских ледостойких платформ.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международных конференциях ISOPE, РОАС, РАО, совещаниях и семинарах в ФГУП «ЦКБ МТ «Рубин», ФГУП «ПО «Севмаш», ЦНИИ им. А.Н. Крылова, ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», Российском морском Регистре судоходства, ЗАО "Росшельф", ЗАО "Севмор-нефтегаз", ЗАО «Морнефтегазпроект», ДОАО "Гипроспецгаз" и других организациях. По теме диссертации опубликовано 14 печатных трудов в специализированных отечественных и зарубежных журналах.

Диссертационная работа содержит четыре главы.

В первой главе рассматриваются основные типы платформ, возводимых на морском шельфе для добычи нефти и газа. На основании анализа литературных источников отмечены особенности проектирования и строительства морских гравитационных платформ в условиях арктического шельфа. Дана краткая характеристика основных типов эксплуатирующихся морских платформ гравитационного типа.

Основное внимание уделено анализу конструкций платформ с использованием железобетона. В мировой практике накоплен значительный опыт эксплуатации подобных конструкций, первые из которых были построены в 70-ых годах. Выполнен обзор опубликованных к настоящему времени результатов экспериментальных и расчетных исследований, связанных с изучением совместной работы стальных листов и бетона, в том числе и в суровых климатических условиях.

Во второй главе проводится анализ внешних нагрузок, действующих на сооружение, рассматриваются подходы к конструированию морских ледостойких платформ с использованием сталебетонных элементов и формулируются требования к бетону.

Отмечено, что сооружения на континентальном шельфе замерзаюших морей подвержены, прежде всего, двум основным видам внешних нагрузок и воздействий: в летнее время, когда акватория свободна ото льда - волновым нагрузкам и воздействиям; в зимнее время при наличии ледяного покрова - ледовым нагрузкам и воздействиям. Кроме того, на сооружение могут действовать особые нагрузки, к которым относятся: нагрузки при сейсмических явлениях и волнах цунами; нагрузки при катастрофических штормах, ветрах, массовом торошении льда, деформациях основания с изменением свойств грунтов (размывы, просадки, сдвиги, выпады) и др. На сооружение оказывают определенное влияние температурные воздействия, связанные с колебаниями температуры окружающей среды (температуры воздуха, воды и нефти).

Для оценки несущей способности сталебетонного элемента борта рассматривались глобальные и локальные ледовые нагрузки. Были проведены расчеты напряженно-деформированного состояния сталебетонного борта при действии глобальной ледовой нагрузки.

Результаты расчетов подтвердили принципиальную возможность использования сталебетонной конструкции борта. Показано, что заполнение борта бетоном существенно увеличивает его жесткость и снижает напряжения в обшивке бортовой секции. При этом трещинообразование в бетонном блоке носит локальный характер, а уровень сжимающих напряжений в бетоне далек от предела прочности - разрушения от сжатия не происходит.

В третьей главе рассмотрена методика расчетов напряженно-деформированного состояния бортовых сталебетонных элементов, являющихся важными составными частями сложной пространственной конструкции кессона.

Исследовались вопросы рационального выбора расчетной схемы для оценки напряженно-деформируемого состояния конструкций, проектируемых с применением сталебетонных элементов. Основное внимание уделялось вопросам выделения фрагментов для детального исследования работы бетона в конструкции. При этом подробно рассматривалось влияние условий закрепления фрагментов по выделенному контуру.

В четвертой главе представлена методика инженерной оценки напряженно-деформированного состояния сталебетонной конструкции, основанная на результатах серийных расчетов напряженно-деформированного состояния с использованием имитационных моделей.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы по работе.

3.5. Выводы по главе 3

Исследовано напряженное состояние сталебетонного борта в зоне действия локальных ледовых нагрузок. На основании результатов численного эксперимента получено, что ледовые нагрузки оказывают определяющее влияние на напряженно-деформиованное состояние борта.

Предложена методика расчетного моделирования напряженного состояния сталебетонных конструкций применительно к условиям Арктического шельфа.

Предложенная методика основана на поэтапном моделировании НДС с использованием различной степени детализации исследуемой конструкции.

Расчетное моделирование включает в себя три этапа.

На первом этапе выполняются расчетные исследования всей пространственной конструкции с использованием глобальной модели.

На втором этапе обосновывается возможность замены конструкции ее фрагментами, что является целесообразным для решения поставленных задач.

На третьем этапе осуществляется детальное исследование фрагментов по уточненным - детальным моделям. Возможность выделения фрагментов подтверждена анализом результатов расчетов всего кессона и фрагментов, выполненных в рамках одной методики.

Были рассмотрены фрагменты:

- стенка борта, работающая совместно с палубой, жестко закрепленная на уровне днища и вдоль других стенок;

- участок борта между двумя коффердамами вместе с частью палубы (до оси симметрии кессона);

- участок борта вместе с частью палубы (до оси симметрии кессона) в условиях цилиндрического изгиба.

Особое внимание при расчетном моделировании уделено учету упругого взаимодействия фрагментов борта с палубой кессона. Податливость палубы оказывает существенное влияние на максимальные напряжения в зоне ледовой нагрузки. При жестком закреплении фрагментов на уровне палубы напряжения в зоне ледовой нагрузки уменьшаются в 2 - 2,5 раза по сравнению со случаем, когда они связаны с податливой палубой. Анализ расхождения с ранее полученными результатами показывает, что его причина кроется в условиях соединения борта с палубой. Отсюда следует, что при оценке НДС борта необходимо иметь максимально точную информацию о конструкции палубы и ее соединения с бортом.

Сопоставление различных схем показало, что при цилиндрическом изгибе фрагмента борта напряжения в нем выше в 1,4 - 1.5 раза по сравнению с условиями пространственной работы. Поэтому при рассмотрении плоских сечений для учета пространственной работы борта расчетную интенсивность ледовой нагрузки необходимо уменьшить. Приведенную расчетную интенсивность локальной ледовой нагрузки следует принимать в 1,4 раза ниже заданной интенсивности.

Для уточнения напряженного состояния фрагмента борта выполнены его расчеты с привлечением объемной задачи теории упругости. Показана целесообразность одновременного применения двумерных и объемных элементов (для массивной бетонной части).

Полученное НДС сталебетонных элементов предполагает возникновение трещин в растянутой зоне бетона. Исследование процесса образования трещин выполнено с привлечением плоской задачи упругости при приведенном расчетном давлении ледовой нагрузки.

В таблице 3.1 для всех рассмотренных вариантов расчетной схематизации борта приведены экстремальные значения нормальных к поперечным сечениям борта напряжений в зоне действия ледовой нагрузки.

Во всех расчетах, выполненных по линейной модели (без учета трещин), сжимающие и растягивающие напряжения в стальной облицовке не превышают 60 МПа. При учете трещин растягивающие напряжения во внутренней облицовке увеличились в 2 раза, но напряжения в облицовке при этом не превышают 100 МПа. Расчеты плоского сечения с трещинами показали, что стальная облицовка имеет резерв прочности, но зона разрушения бетона обширна. Поэтому установка горизонтальных стрингеров в зоне действия локальной ледовой нагрузки для усиления борта целесообразна.

Заключение

1. Выполнен анализ современного состояния практики проектирования морских ледостойких нефтегазопромысловых сооружений, дана характеристика природных условий на перспективных месторождениях нефти и газа шельфа замерзающих морей России. Проведен анализ внешних нагрузок, действующих на сооружение, в том числе нагрузок, которые являются определяющими при расчетах и проектировании ледостойких сооружений континентального шельфа.

2. Предложена концепция использования сталебетонных конструкций для морских ледостойких платформ, основанная на том, что глобальные нагрузки на платформу воспринимаются ее металлическим каркасом, сталебетонные элементы, главным образом, используются для восприятия локальных ледовых нагрузок и выступают в качестве твердого балласта, обеспечивая устойчивость платформы на грунтовом основании.

3. Выполнены расчеты напряженно-деформированного состояния сталебетонных элементов в пространственной и плоской постановке при действии расчетной ледовой нагрузки. Проведена оценка различных способов схематизации. Проанализировано влияние условий на границе с палубой плоских фрагментов. Показано, что неучет пространственной работы сооружения при исследовании напряженно-деформированного состояния кессона приводит к завышению максимальных напряжений в обшивке в 1.4 раза. Установлено, что при учете образования трещин, когда растягивающие напряжения в бетоне становятся пренебрежимо малыми, напряжения в наружной и внутренней стальных облицовках возрастают в 1.5-2 раза.

4. Выполнены расчетные исследования напряженно-деформированного состояния сталебетонных элементов при различных интенсивностях ледовой нагрузки, различных деформативных и прочностных характеристиках бетона, толщинах борта и наружной металлической облицовки. На основании выполненных расчетов получены имитационные математические модели, характеризующие зависимость основных показателей напряженно-деформированного состояния сталебетонных элементов борта от интенсивности ледовой нагрузки, толщины металлической облицовки, толщины сталебетонного перекрытия и физико-механических свойств бетона.

5. Полученные имитационные модели позволяют оперативно оценивать напряженно-деформированное состояние сталебетонных элементов в зависимости от интенсивности ледовой нагрузки и определять требования к бетону сталебетонной конструкции борта.

6. На основании выполненных исследований показана целесообразность и перспективность использования сталебетонных элементов при строительстве морских ледостойких платформ. Применение сталебетона позволяет с высокой эффективностью обеспечивать требуемую прочность й устойчивость конструкций, находящихся под воздействием локальных нагрузок высокой интенсивности и обеспечивать массу сооружения, адекватную его габаритам, действующим глобальным нагрузкам и инженерно-геологическим условиям площадки строительства.

1. Allyn N., Charpentier К. Modelling 1.e Rubble Fiedds around Arctik offshore Struc-tures//OTS. — 1982. — P. 442.

2. Annual 1-20 th Offshore Technology Conference, Houston, Texas, 1975.2004 г.

3. Bellendir E.N, Toropov E.E. Analysis of Various Designs of the Stationary Substructures for the Pechora Sea Shelf Proceedings of the Tenth International Offshore and Polar Engineering Conference, Seattle, May 28 -June 2, 2000.

4. Clarke J.L. Concrete offshore structures the next ten years. Concrete", 1983, 17, №3

5. Derrington J.A. TPL: the construction of gas treatment platform №.1 for the Frigg Field for Elf-Norde A/S. Structural Engineer, 1977, vol. 55, №2, p. 61-73.

6. Dowrick D.J. Model of failure of concrete platforms "Concrete in the ocean" № 2, Cement and concrete Association, London, 1978.

7. Dybwad K., Jacobsen B. Condeep T300 a concrete dravity platform for deep waters.- Noroil, 1982, vol. 10, № 8, p. 259-261.

8. Eranti E., Lee G. C. Cold Region Structural engineering. — M. C. Grow Hill, 1986.1. P. 529.

9. Eriksen К Design and Construction of offshore concrete platforms in Norvay. Nordisk Betong, 2-4,1982.

10. Gerbik В. Construction of Offshore Structures. N.Y.: John Wiley and Sons. Inc., 1986. 552 p.

11. Kerr A. B. Ice forces on Structures due to a chang of the water level. Proc. oflAHR Third Symp. On Ice Problems, Hanover. USA, 1975.

12. Kovalyov S.N., Toropov E.E., Gladkov O.A., Mirzoev D.A. Main problems related to the creation of oil and gas production platforms on the continental shelf of the frozen seas The Naval Architect, January 2002, p 20 21

13. Master son D. M., Anderson K. G., Straudberg A. G. Strain Meaqurements in Floating Ice Platforms and Their Application to Platform Design: Reply/ZCanadian Journal of Civil Engineering. — 1980. — Vol. 7, N3.

14. Mazurkiewicz B. Offshore Platforms and Pipelines. Transtech publications. 1987. 385 p.

15. Mazurkiewicz B. Stale pelnomorskie platformy zelbetowe. Gdansk: Wydawnictwo Morskie, 1985.198 p.

16. Mirzoev D. A. Ice featureinfluence on wide constructions and islands. International offshore and Navigation Conference and Exhibition//Polartech'90.

17. Mirzoev D. A., Vershinin S. A. Properties of salt water ise as material islands construction/International Offshore and Navigation Conference and Exhibition. Helsinki, Finland, 27—30 October 1986//Polartech '86. — Vol. 3. — P. 187—194.

18. P. R. Implications of Structure width for Design Ice Forces//Proc. IUTAM. — Copenhagen, 1979. — P. 189—191.

19. Proceedings of the 1 10 rd International Conference on Port and Ocean Engineering Under Arctic Conditions. Fairbanks, vol. 1, vol. 2, 1975. .2003.

20. Recommended practice for planning, designing and constructing Fixed offshore platforms. Amer. Petrol. Inst. RP-2A., Tex., 1980.

21. Riley J. G. The construction of artificial islands in the Beaufort Sea. Annual 7th Offshore Technology Conference, Houston 1975. Proc. vol. 1, p. 211-222. Dallas, Texas, 1975.

22. Straudberg A. G. Completed Project Report. Offshore Drilling Ice Platforms, char G-07 and Balaena D-58//Submitted byfenco consultants LTD to Panarctic Oils LTD. —1980.

23. Toropov E, Gintovt A., Mirsoev D. Potentialities of Application of SPAR Type Platforms in Arctic Conditions. Proceedings of the Tenth International Offshore and Polar Engineering Conference, Seattle, May 28June 2, 2000.

24. Van Driest E. R. Turbulent Boundary Layer in Compressible Fluids//10AS: 18(3), 15(1951).

25. Адлер Ю.П., Маркова E.B., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Наука. Москва, 1971.

26. Афанасьев В. П. Исследование нагрузок на отдельно стоящую опорус ее ртикальными стенками от воздействия движущегося поля//Гидротехническое строительство. —1970. —J11» 11. — С. 129—132.

27. Берникер Я.С., Рыжаков Н.Н. Совершенствование ледостойких конструкций морских нефтегазодобывающих платформ // Газовая промышленность. 1985. № 8. С. 4245.

28. Берникер Я.С., Рыжаков Н.Н. Состояние основных конструктивных решений морских стационарных платформ, работающих в условиях ледовых воздействий: Обзорная информация. Серия «Бурение морских нефтяных и газовых скважин». ВНИИЭгазпром. Вып. 1, 1985. 60 с.

29. Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Справочник по статике и динамике корабля: В 2 т. Л.: Судостроение, 1975. Т. 2. 176 с.

30. Бондарь P.M., Черевацкая Н.Р. Портовые сооружения для условий Арктики и Крайнего Севера. Зарубежный опыт проектирования и строительства. М.: ММФ, ЦБНТИ Обзорная информация. Серия «Морские порты». Вып. 1. 1980. 75 с.

31. Бреббиа К., Уокер С. Динамика морских сооружений. JI.: Судостроение, 1983. 232 с.

32. Бутягин И. П. Прочность льда и ледяного покрова. — Новосибирск: Наука, 1966. — С.1 —153.

33. Ведомственные строительные нормы. Проектирование морских стационарных платформ: ВСН 51.3-85. Мингазпром. М., 1985. 66 с.

34. Вершинин С.А. Взаимодействие морских ледяных полей с опорами сооружений континентального шельфа//Механика и физика льда. М.: Наука, 1983, С. 3858.

35. Вершинин С.А. Воздействие льда на морские сооружения шельфа // Итоги науки и техники: Серия «Водный транспорт». Т. 13. М.: ВИНИТИ, 1988. 222 с.

36. Волков Ю.С., Рыболов ИИ. Сооружения из железобетона для континентального шельфа. М.: Стройиздат, 1985. 292 с.

37. Воронков Р.В. Железобетонные конструкции с листовым армированием. M-J1.; Стройиздат, Ленингр.Отделение, 1973.

38. ВСН 41.88 Ведомственные строительные нормы (экспериментальные). Проектирование ледостойких стационарных платформ. Москва, 1988.

39. ВСН 6/118-74/ММф, Минтрансстрой. Указания по обеспечению долговечности бетонных и железобитонных конструкций морских гидротехнических сооружений. М.: Рекламинформбюро ММФ, 1976.

40. Ледотехнические аспекты освоения морсаких месторождений нефти и газа под редакцией О.Е. Литонова и В.В.Панова. Гидрометиздат. С.-Пб. 2001.

41. Вяхирев Р.И, Никитин Б.А., Мирзоев Д.А. Обустройство и освоение морских нефтегазовых месторождений Москва, Издательство Академии горных наук 1999.

42. Галахов И.Н., Литонов О.Е., Алисейчик А.А. Плавучие буровые платформы. Л.: Судостроение, 1981. 224 с.

43. Годэс Э.Г., Нарбут P.M. Справочник по строительству в водной среде в суровых климатических условиях. Л.: Стройиздат, 1984. 384 с.

44. Гольдштейн М.Н., Царьков А.А., Черкасов Ин. Механика грунтов, оснований и фундаментов: Учеб. М.: Транспорт, 1981. 402 с.

45. Горюнов Б.Ф. Транспортные гидротехнические сооружения из бетона, железобетона и синтетических материалов //Итоги науки и техники "Водный транспорт". Т. 6. М.: ВИНИТИ, 1976. С. 7-79.

46. ГОСТ 10060-96. Бетоны. Методы определения морозостойкости.

47. Гришин М. М. и др. Гидротехнические сооружения. — М.: Высшая школа, 1979. ~Ч. 1.

48. Джервик Б. Проектирование морских платформ для разведки нефти в условиях Арктики //Гражданское строительство. 1983. № 11. С. 15-19.

49. Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е. Морской лед. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 318.

50. Доусон Т. Проектирование сооружений морского шельфа. Пер. с англ. Л.: Судостроение, 1986. 288 с.

51. ВНИПИ Морнефтегаз Проект обустройства Приразломного нефтяного месторождения. Локальные технические условия (ЛТУ) по гидрометеорологическому режиму, Москва, 1996.

52. Ибрагимов A.M. Нефтегазопромысловые гидротехнические сооружения для освоения шельфа. М., Недра, 1992.

53. Исследования морских гидротехнических сооружений для освоения шельфа. Сб.ст., Отв.ред. Симаков Г.В., Л., ЛПИ, 1980.

54. Кан С. Н. Морские льды. —Л.: Гидрометеоиздат, 1974. — С. 1—300.

55. Капустин К.Я. Плавучие буровые установки и буровые суда. М.: Недра, 1974. 240 с.

56. Клименко Ф.Е. Железобетонные конструкции с внешним полосовым армированием. Киев, Будивельник, 1984.

57. Ковалев С.Н., Торопов Е.Е., Гладков О.А., Проблемы создания нефтегазовых платформ на шельфе замерзающих морей //Труду пятой международной конференции RAO-Ol. 2001. С. 151-155.

58. Ковалев С.Н., Малютин А.А., Торопов Е.Е., Гинтовт А.Р., Проектирование платформ для шельфа арктических морей. //Газовая промышленность. Август 2002. С. 70-72.

59. Коржавин К Н. Воздействие льда на инженерные сооружения — Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1962. — С. 1—220,

60. Коржавин КН., Долгополое Ю.В., Кореньков А.В. Обеспечение надежности сооружений при ледовых динамических нагрузках. М.: Информэнерго, 1978. 64 с.

61. Короткий Я.И., Рабинович О.Н., Ростовцев Д.М. Волновые нагрузки корпуса судна. JI.: Судостроение, 1987. 235 с.

62. Костерин Э.В. Основания и фундаменты: Учеб. М.: Высш. шк., 1978. 375 с.

63. Костюков В.Д. Портовое гидротехническое строительство // Итоги науки и техники: Серия «Водный транспорт». Т. П. М: ВИНИТИ, 1986. С. 108-159.

64. Кризер Д.Д. Проект разработки нефтяного месторождения Хиберниа // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1986. Ns 9. С. 47-49.

65. Кристенсен Р. М. Введение в механику композитов/Пер, с англ. — М : Мир, 1982.—334 с.

66. Крылов А.Н. Сборник трудов. Изд. АН СССР. М. Л.: 1949. Т. 9. С 149-161, 183- 222.

67. Крылов Ю.М., Стрекалов С.С., Цыплухин В.Ф. Ветровые волны и их воздействие на сооружения. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 256 с.

68. Кульмач П.П. Морские гидротехнические сооружения. 4.1: Основы морской гидрологии и оградительные сооружения /ЛВВИСКУ. Л., 1975. 260 с.

69. Кульмач П.П. Морские сооружения для освоения полярного шельфа. С-Пб.-М.,1999.

70. Кульмач П.П, Трутаев А.Н., Хаперский В.В. Морские гидротехнические сооружения /ЛВВИСКУ. Л., 1975. 478 с.

71. Лавров В. В. Вопросы физики и механики льда//Тр./ААНИИ. — 1962 — Т. 247,— С. 1—118.

72. Лавров В. В. Деформация и прочность льда. —Л.: Гидрометеоиздат, 1969.

73. Лаппо Д.Д. Силовое воздействие гравитационных волн при обтекании гидротехнических сооружений. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 116 с.

74. Лаппо Д.Д., Мищенко С.М Некоторые принципиальные уточнения теории взаимодействия нерегулярных трехмерных волн с жесткой вертикальной стенкой//Тр. координац. совещ. по гидротехники. Л.: ВНИИгидротехники, 1973. Вып. 84. С. 43-49.

75. Лаппо Д.Д., Мищенко С.М. Влияние спектральной структуры волнения на динамику сквозных гидротехнических сооружений//Изв. ВНИИгидротехники им. Б.Е. Веденеева, 1977. Т. 115. С. 73-80.

76. Литонов О.Е. Соотношение между составляющими волновой нагрузки на несущие связи самоподъемных буровых установок/ГГр. Регистра СССР, 1980. № 9.

77. Лобанов В.А. Справочник по технике освоения шельфа. Л.: Судостроение, 1983. 288 с.

78. Любимов B.C., Храпатый Н.Г. Особенности расчета ледостойких гидротехнических сооружений на циклически изменяющуюся ледовую нагрузку. Гидротехнические сооружения. Межвузовский сборник научных трудов, Владивосток, 1987.

79. Мирзоев Д. А. Искусственные островные сооружения из льда для освоения нефтегазовых ресурсов мелководной части замерзающих морей: Гидротехнические сооружения/Межвузовский сборник. — Владивосток: ДВПИ, 1986.

80. Мирзоев Д. А. Ледяные разведочные нефтегазопромысловые сооружения континентального шельфа//ИС. Научно-технические достижения и передовой опыт, рекомендуемые для внедрения в нефтяной промышленности — М.: ВНИИОЭНГ,1990. Вып. 10.

81. Мирзоев Д. А. Методика разработки концепции освоения ресурсов нефти и газа континентального шельфа // ИС. Научно-технические достижения и передовой опыт, рекомендуемые для внедрения в нефтяной промышленности — М.: ВНИИОЭНГ, 1990. -Вып. 9.

82. Мирзоев Д. А. Опыт создания ледовых платформ и островов для бурения морских нефтегазовых скважин за рубежом. — М., 1989. — (Обзор ин-формУВНИИОЭНГ. Сер. «Строительство скважин»),

83. Мирзоев Д. А., Макеенко В. И. Исследование воздействий морского льда на нефтегазопромысловые гидротехнические сооружения // Разработка газовых месторождений Крайнего Севера: Тр. ВНИИгаза. — М., 1978. — С. 98—148.

84. Мищенко С.М., Кожевников П.М. Зарубежные одноточечные рейдовые причалы. Опыт проектирования и эксплуатации//Судостроение за рубежом. 1983. М 1. С. 327.

85. Мищенко С.М., Шестаков Ю.Н. Анализ составляющих вертикального волнового давления на расположенные у дна цилиндрические преграды: Волны и их воздействия на сооружения//Тр. координац. совещ. по гидротехнике. Л.: Энергия, 1969. Вып. 50. С. 537-543.

86. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе/Симаков Г.В., Шхинек КН., Смелое В.А., Марченко Д.В., Храпатый Н.Г. Л.: Судостроение, 1989. 328 с.

87. Морской энциклопедический справочник. Л.: Судостроение, 1986.

88. Никитин Б.А., Шемраев Г.А., Солдатов Ю.И., Шеломеннцев А.Г., Гладков О.А., Торопов Е.Е. Проект обустройства Приразломного месторождения //Газовая промышленность. Ноябрь 2000. С. 18-19.

89. Освоение шельфа арктических морей России. Development of Russian Arctic offshore. Четвертая международная конференция (July 6-9,1999). Труды в двух частях, СПб. ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова.

90. Пособие по проектированию сталежелезобетонных конструкций гидротехнических сооружений П-780-83 Гидропроект, М., 1984.

91. Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ /Регистр. 2001 год.

92. Применение предварительно напряженного железобетона в подводных плавучих сооружениях // Материалы симпозиума ФИП. Тбилиси, 25 сентября 1972. М.: 1972. 542 с.

93. Проблемы гидротехнического строительства на морском транспорте // Сб. научных трудов. М: В/О «Мортехинформ-реклама», 1989. 112 с.

94. Проектирование и строительство технических средств для изучения и освоения Мирового океана /КГ. Суворов, Г.К. Крупное, А.К. Волкова и др. Л.: ЦНИИ «Румб», 1977.110 с.91.

95. Разведка и эксплуатация морских нефтяных и газовых месторождений/ Мище-вич В.И., Логунцов Б.М., Уманчик Н.П идр. М.: Недра, 1978. 206 с.

96. РАО. Труды первой шестой международной конференции «Освоение шельфа арктических морей России. С.Пб.1993 - 2003.

97. Ричард П. Восекер, Лоуренса Шульц. Проектирование морских сооружений для условий Арктики//Инженер-нефтяник. —1974. —№ 1.

98. Росшельф. Разработка месторождения Приразломное. Детальное технические проектирование (кессон). Данные для проектирования. Браун энд рут. Рубин, Севмаш, 1997.

99. Руководство по определению нагрузок и воздействий на гидротехнические сооружения (волновых, ледовых и от судов). П 58-76. Л., ВНИИГим. Веденеева, 1977.

100. Савельев Б. А. Строение, состав и свойства ледяного покрова морских и пресных водоемов. — М.: Изд-во МГУ, 1963. — 541 с.

101. Самарский В.Н., Халфин И.Ш. Сооружение бетонных гравитационных платформ для освоения морских нефтепромыслов: Обзор зарубежной литературы. М.: ВНИИ организации, управления и экономики нефтегазовой промышленности, 1977.80 с.

102. Свидерский П.А. Устройство и эксплуатация рыбопромысловых портов и баз. М.: Пищепромиздат, 1955. 371 с.

103. Симаков Г. В., Шхинек К. Н. и др. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе. —Л.: Судостроение, 1989.

104. Симаков Г.В., Храпатый Н.Г., Марченко Д.В. Ледостойкие гидротехнические ооружения континентального шельфа. Учебное пособие. Владивосток: Дальневосточный политехнический ин-т им. В.К. Куйбышева, 1984, 52 с.

105. ИЗ. Симаков Г.В., Шхинек К.Н., Смелое В.А., Марченко Д.В., Храпатый Н.Г. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе. Л., Судостроение, 1989.

106. СкрытшкС.Г. Строительство морских стационарных платформ для бурения и добычи нефти за рубежом: Обзорная информация. М.: ВНИИ организации, управления и экономики нефтегазовой промышленности, 1978. 87 с.

107. СНиП 2.01.07.85 Нагрузки и воздействия

108. СНиП 2.03.11-85 Плотины бетонные и железобетонные.

109. СНиП 2.06.01-86 Гидротехнические сооружения: Основные положения проектирования, 1987.

110. СНиП 2.06.01-86 Нагрузки и воздействия. 1986

111. СНиП 2.06.04-82*. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов) / Минстрой России. М.: ГП ЦПП, 1995. 45 с.

112. СНиП 2.06.04—82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). — М.: Стройиздат, 1983.

113. СНиП 2.06.08-87. Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений/Госстрой СССР. М.: ЦИТПГосстроя СССР, 1987. 32 с.

114. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 36 с.

115. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения: Основные положения проектирования/Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987. 32 с.

116. Стрелецкий Н.Н. Сталежелезобетонные пролетные строения мостов. М., Транспорт, 1981.

117. Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия: СНиП2.01.07-85. М.:

118. Стюарт В.П. Платформа для разведки и эксплуатации морских нефтегазовых месторождений в Арктике. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, 1986, № 3.

119. Судаков В.Б., Гинзбург Ц.Г., Костыря Г.З. и др. Бетоны с новыми добавками поверхностно-активных веществ для основных сооружений защиты г. Ленинграда от наводнений. Известия ВНИИГ, № 213, 1989.

120. Телла В., Гнон Э. Гравитационные платформы комбинированного типа// Инженер-нефтяник. 1977. № 10. С. 38-42.

121. ТихоновЛА., ХепсинД.Е. Динамика морских льдов. Математические модели. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 272 с.

122. Торопов Е.Е., Беллендир Е.Н. Оптимизация фундаментной части гравитационной платформы для мелководного шельфа. Третья международная конференция "Освоение шельфа Арктических морей России, 1997.Т.2, С.110-118.

123. Торопов Е.Е., Кауфман А.Д., Применение сталебетона для конструкций морской ледостойкой стационарной платформы //Трудыпятой международной конференции RAO-05. 2001. С. 151-155.

124. Торопов Е.Е. Опыт и перспиктивы создания Правил PC для стационарных платформ //Материалы семинара инспекторского сотава. РМРСГУР. СП6.1999.С.25-29.

125. Трусков П.А. Учет ледовых условий при проектировании обустройства морских нефтегазовых месторождений. Гидротехнические сооружения. Межвузовский сборник научных трудов, Владивосток, 1987.

126. Храпатый Н.Г., Беккер А. Т., Гнездилов Е.А. Гидротехнические сооружения на шельфе. Владивосток: Дальневосточный ун-т, 1983.200 с.

127. Шхинек КН., Курбанов Э.М., Мацкевич Д.Г. Определение нагрузок от примерзшего льда на систему опорных колонн при изменении уровня во-ды//Гидротехнические

128. Эдминстон К. Проектирование и эксплуатация сооруженной для Арктики // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. 1986. № 1. С. 30-34.