海洋平台结构的安全可靠性是海洋工程中一个有难度而富有挑战性的重要研究领域。本文以海洋导管架平台这一大型复杂工程结构为主要研究对象,在系统地分析和总结国内外研究现状及发展趋势的基础上,对海洋平台结构在偶然灾害作用下的风险评估、海洋平台结构与大型船舶碰撞损伤、碰撞作用下平台结构的变形和能量吸收、海洋平台结构爆炸火灾荷载、火灾作用下的海洋平台结构可靠性、爆炸作用下海洋平台结构响应、海洋平台损伤结构的系统可靠性、极限承载能力体系可靠性、海洋平台结构的维修决策、平台结构损伤构件的维修加固、以及海洋平台结构灾害作用的缓解防护系统等一系列问题进行了较为深入的研究和探讨,并结合具体工程实例(WEN13—1深水导管架平台、BZ28-1南井口导管架平台)加以研究和应用,产生了显著的经济效益。 本文的研究注重理论研究与工程实践紧密结合从而达到相互促进的目的,这既为海洋导管架平台结构的设计和对现役平台结构的安全评估提供了理论依据和重要的参考价值,同时也为海洋油气资源的安全开发提供了可靠的保证。本文的主要内容和研究成果主要有: (1) 结合风险评估方法,研究了海洋平台在偶然灾害作用下的风险评估体系。根据偶然灾害的发生概率和平台暴露级别来划分灾害事件的风险水平,并依据风险水平开展风险评估,重点对在火灾、碰撞、爆炸作用下的海洋平台结构开展结构可靠性研究,为保障海洋平台结构在偶然灾害下的整体安全性提供了分析方法和理论依据。 (2) 提出了平台结构受船舶碰撞后的损伤评估体系。根据导管架结构受大型船舶撞击后的损伤检测结果,对碰撞过程进行了数值反演计算分析,对构件模型从简单到复杂的思路提出了船舶碰撞海洋平台导管架结构的撞击作用;同时也对船舶撞击平台结构进行了动力响应分析,采用非线性弹簧来模拟受损构件的局部凹陷损伤,考虑了结构—桩—土的相互作用,运用瞬态动力学方法来分析船舶以不同的速度撞击导管架结构的动力响应,确定了船舶对平台结构碰撞的最大动力撞击作用。对平台导管架整体结构的损伤程度进行了评估,确定了相应的灌浆卡箍维修加固方案。 (3) 对船舶与海洋平台碰撞过程的能量吸收与转化进行分析,研究了船舶与平台结构碰撞的能量吸收模型。根据能量吸收原理,对撑杆管状构件的壁厚和桩