（3）结构强度

火炬臂从建造到安装，这个过程中会有很多运动情况。首先在起吊过程中，需要考虑臂体起吊点在吊索的作用下所承受的载荷是否满足强度要求，并分析极限承载条件ULS（UltimateLimitStates）下吊索和塔之间的连接强度和正常承载条件SLS

（ServiceabilityLimitStates）下火炬臂在起吊过程中的偏转。在安装过程中，要对制动器进行强度检查以保证火炬臂与基础之间连接的强度。然后分析基本载荷工况和组和载荷工况下的结构受力，进行强度校核。

在火炬臂服役期间，除了自重，还要受到风载，由于平台运动产生的惯性载荷和冰载，以及与平台上其他构件不同的热力应载，使得结构的动态响应极为复杂，这些载荷对火炬臂结构强度的组合影响需要详细计算，才能保证火炬臂的安全。

由于火炬臂作用的特殊性，在火炬臂顶部废气的燃烧会对附近钢管屈服极限产生影响，要根据实际项目判断是否需要特殊考虑温度的影响。

（4）疲劳分析

对于长形悬臂结构，在拖航阶段，要考虑拖行时的加速度对疲劳强度的影响。在工作阶段，还要考虑风的涡激振动与风谱疲劳，风浪组合导致的疲劳以及火炬臂的固有频率等等。除去这些之外，也要考虑火炬顶部火焰喷射时的后坐力对结构的影响。

1.3本文的主要内容

本文以DanaWIDP项目中Sevan400FPSO上的火炬臂为研究对象，分析了火炬臂的吊装和安装过程两个阶段，分别建立了这两个阶段中火炬臂的有限元模型，对各阶段下火炬臂的受力情况进行了详尽的有限元分析，并进行了有限元计算分析和强度校核。分析了所设计的火炬臂强度满足DNV相关规范，总结了火炬臂的设计要点和结构优化之处。具体的工作内容如下:

（1）确定分析方法，选取合适性能的材料，根据已知边界条件建立火炬臂桁架结构的有限元模型。然后根据实际重量组成在有限元软件中建立对应的模型，并将结果与重量控制报告中数值相比较以确定建模是否正确。

（2）建立起重作业时的有限元模型，分析承载极限状态（ULS）和正常使用极限状态（SLS）下火炬臂的结构完整性。其中ULS条件用来分析吊索和塔之间的连接强度，SLS条件用来分析在起吊过程中的偏转。

（3）建立火炬塔在安装过程中的有限元模型，根据基本载荷工况和组和载荷工况计算三个底部支座的支反力。如下图，其中SP1和SP2受压，且由于结对称，从中选取一个点用ANSYS进行分析，SP3受拉，使用GeniE分析。