近代工业的发展，离不开能源的供给。以石油为代表的能源在主要工业中依然扮演不可替代的角色。这就需要人们克服大量困难，在以前没有开发的地域寻找石油资源。随着石油开采地域的扩大，冰域中的海洋石油开采成为不可规避的问题，如何保证石油平台在冰域水域中的安全，成为研究者们关注的问题。在一个含有冰层的水域里，采用什么样的结构形状最理想？只有几种基本形状可供选择：直立型结构和锥型结构。这看起来是一个可以利用简单模型和近似计算解决的问题，但考虑的问题还有很多,重点考虑的因素主要包括估算出结构的冰载荷、冰是否可以绕过结构物、操纵性和结构制作成本。如果决定用圆锥体，问题还未结束。还得决定圆锥体的最佳角度。陡峭些的圆锥体结构建造便宜，但太过陡峭的锥型结构，使得冰的弯曲破坏不会发生，就会得到冰的挤压载荷。那么多陡算陡？锥型结构物的朝向向上还是向下？一个向上破冰的圆锥体把冰带出水平面，增加了垂向基础的载荷，这会对结构施加更大的载荷。此外，要保证冰不能爬升的太高，以免侵袭到平台。但随之而来的问题是冰能爬多高？如果选用朝向向下的破冰椎体，冰被压到锥型结构下，浮力可以减少载荷，同时这种方法给平台结构一个向上的力，这是否会影响结构的稳性？还得考虑材料的问题，因为这关系到冰对结构物的摩擦，要维持一个低摩擦，使载荷最小化。本文计算了1种直立型圆柱结构和11种不同角度锥型结构的冰载荷，选取几何角度对冰载荷的影响进行研究，通过数值模拟分析各角度锥面在同样外界条件下所受冰力。介绍了李春华等人所做的冰力模型试验，参照其所做的部分试验数据及理论模型进行对比、验证，得到所受冰力最小的结构角度。出于解决实际问题、便于应用的目的，结合实际情况，提出了单锥体抗冰桩腿装置，这种结构具有一定的抗冰作用，但在无冰期，可能增大原有结构的波浪载荷。本文利用数值模拟计算了圆柱及两种抗冰形状结构的波浪载荷，讨论了这两种结构在无冰期对海洋平台桩腿的影响，提出了选型建议。为了在无冰期避免所添加的结构带来的不利影响，把此结构设计成可拆卸的形式，制成可以拆卸的单锥体抗冰桩腿装置。