重型绞吸挖泥船挖掘砂岩混泥岩施工工艺优化

针对重型绞吸船挖掘砂岩混泥岩的复杂工况,以钦州港东航道扩建工程为例,开展“天鲲号”绞吸船挖掘与输送砂岩混泥岩土质的施工工艺研究。通过7G与8G 6臂绞刀的对比试验,综合比较不同绞刀型号的生产效率及刀齿损耗,对挖泥机具进行比选;通过对绞吸船施工时进尺、切厚等关键施工参数的分析优化,结合砂岩混泥岩的土质特性,确定了最佳挖掘施工工艺;通过对泥泵性能的分析计算,确定了绞吸船输送的最佳控制浓度;从挖掘、输送2方面进行施工工艺优化,总结了重型绞吸船挖掘砂岩混泥岩的施工技术。研究成果可为类似工况的绞吸船施工提供参考。     

绞吸挖泥船绞刀片特种耐磨堆焊技术

针对绞吸挖泥船绞刀片工作条件及其磨损特点,对绞刀片刀齿采用了碳化钨条填充法特种耐磨堆焊工艺;介绍碳化钨条填充法基本过程及其特点,论述刀齿的堆焊工艺及耐磨堆焊层的成分和主要性能;通过耐磨堆焊绞刀片的实船应用及测试结果,分析讨论特种耐磨堆焊绞刀片的实船应用效果。     

滨州港3万吨级航道工程绞吸船施工问题的排除与工艺优化

滨州港3万吨级航道工程土质具有颗粒细、密实、极硬等特点,绞吸船施工该土质时,存在绞刀电机电流波动幅度大、正刀施工容易跑刀、横移锚容易走锚、生产率较低等问题。为有效解决上述问题,通过对比分析绞吸船不同绞刀形式、调整挖掘进尺、优化施工关键参数、查找排泥管线额外阻力等方法,使绞吸船绞刀电机电流波动幅度下降,改善了正刀施工容易跑刀现象,横移锚不再走锚,生产率提高了约15%,节约施工成本的同时也缩短了工期。     

砂岩磨蚀性在“天鲲号”绞吸挖泥船挖掘过程中的应用

广西某港航道扩建工程,重型绞吸船“天鲲号”疏浚典型风化砂岩时刀齿出现磨蚀和断裂现象,影响施工效率发挥。在分析疏浚风化砂岩抗拉强度和矿物成分特性指标基础上,结合疏浚岩石磨蚀性理论,推导出广西钦州砂岩磨蚀性指数与绞刀刀齿消耗的经验性关系公式,用来预测重型绞吸船挖掘风化岩石的绞刀齿消耗量。研究结果表明：1）中风化砂岩岩体完整性较好,单轴饱和抗压强度为9～41 MPa,疏浚岩土工程特性分级为12～13级。施工中风化砂岩岩体时绞刀刀臂和刀齿磨蚀断裂问题突出,中风化砂岩是影响疏浚效率的关键土质。2）创新性引入改进的Schimazek值F理论,综合考虑矿物成分种类、矿物含量、矿物硬度、岩石粒度和岩石饱和抗拉强度因素,来评估岩石材料的磨蚀性。3）基于疏浚岩石磨蚀性理论和施工参数,推导出“天鲲号”万方刀齿消耗量和改进Schimazek值F之间公式。4）预测“天鲲号”万方刀齿消耗量计算值和实测值的相对偏差绝对值在17.3%以下,可靠性良好,为疏浚岩石提供技术支撑。     

肯尼亚拉姆港疏浚工程施工工艺优化

肯尼亚拉姆港疏浚及吹填工程土质以珊瑚质石灰岩混黏土为主。针对绞吸船在施工时易堵口堵泵、硬质珊瑚岩易造成绞刀损坏并严重影响船舶正常施工等问题,对绞刀的型号、防石装置及挖掘工艺进行研究。采用理论分析与现场试验相结合的方式,对绞刀和刀齿进行强度改造,有效提高生产效率;同时安装拨石碎石装置,防石效果较好;时间利用率达到75%以上,在节约施工成本的同时缩短了工期。     

“中水电01”绞吸船铰刀改造及施工工艺的改进

"中水电01"绞吸船在黄骅港二期施工采挖中铰刀磨损、断齿失效,严重影响了船舶作业时间。文章介绍了通过采取更换铰刀刀齿、齿座,加固刀臂,调整齿座切泥角度,减少铰刀的切泥直径,采用特定焊接工艺及调整采挖工工艺。经实践证明,改造后的铰刀,不仅提高了挖硬土层的能力,还保持了挖软土时的效率,同时铰刀的使用效率也提高了3倍多。     

绞吸挖泥船输送系统沿程压降优化计算方案

在讨论绞吸挖泥船输送系统中的沿程压降时,传统水力学特定经验公式往往只适用于特定土质范围,而绞吸挖泥船适应的土质范围很广,实际应用中常出现选取的公式遇到不适应土质时计算结果误差过大的现象,有时为保证最大适用范围不得不采用均质流公式.针对此局限性,提出一种根据不同土质选用适当公式的优化方案.模拟试验结果表明,采用此方案后,在绞吸挖泥船常见土质范围内计算精度明显提高.     

挖泥船绞刀参数化三维建模

绞刀是绞吸式挖泥船的关键机具,对提高挖掘功效具有决定性作用。根据现有土壤切削理论和疏浚施工实践,分别建立了绞刀结构形状与不同类型土质的关系,绞刀切削动力特性与土质特性关系的数学模型,以及各种绞刀刀齿模型库。在VB语言环境下对三维建模软件SolidWorks进行二次开发,实现了绞刀参数化三维建模。设计者输入土质、产量或功率等参数即可得到相应的三维绞刀。这种参数化三维建模的方法使用简便、立体感强,既缩短了设计周期,又提高了设计的精度,更便于绞刀的应力分析和优化设计。     

重型绞吸挖泥船挖岩施工工艺优化

微风化岩具有强度高、裂隙少的特点，绞吸挖泥船在挖掘时产能较低。为提高绞吸船施工产能、降低施工成本，以大连大窑湾航道疏浚工程为例，对新建出厂的自航式重型绞吸挖泥船“天鲲号”开挖坚硬微风化岩的施工技术进行研究。分析绞刀姿态、刀齿损耗以及横移摆动对产能的影响，从而优化施工工艺。结果表明，“天鲲号”在挖掘硬微风化岩时的产能得到有效提高。     

钦州港东航道扩建工程挖掘砂岩比能

依托广西钦州港东航道扩建工程，基于重型绞吸船“天鲲号”疏浚典型砂岩时挖掘困难、刀齿和管线等磨损严重且输送时易堵管问题，分析疏浚砂岩特性指标。从风化砂岩挖掘比能与船舶施工参数相关性角度，基于挖掘施工参数及比能理论，推导出钦州砂岩的特性指标单轴饱和抗压强度、绞刀消耗功率与挖掘产量的计算公式。利用该公式，可预测重型绞吸船挖掘风化岩石的挖掘产量，为疏浚工程经营生产提供技术支撑。     

绞吸挖泥船绞刀传动系统性能优化研究

结合工程案例,对绞吸挖泥船绞刀传动系统浮动油封损坏原因作了分析,并提出了改进措施,对提高设备使用寿命及环境保护具有积极意义。     

绞吸挖泥船大功率挖岩绞刀的荷载分析*

针对绞吸挖泥船在挖岩施工过程中绞刀荷载难以定量确定的问题，建立刀齿的坐标模型，根据施工参数判定刀齿大圈切削状态，利用单齿切削岩石的荷载模型建立绞刀整体的荷载分析模型，计算绞刀在不同转动速度、横移速度、姿态角度和岩层厚度等工况下的横向力、竖向力、纵向力以及绞刀功率情况，每种工况以正刀和反刀两种姿态进行分析。结果表明，无论正刀还是反刀施工，绞刀的转动速度和横移速度都对绞刀的功率消耗产生正相关影响，绞刀的姿态和泥层切削厚度对绞刀荷载的影响最大。     

大型绞吸船桥架波浪补偿系统应用研究

文章分析应对恶劣海况作业所需的大型绞吸挖泥船桥架波浪补偿系统原理,并基于目标船型的特性对其补偿系统进行载荷分析,开发了桥架波浪补偿系统。此解决方案应用于实船建造,达到了大型绞吸船在恶劣海况下的稳定作业和安全施工的目的。     

大型绞吸挖泥船挖岩绞刀切削数值模拟

针对绞刀切削岩石的特点,建立了考虑步进距离和切层厚度的绞刀受力模型,然后分别建立5 000 kW绞刀物理模型和有限元模型。分析了在反刀切削岩石时绞刀的受力情况,绞刀在最大功率时的应力和变形。计算表明,5 000 kW绞刀在设计工况下,最大变形为1.84 mm,最大应力为140.5 MPa,分别满足刚度要求和强度要求,验证了绞刀设计的合理性。     

基于CFD的绞吸船绞刀防石设备水力性能研究

绞吸船施工过程中常常会遇到石块、杂物糊堵吸入口或泥泵而影响绞吸船的连续施工,目前解决该问题最有效的方法是在绞刀处加装防石设备。然而防石设备没有标准的形式,不同单位研制了不同的防石设备,各种防石设备对绞吸船吸入能力的影响一直没有办法定量评估。首先总结了目前常用的防石设备形式,然后采用CFD方法对加装不同防石设备前后绞吸船吸入口附近流场进行模拟,计算加装防石设备前后绞吸船的吸入段水力损失,确定了由于加装防石设备造成的局部水力损失系数。经研究表明,防石网和双防石环结构引起的水力损失较大,单防石环和犬牙式防石格栅水力损失最小。为选择防石设备提供了基础数据。     

绞吸挖泥船抗风能力研究

绞吸式挖泥船在远海施工常常面临恶劣的环境条件,研究利用现场实际情况提高船舶的抗风能力至关重要。以绞吸式挖泥船"天凯"为研究对象,通过对环境力的分析,包括风、海流、波浪等环境因素,研究船舶在各种环境条件下受力情况,对船舶锚机建立物理模型进行数值模拟,提出锚机座改进方案,提高了船舶的抗风能力,提出船舶外海抗风方案,提高了船舶外海施工适应性和安全性。     

大型绞吸挖泥船性能提升研究

在中长周期波浪海况条件下，针对我国早期研制的大型绞吸挖泥船施工适应性差、长排距工程排距受限等难题。本文以“天杉”船为研究对象，通过理论分析、数值模拟、有限元分析计算、实船验证等方法，开展了大型绞吸挖泥船定位系统性能提升、输送系统性能提升、船舶动力系统升级研究，形成了一系列大型绞吸挖泥船性能提升的技术，并成功应用。为我国早期研制的大型绞吸挖泥船的性能改善提供参考。     

疏浚绞刀切削土壤的数值模拟

基于有限元FEM法研究绞刀切削土壤过程。参数化建立绞刀模型,对绞刀进行模态分析,分析不同阶数下的固有频率及振幅,为绞刀加工提供依据;采用LS-DYNA模拟绞刀切削土壤的过程,选取MAT147为土壤材料模型,研究不同时刻的土壤切削形态,将得到的切削阻力与理论结果对比,验证数值模拟的可靠性。     

绞吸挖泥船施工经济性选型分析

为合理控制投资,需根据项目施工条件合理选择疏浚船型。以绞吸挖泥船为基础,依据现行疏浚定额,分析疏浚价格组成及影响因素,通过分析不同疏浚船型在不同吹距时的价格曲线得到单价的变化趋势,找出吹距相同时的经济船型;总结得出大中型绞吸挖泥船的经济适用的疏浚工程量范围。结果表明,当吹距相同时,采用大型绞吸挖泥船成本优势明显,更适合远距离吹填;当疏浚工程量较小时,中小型绞吸船疏浚成本优势明显;当工程量大于200万m³时,大型船舶具有成本优势;当运(吹)距超过14 km时,选用抓斗挖泥船比耙吸挖泥船经济性更优。