基于CFD对绞吸船桥梁前端结构改造性能分析研究

随着国内外港口建设的发展,疏浚吹填项目越来越多,绞吸船作为一种机械与水力形式相结合的疏浚船舶,在疏浚工程中发挥着异常重要的作用,绞吸船的生产能力在大多数情况下取决于绞刀的功率、水下泵的吸入能力与舱内泵的泵送能力,在目前的国内外绞吸船的建造过程中,对于上述的决定绞吸船生产能力的主要因素都有了比较周全的考虑,但是绞吸船吸泥口位置安装绞刀的桥梁顶端锥结构的形式一般都未做精密计算,而锥体结构形式的变化对于绞吸船施工时绞刀挖掘后泥水混合物的吸入影响也比较大,本文利用CFD理论对绞吸船吸泥口绞刀锥体结构改造进行了深入的理论研究,并根据实际改造情况给予说明。     

绞吸式挖泥船施工黏土混块石防石设备的应用

绞吸式挖泥船在施工黏土时,常发生绞刀头或绞刀吸口被黏土堵塞问题,特别是在黏土中夹杂块石的工况条件下,堵塞更加严重。通过在绞刀上加装防石环、绞刀吸口加装格栅等措施,解决了黏土及石块堵塞绞刀和泥泵等问题,使船舶施工生产效率显著提高,工程效益明显改善。     

长吹距工况下大型绞吸船串联施工技术

天津地区某疏浚工程采用大型绞吸船施工，最远吹距达17 km。针对单艘非自航大型绞吸挖泥船无法满足工程长吹距施工的问题，研究大型绞吸船串联施工技术。通过去除自有闲置绞吸船桥架、钢桩定位等系统，并增设锚缆定位等辅助设备的方式，针对串联施工对大型绞吸船进行适应性改造；通过对串联施工多种工况的理论计算，确定两船的最佳施工间距范围，提升大型绞吸船串联系统的生产率和稳定性，保障工程按期完成。结果表明：大型绞吸船串联施工设备改造方案及施工工艺满足工程长吹距施工要求，降低生产成本，减少船舶停滞，提升生产率约24%,效果显著。     

加装砂斗装置绞吸船吹填砂质土施工技术

为适应香港某吹填工程严格的环保要求,创新改造普通绞吸船,并提出一种加装砂斗装置的绞吸船吹填施工工艺.针对改造后船舶施工效率较低、吹填砂易外漏、砂斗易堵口等问题,基于型号公称产量2000～3000 m3/h的加装砂斗装置绞吸船,采用试验类比和现场数据采集论证的方法,提出效率控制要点、环境保护措施以及格栅改造思路,同时分析...     

3种用于绞吸船杂物集中区施工的防杂装置

针对绞吸船施工杂物集中区的防杂装置选择问题,从防杂装置的结构设计、适用条件及施工工艺参数方面进行研究,根据杂物的种类、分布区域特点、尺寸对防杂装置的结构进行详细设计,并通过对3种防杂装置施工参数、生产效能的统计,得出其适用范围.结果表明,在绞吸船在施工杂物集中区时,选择合理的防杂装置能减小杂物对船舶施工的影响,提高工程...     

绞吸船施工效率影响因素分析

绞吸式挖泥船具有一次性完成挖泥、输送、排出等疏浚工序的特点,因此特点,其施工效率受到整个工序流程的影响,施工管理流程长,影响施工效率的因素多。本文通过对绞吸式挖泥船施工过程中相关数据的收集和对比分析,研究影响绞吸船施工效率的主要因素,为加强绞吸船管理水平,提高绞吸船施工效率、和梳理绞吸船施工成本分析等提供参考。     

华能曹妃甸煤码头工程绞吸船施工工艺优化

曹妃甸围海造陆吹填工程土质具有颗粒细、吹距长等特点,绞吸船产能较低,为提高绞吸船施工产能、降低施工成本,采用对绞吸船挖掘和输送分析、泥泵气蚀点分析等方法研究绞吸船施工,优化其施工工艺。优化后的施工工艺使曹妃甸围海造陆吹填工程绞吸船施工产能提高了15%,节约施工成本的同时也缩短了工期。     

进口直径800 mm泥泵小叶轮开发与应用

绞吸挖泥船的输送距离较短时会引起驱动机（柴油机或电机）超负荷，影响系统运行稳定性，虽然可以通过降低转速、加装缩口缓解，但是降低了系统运行的经济性。采用理论分析设计了一款小叶轮初始形状，通过数值模拟计算其性能并且反复迭代优化完成了小叶轮的最终设计，对比了优化设计后的小叶轮和直接采用切割外径小叶轮的差别。实船测试小叶轮的清水运行特性，验证了水力设计的结果可靠，最后对比绞吸船采用原叶轮和小叶轮施工短排距疏浚工程的施工参数。经现场测试和挖泥应用，发现小叶轮在短排距工况时施工效率明显高于原叶轮，开发的小叶轮达到了设计目的。     

绞吸船施工要点及措施

绞吸船是疏浚施工的主力船型.我国绞吸船挖泥操作主要依靠经验,操作水平偏低.对疏浚土质的重视程度不够,对泥泵、管线理论及性能匹配理解较浅,限制了产量的进一步提高.文章总结了绞吸船施工普遍存在的问题,分析提出了解决方法,供疏浚工程技术人员及绞吸船操作人员参考.     

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。     

中小型自航绞吸挖泥船经济性评估初探

随着工业发展,需要拖轮协助作业的非自航绞吸挖泥船越来越难以满足市场需要。为了更好地进行航道疏浚作业,自航绞吸挖泥船的研究不断增多,而目前对自航绞吸挖泥船的研究仅局限于适合广阔水域的大型或超大型船型。我国河流水域众多,对适用于狭窄水域的中小型自航绞吸挖泥船也有一定需求量。因此,文中通过对某中小型自航绞吸挖泥船进行电力推进设计,与相同疏浚能力的非自航绞吸挖泥船对比分析、综合考量后认为,中小型自航绞吸挖泥船具有灵活、环保、便捷、经济等优势。     

基于神经网络和最大产量估算的挖泥船横移控制

针对目前绞吸挖泥船疏浚作业依靠人工手动操作无法保持较高产量的问题，研究了影响绞吸挖泥船产量的控制参数。采用神经网络预测和最大产量估算方法，得出在不同条件下挖泥船横移控制系统的最优控制参数，同时对此控制参数进行了对比仿真试验。结果表明：在一个不含边界减速的有效横移周期内，仿真产量高于实船操作产量。该方法可为绞吸挖泥船疏浚施工中横移系统的自动控制提供理论依据与技术参考，使绞吸挖泥船可以兼顾不同的控制要求和性能限制条件，在一个横移周期内稳定输出最大产量。     

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。     

绞吸挖泥船泥浆浓度的无放射源环保测量技术

泥浆浓度是绞吸挖泥船施工产量的关键参数，传统的测量技术因使用放射源而产生核辐射风险和环境污染问题。采用电学层析技术中的电阻层析成像（ERT）技术进行泥浆管道的浓度分布成像，利用电导率测算泥浆浓度，研制了一套泥浆浓度的新型无放射源测量装置，并进行了绞吸挖泥船实船应用试验。结果表明：该新型泥浆浓度测量装置与取样结果误差在3%以内；相对于传统放射源测量装置可靠性提高，环保性能更加突出。     

绞吸挖泥船环保清淤功能的研发*

针对绞吸挖泥船在清淤过程中挖深不足的问题和环保施工的要求，对绞吸挖泥船进行适应性改造，具体为将绞吸挖泥船前端绞刀挖掘设备更换为环保清淤设备，实现了绞吸挖泥船的环保清淤功能。为了增加清淤设备的灵活操作性能，开发了一种新型清淤设备，位于桥架和清淤吸头之间。针对水平悬挂、36 m挖深和40 m挖深3种工况，对清淤设备关键部件进行强度分析。结果表明，关键部件最大应力为84.2 MPa、最大变形为2.5 mm，满足强度和刚度要求，优化后关键部件符合施工要求。     

大型非自航绞吸挖泥船锚泊能力分析方法

针对大型非自航绞吸挖泥船的防台问题,建立了绞吸挖泥船的水动力模型,采用准静力分析法和时域动力分析法分别计算不同工况下绞吸挖泥船的锚链波频张力和锚链最大张力。对比两种方法的计算结果,科学地评估绞吸挖泥船的系泊承载能力。结果显示,准静力分析法和时域动力分析法都可以较好地用于绞吸挖泥船系泊能力的计算,绞吸挖泥船所配备锚链和锚可满足15级台风下的防台定位需求,保证该锚泊定位安全。     

大型绞吸船开挖深水航道艉吹装驳工艺

为避免破坏疏浚区水环境,采用大型绞吸船在不炸礁的情况下开挖深水航道岩石,已成为现实。绞吸船通常需对接排泥管线以便将疏浚土吹填成陆域,而在航道中使用绞吸船挖岩在无适合吹距的吹填区时,可采用直接装驳和艉吹装驳两种施工工艺。重点阐述大型绞吸船开挖航道岩石疏浚土处理的新方法,移动艉吹装驳工艺的产生、实施过程的优化改进,并从中梳理、提炼、总结出绞吸船艉吹装驳的输送原理,供类似工程施工借鉴以至推广。     

绞吸挖泥船输泥管路的摩擦阻力损失计算

考虑到绞吸式挖泥船输送系统中泥浆摩擦阻力损失计算所采用的达西-魏斯巴赫（Darcy-Weisbach）方法在理论上只适用于特定的条件，在实际的应用中误差较大，结果的可靠性低。针对此局限性，提出了适合于绞吸式挖泥船管路特性的摩擦阻力损失计算方法，实际应用表明新的计算方法能够满足工程需要。