内河船闸浮式系船柱系缆高度及浮筒关键参数研究

针对当前内河船闸浮式系船柱设计标准不一、关键参数拟定不够科学合理的问题,进行浮式系船柱系缆高度及浮筒关键参数研究。通过分析浮式系船柱设计参数及船闸运营经验,归纳几种典型结构形式浮式系船柱的结构特征及适用范围,得出适用于各级别船闸的浮式系船柱系缆高度的取值范围,以及浮筒吃水深度、直径和高度的取值依据。研究结果可有效指导船闸浮式系船柱关键设计参数的选取,对推动船闸浮式系船柱标准化、系列化设计具有重要意义。     

船闸浮式系船柱系缆安全监测方法研究

为保障浮式系船柱的系缆安全,依托京杭大运河某代表性船闸,针对其浮式系船柱的实际结构特点,根据数学力学基本原理推导构建了可反映浮式系船柱柱身应变信号与船舶系缆力二者之间定量关系的表达式。在此基础上,提出一套针对船闸浮式系船柱系缆安全的监测方法。为了验证该安全监测方法的可靠性,对依托船闸中的代表性浮式系船柱开展了现场试验。通过将安全监测方法所获得的船舶系缆力与传统载荷量测手段测得的系缆力值进行对比,发现二者的相对误差低于15%,表明提出的船闸浮式系船柱系缆安全监测方法具有较高的测量精度。     

内转塔单点系泊刚度对不同参数的敏感性分析

内转塔式单点系泊系统在海洋石油装备中得到广泛应用。为研究该类型单点系泊系统的刚度特性,以我国南海一艘内转塔式单点系泊浮式生产储油设备(FPSO)的系泊系统为研究对象,采用浮体系泊分析软件Ariane分别建立单根系缆和系泊系统的静力分析模型,基于线弹性悬链线理论计算单根系缆和系泊系统的刚度,并重点针对吃水、系缆轴向拉伸刚度、系缆配重、系缆长度等参数进行系泊刚度敏感性分析,研究不同参数变化对系泊刚度的影响。结果表明:系泊刚度对系缆长度变化十分敏感;吃水和系缆长度主要通过影响系缆预张力来影响系泊刚度;系缆轴向拉伸刚度主要影响大位移条件下的系泊刚度;配重只影响一定位移范围内的系泊刚度。最后,给出了单点系泊系统设计的建议。     

大型海上浮式结构物系泊缆动力特性分析

本文根据我国国情对在海上的大型浮式结构物的系泊方式进行初步研究,研究了1 000 m水深下的系泊方式及平台和系泊缆动力响应特点。采用Sesam软件是中的Deep-C进行计算,分析对比系缆长度、系缆间夹角变化等工况变化对整体动力响应的影响。     

船闸浮式系船柱受力状态数值模拟*

船舶大型化的快速发展对通航设施提出更高的要求。目前，大型船舶停靠主要采用船闸浮式系船柱的方式，但在使用过程中存在系缆不规范、船舶进闸速度过快、无法进行船舶入闸安全预警、系缆系统超载等问题。针对葛洲坝1号船闸工程中浮式系船柱结构特点，采用数值仿真方法对船闸浮式系船柱上部结构的受力状态进行有限元分析。通过提取1～3号板、4号管应力变化数据，确定浮式系船柱的应力集中区和受力敏感区主要为靠近系船柱处，为船闸浮式系船柱受力状态安全预警的现场试验方案提供理论基础。     

基于BIM技术的船闸浮式系船柱结构设计

针对二维设计在处理空间复杂的结构设计及计算问题时手段局限的情况，运用BIM技术在可视化环境下对船闸浮式系船柱进行结构设计，并基于BIM模型进行有限元模拟计算分析，对船闸浮式系船柱结构开展设计研究。建立固接式和铰接式两种结构形式的船闸浮式系船柱BIM模型，分别从结构构造和力学性能分析等方面进行研究。结果表明：铰接式船闸浮式系船柱的系缆小车可以很好地解决系缆高度适应性差等问题，多层系缆小车之间通过连杆柔性连接，降低了埋件的支承反力，并在结构安全性及后期维护等各方面均有较大提升，经多个船闸工程应用实践检验，可为类似工程设计和改进提供参考。     

漂浮式海洋能平台运动响应耦合预报研究

随着海洋工程向远海发展,漂浮式海洋能平台的运动响应预报问题成为研究的热点之一.本文以漂浮式海洋能平台为研究对象,首先基于间接时域法,建立浮式平台时域运动方程,然后基于悬链线理论和全矢量形式的三维集中质量法,建立系泊系统运动方程.在使用自行开发的计算程序对以上方程进行求解获得初值后,以系缆和浮式平台的受力和位移作为2个运动方程的交互输入与输出,建立浮式平台与系泊系统的全耦合计算方法.最后对简化的浮式海洋平台进行计算,分析载体平台的运动响应和系缆受力情况.本文可为解决相关工程问题提供参考和借鉴.     

漂浮式海洋能平台运动响应耦合预报研究

随着海洋工程向远海发展,漂浮式海洋能平台的运动响应预报问题成为研究的热点之一。本文以漂浮式海洋能平台为研究对象,首先基于间接时域法,建立浮式平台时域运动方程,然后基于悬链线理论和全矢量形式的三维集中质量法,建立系泊系统运动方程。在使用自行开发的计算程序对以上方程进行求解获得初值后,以系缆和浮式平台的受力和位移作为2个运动方程的交互输入与输出,建立浮式平台与系泊系统的全耦合计算方法。最后对简化的浮式海洋平台进行计算,分析载体平台的运动响应和系缆受力情况。本文可为解决相关工程问题提供参考和借鉴。     

自制码头系缆桩破断负荷计算方法研究

为便于船厂、港口单位大型船舶系泊及船舶防台作业,港航单位常自制系缆桩进行系泊加固,以保障船舶靠泊安全。由于自制缆桩系缆桩、基座、固定螺栓孔径均非标准尺寸,很难确定缆桩的破断负荷,对开展一线作业造成诸多不便。因此,本文从实际应用角度出发,提出一种系揽桩理论结构强度计算和静力学分析方法,并利用安世（Ansys）有限元分析软件构建模型对计算方法进行了验证,证实方法具有较高的计算精度。     

新型多筒式FDPSO概念设计及其系泊系统分析

为研究新型多筒式浮式钻井生产储卸油轮（FDPSO）的系泊系统及其动力响应特性,评估其系泊系统的疲劳性能,针对新型FDPSO的总体布置,以中国南海1 000 m水深为背景,设计新型储油装置的系泊系统,研究系泊点和导缆孔、系泊缆布置及系缆的结构形式。考虑腐蚀和南海风浪条件,计算系泊系统的动态响应,校核系泊系统的强度,计算系泊状态FDPSO的运动响应和系缆张力。考虑南海西沙波浪分布,采用S-N曲线以及Miner线性累计损伤理论,并采用雨流计数方法,对系泊系统进行疲劳分析。结果表明,设计的多筒式FDPSO的系泊系统能够满足作业定位的要求,可以抵御百年一遇的风浪作用,疲劳寿命大于设计寿命的3倍。     

近岛礁浮式平台系泊系统设计研究

本文针对近岛礁浮式平台,提出了一种桩柱式系泊系统设计方案,并基于三维势流理论与时域分析方法,对所设计的浮式平台桩柱式系泊系统以及船舶停靠下考虑多体水动力干扰的整个系统开展了浅水环境下水动力性能与系泊特性分析,为平台的水池模型试验、系泊系统的设计优化以及考虑船舶停靠的作业状态允许海况提供依据与技术参考.     

三峡船闸等惯性输水系统船队(舶)系缆力的探讨

本文依据三峡船闸的水力学试验结果,对船闸灌水过程中闸室内停泊条件的试验进行了分析,认为船队(舶)系缆力与进入闸室的流量增率,闸室、船舶尺度,排列型式以及停泊位置等因素有关,以此分析整理出用于船闸等惯性输水系统闸室内船队(舶)系缆力的经验公式,并选取了部分实例的计算结果与实测值进行对比,两者较吻合。     

深水系泊系统静力特性快速计算方法研究

为研究深水系泊系统静力特性,以工作水深为320 m的转塔式浮式生产存储系统为例,首先计算出每种类型锚泊线的水平张力TH-水平跨距X曲线、上端系缆点水平移动距离、每根锚泊线新的水平跨距,插值求出此时的每根锚泊线水平张力,投影合成后即得上端系缆点移动后的系泊系统X方向水平恢复力,垂直方向的恢复力计算方法与此类似。相应计算结果与Dynfloat软件结果相吻合。     

系泊参数对西非海域FPSO水动力性能影响的研究

应用三维势流理论及非线性时域耦合分析方法,研究了西非海域涌浪和风浪联合作用下,系缆根数、系缆长度和系缆间夹角等系泊参数对多点系泊FPSO水动力性能的影响,结果表明不同系缆根数或系缆长度对系缆动力响应和船体运动响应的低频部分有较大影响,为西非海域多点系泊FPSO系泊方案的设计与研究提供有效参考。     

波浪作用下大型开敞式码头系泊船舶系缆力研究

采用理论结合物理模型试验分析,研究大型开敞式码头系泊船舶在波浪作用下的系泊船舶系缆力问题。通过研究系泊船舶系缆力随波高、周期、波浪入射角度以及船舶特性等要素的变化规律,提出船舶系缆力经验公式,最后通过物理模型试验数据分析,确定出系数,给出完整的系泊船舶系缆力经验公式。     

三峡双线船闸引航道停泊条件分析

依据三峡双线船闸引航道的模型试验成果，对船队系缆力超过允许值几倍的事实，分析了船舶（队）的停泊条件及影响因素，并简要提出改善措施。     

开敞式油码头45万吨级油船与30万吨级油船的系泊区别

为提高45万吨级油船系泊安全性,对大连港靠泊的45万吨级油船的系缆方式和系缆力进行分析,并与30万吨级油船的系泊情况进行比较,研究开敞式油码头45万吨级油船与30万吨级油船系缆角度、缆绳长度和系缆力分布的差别,并结合45万吨级油船现场靠泊情况,提出提高45万吨级油船系泊安全的相关措施。     

海工辅助船码头带缆受力计算

台风是威胁船舶系泊最为严重的灾难性天气之一,船舶为了避免或减少台风可能带来的危害,必须进行船舶系缆受力校核计算。本文针对在风力和水流力作用下,对系泊船舶的横向受力进行分析计算,并考虑缆绳与合力方向夹角、缆桩允许的最大受力和缆绳所允许的最大受力因素进行综合分析,得出限制带缆系泊的关键因素。     

30 000 DWG散货船码头系泊模型试验研究

对30 000 DWG散货船在开场水域码头系泊开展了模型试验研究。在风浪流组合工况中,对不同系泊方式的系缆张力和船舶运动进行了分析。分析结果表明,流向和缆绳长度对系缆张力有显著影响。试验结果可为类似船舶码头安全系泊提供重要技术参考。     

关于船闸系船柱及允许系缆力中欧指南比较分析

本文对欧洲指南和中国规范关于船闸内浮式系船柱的适用条件系船柱位置、允许受力的要求进行了比较分析,并对欧美指南和中国规范关于过闸的内河船舶、游船、海船允许系缆力的纵向、横向分力进行了对比。得出以下结论:与欧洲指南相比,我国关于浮式系船柱的适用条件即水头界限值偏低。对于首尾处系船柱间距和垂向间距,我国的取值范围偏大。欧洲指南对各因素考虑的比较全面,在复杂条件下船闸设计时可参考借鉴。