英标及PIANC规范船舶撞击能量计算比较

对比了英标和PIANC两本规范关于船舶撞击能量计算的异同,并就护舷设计吸收能与中国规范进行了比较分析,就撞击能计算中的偏心系数开展了进一步研究。得出结论:1)英标及PIANC规范船舶撞击能量计算中偏心系数、水动力质量系数和异常靠泊能量系数等参数取值不同。2)英标的集装箱船撞击能设计值大多小于PIANC,而油船撞击能设计值大于PIANC。3)油船采用三分点靠泊时撞击能量约为四分点靠泊时的1. 3倍左右。4)油船及气体运输船管汇偏中影响着偏心系数C_E取值,随着船舶吨级增大而减小,影响程度为12%～29%。     

基于ABAQUS的斜桩-重力式结构靠泊撞击力

通过有限元软件ABAQUS对船舶靠泊撞击作用下的斜桩-重力式结构进行动、静力响应研究,对比结构响应的异同,得到了靠泊撞击力作用下结构的位移放大效应,并探讨不同有效撞击能量下的放大效应变化规律。研究表明,相同有效撞击能量作用下的复合结构撞击力动力放大系数也相同;在进行斜桩-重力式结构设计时,当船舶有效撞击能量大于1 350.4 k J时,靠泊撞击力分项系数按规范取1.5偏小;当设计船型为30万吨级油船时,推荐靠泊撞击力分项系数取2.12。     

PIANC及中国标准船舶有效撞击能计算对比分析

详细阐述了PIANC船舶有效撞击能的计算方法,并与中国标准进行对比,通过对比发现:PIANC的有效撞击能计算较中国标准更高,该标准考虑了柔性系数、泊位形状系数、偏心系数以及附加质量系数等影响因素,与中国标准相比,其关键差异取决于附加质量系数Cm,两种计算方法的结果比值接近Cm的取值。同时,PIANC还要求考虑异常靠泊工况,其影响系数为1.1~2.0。此外,PIANC中对船舶靠泊速度的建议值与中国标准也存在一定差异。     

码头橡胶护舷的优化设计

船舶靠泊时撞击能量和橡胶护舷的受力分析是橡胶护舷选型最重要的部分。以加纳某新集装箱码头为例,通过对橡胶护舷吸能的分配进行分析计算,将原设计单个护舷吸能模式改为中外规范允许的多个护舷吸能的模式,并以靠泊时船艏撞击点的不同来分析不利靠泊工况,以船舶船艏圆弧半径、护舷组吸能能量及对应的变形为分析因素,确定不同撞击点时参与吸能的护舷数量(不同的吸能护舷的数量也称为不同的靠泊工况)。根据不同的靠泊工况对护舷组的吸能和变形进行分析计算,得出满足吸能及码头结构保护的最佳橡胶护舷型号,实现对护舷的优化设计。     

美国国防部UFC规范船舶撞击能计算解析

简述美国国防部UFC规范关于船舶撞击能的计算公式,并比较其设计参数选取和计算结果与英标BSI规范和我国规范的异同,着重分析偏心系数C_e和虚拟质量系数C_m。结果表明,UFC规范在C_m中考虑了船底相对水深对船舶撞击能的影响,且此时C_m的计算结果与船模试验结果较为接近;船舶撞击能的计算结果,UFC规范>英标>我国规范;C_e、C_m在不同船型中基本为常量,不随吨级而变化。     

大型船舶靠泊能量计算

船舶靠泊有效撞击能量计算和护舷设计是码头工程设计中的重要内容.护舷设施作为码头上重要的设备之一,关系到码头工程造价和靠泊作业安全,特别是对于大型船舶在外海或开敞式水域中的靠泊作业尤显重要.结合工作实践,就大型船舶靠泊有效撞击能量计算进行探讨.     

冲击荷载作用下高桩码头结构的动力响应分析

采用数学理论推导与动力时程仿真计算相结合的方式,对靠泊船舶撞击作用下高桩码头结构的动力响应及动力放大效应进行了研究,获得了多自由度结构在单点冲击荷载作用下的动力响应公式,推荐了数值计算时船舶撞击荷载的时程曲线类型及持时,获取了船舶靠泊撞击荷载下高桩码头结构的动力放大效应规律。计算与分析结果表明:码头结构设计时船舶撞击荷载的取值应充分考虑码头结构的动力放大效应;靠泊船舶撞击下的高桩码头结构对撞击荷载的动力放大系数推荐为2.0。     

大型油轮系靠泊外海开敞式码头的船舶撞击力计算

船舶撞击码头所产生的撞击力,是码头设计时的重要荷载,合理确定它的值很重要。由于相关影响因素很多,船舶撞击力计算公式尚存在一定差异,特别是针对大型油轮系靠泊外海开敞式码头时的船舶撞击力。分析国内外各种计算理论中的几个代表性公式,并进行比较分析。国内行业规范对船舶撞击力的计算值相较国外研究成果及物理试验结果均偏小,为了合理确定大型油轮系靠泊外海开敞式码头时的船舶撞击力值,对现行《港口工程荷载规范》采用的计算公式提出了改进建议。     

三角靠船钢管桩簇在斜向船舶撞击力作用下的受力分析

针对小型船舶的斜向靠泊问题,根据英国标准Maritime Structures-Part 4:Code of practice for design of fendering and mooring systems(BS 6349-4:1994)得到了该情况下船舶撞击能量的计算方法。以广州珠江某码头中三角靠船钢管桩簇为例,探讨该结构在不同角度斜向船舶撞击力作用下的桩身性状变化规律,结果表明:当船舶斜向靠泊时,沿切向的撞击力不可忽略;对于该工程实例中的钢桩簇而言,船舶撞击力合力、桩身最大应力以及桩顶最大位移随船舶撞击角度的变化均呈现出"先增后减"的趋势,计算得到该工程实例中斜向靠泊的最不利船舶撞击角度参考值约在20°~22°。建议在类似工程设计时应充分考虑到船舶斜向靠泊问题的重要性,保证结构的使用安全。     

基于英标的橡胶护舷选型优化分析

本文通过从业主收集的LNG码头船舶资料,运用蒙特卡罗(MonteCarlo)方法研究了英标计算不正常靠泊撞击能的分项系数,结果表明英标(BS6349-4)的分项系数2明显偏大。通过将本文方法应用于菲律宾某LNG码头,并将结果与国外认可度高的英标(BS6349-4)进行比较,表明应用本文推荐的设计方法可减小橡胶护弦型号,从而减小撞击力,对于墩式码头具有明显的经济效益。     

New concept in analysis of floating piers for ship berthing impact

In this paper, special behavior of floating piers in the berthing event is assessed, and a new approach is presented for the analysis of these kinds of piers for berthing impact. Accurate estimation of berthing force is an important matter for appropriate design of mooring piles in these piers. In the pier design references, the traditional approach used in the design of fixed piers is extended to floating piers, ignoring distinctive response of these piers to berthing impact. In this paper, the fact of mobility and flexibility of structural system of floating piers are taken into consideration, and it is proved that energy absorption mechanism in these piers is different from that of fixed piers. Thus a new analytical approach and corresponding closed form formulations are presented in this paper for evaluating impact energy and induced berthing forces in these piers. The validity of presented method is shown by numerical simulations. Comparison of results of analysis by new and traditional methods in two typical piers shows that the traditional method underestimates berthing force in floating piers.     

蝶形布置油码头平面设计要点

对港口工程设计中常见的蝶形布置油码头进行研究。结合国内外规范要求,采用对比分析法解析码头长度、系缆墩位置和靠船墩位置3个要点。其中,因为船体平直段相对船中的不对称,靠船墩位置是最为重要的设计内容。系缆墩位置不合理,只会影响缆绳受力均匀性和船舶运动量;而靠船墩位置不合理,会导致设计船型范围内的船舶无法安全靠泊。因此,结合某海外5万~30万t油码头,阐述靠船墩位置设计关键点,供港口工程设计人员参考。     

定机移船码头的靠船桩系统计算方法

定机移船码头结构由装卸平台、移船平台和设置于平台前沿的靠船桩组成。其中靠船桩在靠泊过程中承受船舶撞击力并将其传递给后方橡胶护舷和码头平台,结构受力形式复杂,为码头设计的关键,现有规范和手册没有相应的计算方法。针对该问题,着重论述了靠船桩的设计特点;通过把护舷压缩过程简化为理想弹塑性变形、将靠泊过程分为3个阶段分别分析其受力状态;并利用能量守恒的原理,建立了系统受力、位移和吸能的方程组;总结了一套简化计算方法,并通过实际工程加以检验。     

多护舷分配的船舶撞击能计算和护舷选型

国内外规范和标准均未明确船舶有效撞击能量在护舷中如何分配,通常考虑由单个护舷完全吸收。以海外某重力式码头护舷选型为例,研究船舶有效撞击能量由多护舷分配的可能性,阐述基于PIANC指南的多护舷分配的有效撞击能量计算方法和护舷选型过程。研究结果表明:在护舷的破损不至于引起码头结构严重损害的前提下,基于PIANC指南的船舶有效撞击能量考虑多护舷分配是合理的。这一设计理念能够降低对单个护舷的吸能要求,降低码头结构造价,对海外码头工程的设计具有借鉴意义。     

短跳板滚装船的固定式岸坡道设计方法

岸坡道是滚装码头结构中连接滚装船和码头的关键部位。针对短跳板滚装船(一般指跳板长度小于5 m)岸坡道的设计问题,对中外规范相关规定进行分析,结合非洲某工程案例,对比分析不同跳板长度滚装船靠泊结果。结果表明,当设计水位差小于1. 5 m时,可按照规范要求采用固定式岸坡道,但是短跳板滚装船存在跳板脱离岸坡道或仰角过大的风险;设计岸坡道前宜先判断尾跳板端部可调节的垂直高差是否大于设计水位差与满载空载吃水差之和,当前者小于后者时,在不具备采用可调式岸坡道的情况下,可采用多级固定式岸坡道(不同顶高程)来解决滚装船的靠泊问题。     

海港港池和回旋水域平面尺度研究

在分析港池和回旋水域平面尺度主要影响因素的基础上,对国内、外相关规范关于港池和回旋水域平面尺度的计算方法进行对比研究,并通过典型工程实例加以说明,对海外港口工程水域尺度的确定及拓宽国内海港工程水域尺度设计思路具有借鉴意义。