关于双浮筒系泊设计的探讨

随着近岸港口岸线的日益饱和,码头建设逐步向着条件较恶劣的深水地区发展。双浮筒系泊作业作为一种在复杂的外界环境荷载作用下可行的作业方式,已经不断应用到一些工程项目中。目前由于国内的港口工程规范对于风浪流共同作用下系缆力计算尚没有明确的规定,也没有计算公式,笔者结合港口工程规范中的计算公式和OPTIMOOR软件进行计算,对计算结果进行比对,对双浮筒系泊设计的相关计算进行总结,以供类似工程参考。     

系泊缆等效水深截断点处动力响应

考虑海洋平台悬链线式系泊缆的非线性特性,采用集中质量法建立系泊缆的运动方程,分别应用时域和频域分析方法研究系泊缆上若干节点的动力响应。分析上端点运动为正弦波动和随机波动2种情况对应的系泊缆有代表性节点的动力响应。获得了系泊缆不同位置的等效水深截断点处的动力响应与上端点的对应规律,为进一步研究主动式混合模型试验方法提供了技术支持。     

FPSO组合运动对锚泊阻尼影响研究

应用时域全动态有限元法,探究了系泊式海洋结构物在一阶与二阶波浪力共同影响下产生低频运动与波频运动的组合运动响应时,锚泊阻尼特性变化以及主要参数对锚泊阻尼的影响,主要参数为海流速度和锚泊线预张力,从而得出加入波频运动后其对锚泊阻尼的影响趋势,以及在组合运动背景下,相关参数改变对锚泊阻尼的影响.结果表明:相对于低频运动成分,波频运动成分对锚泊阻尼影响十分显著,成为决定锚泊阻尼大小的主要因素;在组合运动背景下的参数研究与单一低频运动下所得到的结论相比,流速改变对锚泊阻尼的影响可以忽略,但对锚泊线预张力的影响很大.在以往单一低频运动下进行锚泊阻尼分析的基础上,文中对组合运动下的锚泊阻尼进行了系统性研究,并在组合运动背景下进行锚泊阻尼参数研究,为锚泊系统设计提供了更实际的参考.     

安庆长江铁路大桥3号墩围堰锚碇系统设计与施工

安庆长江铁路大桥3号桥塔墩钻孔桩基础采用圆形双壁钢套箱围堰施工.为实现围堰的精确定位和施工安全,经方案比较采用无导向船的前、后定位船锚碇系统定位方案,锚型与数量、锚绳及定位船通过计算围堰下沉到位后主锚总拉力及各锚碇受力确定.设计中通过在围堰侧面的边锚拉结点及围堰顶面设置单向或多向转动的辊轴式马口解决大直径锚绳转向和收放难题;通过在前、后定位船和围堰顶的收锚平台上安装卷扬机进行绞锚实现边锚收放或换锚.岸上边锚、地锚均挖坑埋设;水中锚碇采用240 t抛锚船抛设完成,根据围堰下沉进展及时进行锚绳系解、收紧、过锚,完成锚碇系统施工.     

台风状态下码头护舷受力与吸能特点分析

分析了台风状态下的系泊船舶所受的环境力,并进一步建立了系泊状态下的平衡方程,采用模矢搜索法求解了平衡方程组,求解过程中,护舷的反力-变形曲线采用三次样条插值进行模拟,最终解出护舷的受力与吸能.在不同的波流夹角和不同的缆绳预张力的情况下,找出了护舷可能失效的波流夹角的危险区域,对护舷的受力规律进行了分析和总结,并计算了恶劣海况下,两种不同性能护舷的受力和吸能情况.     

深水Spar平台在不规则波中的运动响应

南海水深一般在500m到2000m,属于深水区,Spar平台的适用水深为500m到3000m,是深水开发的经济型平台.对系泊于2000m水深的Classic spar平台在不规则波作用下的运动响应和缆索张力进行了数值模拟.首先通过频域方法得到Spar平台的波浪作用力传递函数、附加质量和辐射阻尼,然后通过快速傅立叶变换将频域结果转换到时域;基于全量的拉格朗日表述和两节点的等参索单元,应用几何非线性有限元方法和Newmark方法计算系泊缆索张力;应用四阶龙哥库塔法计算时域运动方程,得到Spar平台的运动响应和缆索张力.采用JONSWAP波能谱生成不规则波面,考虑了谱峰升高因子不同取值的影响,分析了二阶漂移力、不同缆索初张力和缆索刚度对于系泊系统的影响.     

开敞式码头泊位长度试验研究*

关于开敞式碟形码头的泊位长度,我国港口设计规范与英国规范和OCIMF指南中的规定值差别较大,我国规范规定的泊位长度较长。针对这一问题,通过水池物理模型实验,研究了开敞式蝶形码头的泊位长度对系泊船舶的系缆力和运动量的影响。实验水文条件考虑波浪、潮流、风要素,实验船型为30万吨级典型油轮,采用3种泊位长度布置方案。实验结果表明,缩短码头泊位长度,并均化缆长分布,能使缆力分布趋于均匀,并减小与横向约束相关的船舶运动量。     

高桩码头前后沿同时系靠泊ROBOT数值模拟

高桩码头前后沿同时系靠泊会增加后沿船舶撞击力,使码头结构的横向位移及桩基内力发生变化,针对其受力特点,采用ROBOT对两侧系靠泊的高桩码头受力特性和变形进行数值模拟分析,验证了ROBOT对实际工程计算的适用性。通过较为完整的荷载组合计算分析,指出:对于两侧系靠泊的高桩码头后沿撞击力的增加使码头的横向位移变大,且对直桩的弯矩和剪力影响很大,在设计中应引起足够重视。     

桥梁技术在重件码头设计中的应用

宜昌船舶柴油机厂自用重件码头工程设计特点是将部分桥梁技术转移到重件码头设计上:1)解决伸臂梁承担荷载过大而引起的强度和挠度等系列问题,主梁采用大跨度桥梁设计理念,选用自锚式斜拉伸臂梁设计方案,减轻钢箱梁自重、降低施工难度;2)江中两主墩采用大跨度桥梁桥墩设计理念,采用大直径钻孔灌注群桩基础,来承受主梁传给主墩很大的扭矩和船舶挤靠力。自2009年10月21日起该码头正式投入使用,目前使用状况良好,该码头在结合桥梁技术方面为类似工程设计提供了很好的借鉴作用。     

海口海豚岛海上城市总体布置方案

随着海南国际旅游岛的规划开发,在海口西海岸新海港区附近拟通过建设人工岛拓展用地空间,以承载未来国际旅游都市生态港湾、文化交流与亲水活动空间、国际高端商务居住区与现代服务业聚集发展区的建设。通过对已确定的功能定位,对海豚岛的形态以及功能布局进行探讨,提出规划的布置方案。