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。     

国内外系缆力计算方法的对比研究

为了了解国内外系缆力计算方法的不同,结合某工程实例,对比了国标和英标中风荷载、水流力和系缆力的不同。又用OPTIMOOR系泊分析软件进行数值模拟,通过与两种标准计算得到的系缆力进行对比,得出国标的系缆力计算结果更接近实际值,英标偏保守。也证明了OPTIMOOR数值分析是计算船舶荷载的一种有效的手段。     

悬链浮筒式多点系泊锚链受力计算

悬链浮筒式多点系泊（MBM）是大型油船外海停泊时经常采用的一种离岸系泊方式,但国内尚无实际应用。针对MBM系统中的主要结构部件锚链进行受力分析,通过采用悬链线方程,对自由或约束状况下单条锚链和复合锚链的受力进行理论分析和计算,总结出一套锚链受力的系统分析方法,并对中东某MBM工程进行案例计算。结果表明,提出的理论公式和设计方法可为MBM的锚链设计提供借鉴。     

海外散货码头多点系泊结构设计

海外干散货码头常设有多点系泊结构,船舶等待装船时系泊使用,其适应性强,有较强的成本优势,在国内采用尚不广泛。总结吉布提盐业码头项目和几内亚铝业GAC码头项目中多点系泊结构的设计经验,研究多点系泊结构的荷载、工况组合以及锚块、锚链、浮筒和快速脱缆钩等设计方法,并结合optimoor软件对理论计算结果进行了数值分析验证。     

秘鲁某矿石码头系缆分析

本项目码头位于太平洋西岸,针对矿石散货船的系缆问题,采用OPTIMOOR软件进行分析,确定系泊方案,并计算船舶运动及系泊缆受力情况,计算结果表明,该方案满足系泊要求。     

开敞式码头船舶系缆力数值分析

基于水动力计算软件Hydro-star和系泊分析软件Ariane,针对在风、浪、流作用下开敞式码头的系泊系统进行完整的准动态时域模拟,根据数值模拟分析求得开敞式码头系泊系统在多种工况下的系缆力,数值模拟分析结果与实际情况基本吻合,可为开敞式码头的设计提供参考.     

系泊索属性对开敞式码头船舶系泊安全的影响分析

结合某工程实例,运用OPTIMOOR系泊分析软件,研究系泊索属性对开敞式码头船舶系泊安全的影响。以减少环境荷载作用下船舶运动量、均衡缆绳张力和减少断缆危险为目标,通过调节缆绳材质、直径,考虑导缆孔到绞盘的距离,增加预张力及缆尾索等方法,以期达到提高开敞式码头船舶系泊安全性的效果,此成果可为码头设计及港口管理人员提供参考。     

大型油轮水流力试验研究

大型油轮的水流力是开敞式深水码头设计中的重要参数之一。分别对JTS 144-1—2010《港口荷载工程规范》、OPTIMOOR计算软件、英国BS 6349规范、石油公司国际海运论坛《系泊设备指南》以及MIL-HDBK等5种船舶水流力计算方法进行对比分析,并通过物理模型试验进行验证。研究结果表明:我国现行《港口工程荷载规范》关于船舶水流力的计算公式当15°<θ<165°时与试验结果相差较大,而国外规范计算结果与试验结果符合较好。因此,建议船舶水流力的纵向分力采用英国BS6349规范计算,横向分力采用OCIMF《系泊设备指南》中的公式来计算。     

长周期涌浪作用下码头船舶系缆稳定性研究

以国外某油码头项目为工程依托,采用OPTIMOOR系泊软件,研究周期较长的涌浪作用下码头船舶系缆稳定性问题,着重是波浪周期、波高及浪向等3个因素对于码头船舶系缆稳定性(船舶运动量和缆绳受力)的影响。通过调节系缆布置和缆绳材质减少涌浪的影响。     

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。     

印尼某趸船码头系泊方案研究

一般性散货码头通常采用散货船直接靠泊码头的作业方式。而对于趸船型散货码头,在散货船和码头之间还存在趸船作为过渡。这种情况下船舶荷载的计算以及缆绳力的响应特征需要综合考虑双船之间的相互作用机制,目前规范中对于趸船泊位靠泊计算尚缺少详细的条文说明,本文以印尼某趸船散货码头为例,借助OPTIMOOR软件,通过反应振幅算子方法分析趸船码头系泊布置方案,供类似工程参考。     

开敞式码头系泊缆绳的优化研究

运用OPTIMOOR系泊软件,以减小环境荷载作用下船舶运动量及均衡缆绳张力分布为优化目标,结合江苏某港10万吨级石化码头,通过对比不同的缆绳材质、调整缆绳长度、调节缆绳预张力来优化开敞式码头系泊缆绳的布置。计算结果表明:增加缆绳长度可降低缆绳张力,设置尾缆能显著降低系泊钢缆的动力负荷,减少船舶的运动量;施加合理大小的预张力能有效降低船舶的位移量,均衡缆绳张力;建议大船主缆选用钢缆。     

大型液化天然气码头的系缆力分析

大型专业化液化天然气码头系泊作业安全问题,特别是液化天然气船在风、浪、流作用下的系缆力分析,越来越受到、码头建设和管理方的关注。结合某工程实例,应用国际上著名的系缆力分析软件OPTIMOOR,计算船舶风荷载、水流力及波浪引发的船舶运动量,对风、浪、流综合作用下船舶的系缆力进行分析,并对比不同泊位长度对系缆力的影响。     

船行波对系泊船的影响因素

针对船行波对系泊船的影响因素问题,阐述船行波形成机理及重要性,基于工程实例,采用OPTIMOOR系泊分析软件对系泊船舶受到的船行波波浪力和缆绳张力进行计算,得出影响船行波对系泊船舶作用的4个因素,主要表现为:系泊船的缆绳张力随着航行船舶航速、排水量的增大而增大,随着船舶横向间距、航行水深的增大而减小。码头运营时应通过合理引航调度船舶并有效约束上述因素以保障作业安全。     

沉埋式海底隧道管段海上系泊水动力性能分析

沉埋式海底隧道管段海上系泊阶段的结构运动响应及缆索受力,影响其水上施工的安全性和经济性。以一管段系泊工程为例,利用基于三维势流理论的水动力软件AQWA建立管段海上系泊数值仿真计算模型,首先对系泊系统进行频域分析,然后在时域内考虑JONSWAP波浪谱和水流联合作用,研究环境载荷方向、环境载荷组合方式等因素对系统运动响应及缆索受力的影响。结果表明:管段在高频区域内稳定性较好,响应幅值很小;水流对管段的运动响应影响很大;当环境力以60°入射管段时,管段的系泊缆张力最大。     

大型船舶系泊模式设计及优化研究

通过理论设计、仿真计算及模型试验的方法,开展设有岛式上建和外飘舷台的大型特殊船舶的系泊模式设计过程及优化研究,基于对缆绳张力、船体运动等试验结果分析,最终形成风浪流环境下某特殊船型的码头系泊模式方案,大幅度降低了因依靠传统舾装数设计无法考虑波浪影响。而在实际系泊作业中带来的风险,为船舶码头系泊作业提供科学可靠的技术支撑。     

On the importance of mooring system parametrisation for accurate floating structure designs

This paper analyses the importance of mooring design parametrisation on the dynamic behaviour of mooring loads. An exhaustive sensitivity analysis is performed to evaluate the variability of mooring loads because of inaccuracies in the definition of model inputs, including physical and numerical parameters. Results show a relevant dependence on the length and significance in other parameters, such as the weight together with the hydrodynamic equivalent diameter and the drag forces. An inaccuracy below 1% in the mooring reference length can generate loads of up to twice the design, and an incorrect definition of the weight or the drag coefficient in the mooring design can lead to a design load variability of up to 30%. Stiffness plays a crucial role in snap events, reaching load differences of 19% depending on the stiffness selected.This research is based on a set of numerical models capable of predicting the mooring system response. A dynamic numerical model with two schemes of resolution is implemented and calibrated according to an experimental test campaign. Other sources of results provided by a quasi-static model and commercial software, Sesam (DNV-GL), are incorporated. In general, the dynamic numerical models show a good accuracy with an experimental database composed by a set of 2D prescribed movement tests at the fairlead of the mooring system.     

不同系泊模式LNG旁靠超大型FSRU系泊系统设计及水动力性能分析

本文采用规范设计、理论分析和数值仿真相结合的方法,建立LNG船与LNG-FSRU两船旁靠系泊的理论和数值分析模型,对LNG旁靠FSRU码头系泊和软钢臂单点系泊两种典型系泊模式下的转运及卸载作业进行数值分析.同时考虑外部海洋环境风、浪、流组合作用下的综合作业工况,确定FSRU与LNG近距离旁靠作业时系泊设备、缆绳种类、固定式和漂浮式护舷的选型和布置,对LNG、FSRU船的运动特性以及运动过程中缆绳张力和护舷受力开展统计分析,优化系泊系统布置和参数.在系泊系统设计和分析的基础上,根据系泊缆的直径、所受最大张力值,为系泊设备选型提供参考,便于开展码头系泊系统和单点系泊系统布置研究.基于旁靠系泊的设计标准提出LNG-FSRU安全作业的最大允许海况,为LNG-FSRU的运营提供可靠的技术保障.