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。     

模糊-PID控制在绞吸船水下泥泵自动调速中的应用

绞吸挖泥船装驳施工中,操作人员频繁调节水下泥泵电机转速以稳定管路内泥浆流速。针对这一问题,采用模糊-PID技术设计水下泥泵电机自动调速控制系统。该控制方法以流速作为自变量,以泥泵转速作为因变量,并将吸入真空、泥泵机功率及泥浆浓度作为安保条件,可以保证在装驳施工过程中泥浆流速持续维持在设定区间内。实际应用表明,模糊-PID控制在水下泥泵调速过程中具有反应快速、控制精准、鲁棒性好等特点,具有较好的推广价值。     

绞吸挖泥船横移锚位对横摆速度及横移拉力的影响

针对绞吸挖泥船横移锚位对横摆速度、横移拉力的影响,推导出横摆速度关系式、横移拉力关系式,建立关于锚位坐标的分析计算模型。结合国内重型绞吸挖泥船“天鲲号”的主要尺寸及角度参数,分别计算在不同摆宽和下开锚工况条件下,绞刀横摆的线速度与横移绞车收缆速度比值关系、横摆阻力与钢丝缆拉力比值关系,分析不同摆宽锚位对横摆速度及横移拉力的影响。结果表明,尽可能下开锚施工;在摆宽较大时,适当提高倒锚频率;根据工况条件适当减小摆宽。     

绞吸船横移绞车改造安装技术方案

横移绞车故障频发,扭矩过小,咬绳现象时有发生,导致船舶生产率下降和钢丝绳维护成本上升。根据相关规范和船舶设计图纸,对横移钢丝绳咬绳问题进行分析,找到其产生的原因。结合新横移绞车主要技术参数和图纸,制定绞车改造安装的技术方案1和2,从避免钢丝绳咬绳现象发生的角度详细论证两种方案中绞车卷筒中心相对桥架中心是否须偏转一定角度的必要性。结果表明,采用技术方案2现场安装新横移绞车后,船舶施工时绞车钢丝绳规则排布,无咬绳现象发生,提升船舶性能。     

耙吸船艏吹粉质黏性土疏浚物的管线清堵装备及实施方法

粉质黏土在中大型耙吸船艏吹施工过程中输送阻力大,会形成球块状聚集体堵塞吹泥管路,进而影响艏吹施工效率。在系统论述国内外已有的输泥管路堵塞防治方法的基础上,研制了一种耙吸船艏吹管线清堵装备及清堵作业方法,并依托青岛港某疏浚吹填工程进行现场原型试验研究。结果表明,与传统技术相比,此方法施工简易、快速灵活、可操作性强、经济适用且安全可靠;粉质黏土疏浚物艏吹作业在短、中长和长距离条件下均可开展;该方法极大提高了粉质黏土疏浚物艏吹作业实施效率。     

一种耙吸挖泥船装舱作业最佳流量的计算方法*

为了进一步提升耙吸挖泥船施工效率、全面发挥耙吸挖泥船产能,以耙吸挖泥船装舱作业过程中的最大产量为优化目标、泥泵汽蚀余量和管路临界流速为约束条件,以施工人员最为熟知和方便控制的流量为优化变量,建立了耙吸挖泥船装舱作业最大产量对应流量（称为最佳流量）的计算模型,旨在面向耙吸挖泥船装舱作业拓展挖泥船施工优化理论和方法。对比分析了模型的优化计算结果和实际施工数据,吻合良好,说明模型计算结果准确可靠。另外,模型计算所需变量容易采集,优化计算结果（控制目标,流量）明确,施工人员对流量的控制操纵熟悉便捷。模型不仅能为施工设计和疏浚作业提供参考,而且易于推广应用。     

绞吸挖泥船输送系统沿程压降优化计算方案

在讨论绞吸挖泥船输送系统中的沿程压降时,传统水力学特定经验公式往往只适用于特定土质范围,而绞吸挖泥船适应的土质范围很广,实际应用中常出现选取的公式遇到不适应土质时计算结果误差过大的现象,有时为保证最大适用范围不得不采用均质流公式.针对此局限性,提出一种根据不同土质选用适当公式的优化方案.模拟试验结果表明,采用此方案后,在绞吸挖泥船常见土质范围内计算精度明显提高.     

耙吸挖泥船挖掘多杂物珊瑚胶结砂施工工艺

耙吸船是疏浚工程中应用最广泛的船型之一,适合开挖淤泥、黏土甚至碎石等土质。坦桑尼亚某港口的土质主要是珊瑚胶结砂,其标贯击数达50击,挖掘易成块;且表层存在大量轮胎、渔网及船锚等杂物,堵塞耙头严重。耙吸船在施工过程中需要解决杂物及珊瑚胶结砂成块堵耙的问题,两者堵耙工况完全不同,无法单一处理。通过现场多方面技术参数分析,采取制作专用清杂工具、耙吸船设备改造以及施工工艺改进等措施,达到提升耙吸船施工效率的目的,可为耙吸船疏浚多杂物、易成块土质提供参考。     

斜拉索涡激振动的被动自吸吹气流动控制

圆形斜拉索长细比大、阻尼及刚度小，因而其经常发生风致振动，尤其是涡激振动。涡激振动是一种限幅振动，其发生风速较低，因而斜拉索经常发生涡激振动现象，为此提出一种被动自吸吹气流动控制措施来抑制斜拉索涡激振动。通过节段模型气弹试验得到，被动吸吹气控制方法在套环间距适当下使得斜拉索涡激振动区间变窄，甚至可以完全抑制其发生涡激振动。通过分析斜拉索节段模型表面压力分布，得到被动自吸吹气能大幅度降低压力脉动值和脉动风荷载；且模型背风面的平均压力值的平台区也有所提升，表明平均阻力也有所减小。频谱分析表明：此控制方法改变了旋涡脱落模式及脱落强度。最后由尾流速度剖面可得，被动吸吹气流动控制方法缩小了模型尾流区宽度，尾流中的速度脉动也极大降低。折算风速为5.99时，对尾流速度时程做频谱分析可得，吸吹气控制方法能抑制住无控圆柱模型尾流中周期性交替脱落的旋涡。套环控制方法应用于三维柔性索性索模型上，能极大地降低柔性斜拉索的前三阶涡激振动幅值，同时发现套环间距越小，控制效果越强。