绞吸船定位桩学习笔记

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绞吸船定位桩学习笔记

2024-07-06 00:43| 来源: 网络整理| 查看: 265

研究背景

绞吸船定位桩受载复杂,在海洋环境中承受较大波浪载荷,易发生疲劳破坏。定位桩台车纵向缓冲系统通过交叉钢丝绳连接船体和定位桩,能有效减小定位桩承受的纵向波浪弯矩,能保证大型绞吸挖泥船在恶劣海况下正常作业。

绞吸挖泥船

主要由船体、桥架、绞刀、横移系统、定位系统、泥泵、吸泥管、排泥管、管线、操作台、电子设备等组成,并按挖深、排距、绞刀功率等考察其工作能力。绞吸挖泥船工作时,船体由单根定位桩固定,桥架下放,绞刀头转动挖掘泥土,与绞刀头相连的吸泥管在离心泵的作用下抽吸泥浆,并经由尾部的排泥管排出。甲板上的横移系统能使挖泥船绕定位桩转动,从而使绞刀头发生横移运动,切削泥土。

定位桩

包括主桩、辅桩及台车系统。在水深不太深的情况下,定位桩是绞吸船优先选择的定位系统,能保证船体的精确定位,提高绞吸船的生产效率和经济效益。

定位桩工作原理

主桩与台车相匹配,布置在船体一.端的开槽中,辅桩布置在同一端的某一舷。绞吸船工作时,主桩插入泥土,辅桩升起;当绞吸船完成某一个位置的疏浚,需要前移时,辅桩插入泥土中定位,主桩升起,行走油缸收缩,带动船体前移至开槽的最前端;完成主桩前移后,主桩下放插入泥土,辅桩升起,绞吸船开始疏浚,台车上的行走油缸逐步伸张,推动船体前移,直至主桩位移开槽的最尾端;此时,应将辅桩插入泥土,主桩升起,继续重复上述步骤。

绞吸挖泥船定位钢桩纵向缓冲系统设计依据

通过HYDROSTAR求得绞吸船收到的环境荷载和船体运动的水动力系数;在AMESim中建立船体运动与柔性钢桩系统的耦合模型,并进行时域计算,得到缓冲系统的动态特性;在仿真中,改变柔性缓冲系统参数,讨论缓冲效率对参数的敏感性,为系统提供依据。

绞吸挖泥船定位钢桩纵向缓冲系统的目的

在海洋环境下,定位桩所受载荷极大,而绞吸船船体所受的波浪弯矩占桩尖弯矩的比重最大。柔性钢桩缓冲系统可以减小定位桩在海洋环境下承受较大载荷,较小由船体传递至定位桩的波浪弯矩,提升绞吸挖泥船工作能力。

绞吸挖泥船定位钢桩纵向缓冲系统的工作原理

假定船体固定不动,定位桩-台车系统可绕船体转动,定位桩可在台车内垂向滑动。柔性钢桩的结构布置决定它只能传递纵向弯矩。当定位桩相对船体逆时针转动时,钢丝绳和油缸相互作用,从而减缓张力增长速度。由于波浪载荷随时间变化,液控系统限制油缸活塞的运动并减缓钢丝绳张力变化,从而减缓了作用在定位桩上的波浪载荷。柔性钢桩缓冲系统允许船体有更大纵摇自由度,使船体受到更大的力,从而平衡荷载,使定位桩上荷载减小。

绞吸挖泥船定位钢桩纵向缓冲系统特性曲线

随着定位桩与船体间的相对转角的增大,交叉钢丝绳的张力变化也增加,其传递的纵向弯矩也随之增长。单位相对转角传递的弯矩值越大,说明柔性钢桩系统刚度大,定位精度高,船体纵摇运动小。



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