浮船坞刚性系泊方案的初步探讨.pdf

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1、第3l卷第6期2014年12月江苏船舶JIANGSUSHIPV01．31No．6Dec．2014浮船坞刚性系泊方案的初步探讨崔冬权(南通润邦工程船舶技术有限公司，江苏南通226007)摘要：根据浮船坞使用特点提出了一种适合于浮船坞系泊用的刚性系泊方案。相比于目前广泛采用的码头带缆系泊的传统方式，该系泊方案具有结构简单可靠，操作维护简便，能自适应码头潮差，无后续能源消耗，无需人员照看，系统成本低等诸多优点。通过浮船坞系泊力计算模型的建立及详细解析，提出了该方案详细设计过程中各主要注意事项，同时对该方案的实际布置及使用给出了建议。关键词：浮船坞；系

2、泊设备；刚性系泊中图分类号：U662．2文献标识码：A0引言相较于船舶或浮式平台这类海上移动建筑系泊装置的设计及布置，浮船坞作为一种使用寿命周期内工作地点相对较为固定的水上浮体，其系泊系统的设计及布置带有鲜明的地域使用特征，这些地域特征主要包括浮船坞工作地域的水文、地质及气象条件。因此，在考虑浮船坞系泊装置的设计时，若涉及到设计计算过程中相关参数的选取，则需参考并研究浮船坞工作地域的水文、地质、气象相关的历史记录数据及统计资料才能最终决定。而对于一般船舶及海上浮式平台类系泊装置的设计则主要偏向于遵循船级社规范要求及部分港口的特殊规定。船舶类主要

3、系泊装置如锚、锚链、锚绞车、缆绳等设备规格的选取均基于该船／平台舾装数(EN)的计算结果。当然，对于浮船坞主要系泊设备的设计及布置，也可以参考船舶类的设计方法进行，但按此方法设计所得到的结果一般会失去其经济性及实用性。在充分考虑到浮船坞系泊装置设计经济性和实用性的前提下，本文提出了一种针对于浮船坞使用特点的刚性系泊方案。该方案兼顾浮船坞实际操作的便利性及安全性，且在一家国外修船厂的浮船坞项目上实际使用。l设计原理及系泊力计算1．1设计原理船舶、浮船坞等水上浮体的传统系泊方式一般收稿日期：2014J07一14作者简介：崔冬权(1974一)，男，工

4、程师，主要研究方向为船舶及海洋工程设计及制造。采用锚泊、码头带缆系泊这2种方式。鉴于锚泊形式不属于本文研究的方向，故主要针对于传统的码头带缆系泊方式提出一种经改进的全新的简易系泊方式。根据这种系泊方式的主要特点，可将其定义为第3种系泊形式：刚性系泊，其连接示意图如图1所示。相较于传统的带缆系泊方式，刚性系泊与其主要差异在于浮体与锚固点之间的连接媒介：传统的系泊方式一般采用诸如锚链、缆绳等柔性连接件连接浮体系固点与锚固点，而刚性系泊则采用点对点刚性接触的方式完成浮体跟锚固点之间的连接。对于浮船坞这种特殊的水上浮体而言，此系泊方式有如下主要优点：(

5、1)能充分利用浮船坞及码头结构特征合理布置系泊点。(2)在船坞系泊工作完成后，船坞跟码头间在水平面内的位置便几近于固定(无相对位移)，这样可以缩小对浮船坞正常工作区域水下泥面淤积的监控范围及实际清淤范围。(3)浮船坞能够自行调整并适应较大的自然潮差且无需人员照看和值守。(4)跟传统的带缆系泊方式相比，能够节省大量人工及额外的设备投资、维护保养及设备更换费2江苏船舶第31卷式中：F。、F。，分别为系泊船坞沿菇、)，方向的风作用力，N；M～、M。、M。，分别为风作用力在理、yz、XyC一、C。，分别为风作用力无因次经验系数，数值由一+二二7，：：二

6、_，二’jj一+⋯r苗囊譬r二二。一『『蠹爹。：渺二二-。；-一．d他蕊帮、，p拼‘襁向坞体受风乒积{∞k襁“”，、矗《识一伊．，，z、．姝截棼”。水线面一一一一：一旦一一：。．一一，‘，，，”。作用力，N；M。、M。竹、M品，分别为水流作用力在愆、C。、G。。、c。，分别为水流作用力无因次经验系数，由m；L为船坞坞体总长，m；D为船坞吃水，m。1．2．3静水恢复力矩计算在系泊状态下，当坞体在风、水流作用下的回转力矩(yz及愆平面内)而产生一个小角度(仅、口)偏转后，水对坞体将随之产生反方向的静水恢复力矩，其经验估算公式如下：MTW=一耽伽T(

7、11)肘LW=一耶GML(12)式中：％w、MLW分别为船坞在水平面内(Xy面)绕纵向轴(x轴)及绕横向轴(】，轴)的静水恢复力矩，N·m；d、口分别为船坞相对于水平面(Xy面)绕纵向轴(x轴)及绕横向轴(1，轴)的偏转角，rad；伽，、伽。．分别为船坞横摇半径及纵摇半径，m；形为船坞排水量，妇。1．2．4力及力矩平衡计算当船坞处于稳定系泊的状态下，各系泊点存在如下受力平衡公式：F。；+F。+2(M。。+M。)／B=乏P畦(131F。，+F。，+2(肘。。+M。，)／￡=三：P一(14)肘。。+M。。+MTW+∑御埘=O(15)埘。。+n疋。+

8、肘Lw+∑仰埘=0(16)式中：∑Pd为各系泊点在X方向的合力，N；i为各系泊点编号，i∈[1，n]；∑P“为各系泊点在y方向的合力，N；B为船坞宽度