專利名稱：一種適應淺水區(qū)的柔性靠泊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋工程領(lǐng)域船舶靠泊方式的創(chuàng)新。
背景技術(shù)：
目前海上船舶靠泊結(jié)構(gòu)形式有固定式和浮動式兩類。固定式靠泊結(jié)構(gòu)通常是順流向布置的兩座靠船 墩；在有海上結(jié)構(gòu)(如海上平臺)為依托的條件下，可在平臺結(jié)構(gòu)上設(shè)置靠船件，這種靠泊形式也屬于固 定式靠泊。固定式靠泊結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)根植于海床，通過剛性腿柱支承上部結(jié)構(gòu)，因此屬于剛性靠泊系統(tǒng)。固 定式靠泊結(jié)構(gòu)吸能原理是船舶動能通過靠船結(jié)構(gòu)和護舷的變形轉(zhuǎn)化彈性變形內(nèi)能，其特點是靠船結(jié)構(gòu)和 護舷變位小，但反力大。因此靠泊船舶噸位的增加，需要更龐大的靠船結(jié)構(gòu)和高反力的護舷，工程投資費 用較高。浮動式靠泊系統(tǒng)由多點系泊順流向布置的浮船作為靠船碼頭，浮船與海床的連接采用懸鏈腿，懸 鏈腿的剛度較小，因此浮船的變位大，反力較小，懸鏈的重量提供浮船的恢復力。這種浮動式靠泊系統(tǒng)是 一種柔性靠泊系統(tǒng)，但由于懸鏈腿容易受到靠泊船舶碰撞，因此不適于淺水區(qū)使用。為了解決在淺水區(qū)固定式靠泊裝置變位小，反力大的問題，本發(fā)明提供一種柔性靠泊裝置。這種柔性 靠泊裝置采用張力腿浮筒結(jié)構(gòu)，船舶靠泊時，船舶動能轉(zhuǎn)換為浮筒的位置勢能，具有變位大，反力小的特 點，并且適應淺水區(qū)使用。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種適應淺水區(qū)的柔性靠泊裝置由一組以上張力腿浮筒 組成，每組張力腿浮筒包括一個靠泊浮筒、三個以上錨碇結(jié)構(gòu)和三條以上鋼索或錨鏈。其特征在于所說的 靠泊浮筒位于最低潮位以下，并保持恒定的凈浮力，由張緊的鋼索成錨鏈系泊于海底錨碇結(jié)構(gòu)上。在靠泊 浮筒剩余浮力的牽拉下，鋼索或錨鏈處于張緊狀態(tài)，因此稱為"張力腿"。錨碇結(jié)構(gòu)可采用鋼樁，也可鐵 砂壓載的吸力錨；靠泊浮筒上設(shè)置若干頂部位于水面以上直接接觸船舶的立柱。柔性靠泊裝置的吸能原理是船舶動能轉(zhuǎn)換為靠泊浮筒的位置勢能。張力腿浮筒在船舶撞擊之前處于自由牽拉狀態(tài)，此時靠泊浮筒凈浮力S與張力腿拉力/數(shù)值相等、方向相反，并處于同一垂線狀態(tài)。船舶以一定的速度撞擊靠泊浮筒上的立柱時，靠泊浮筒順船舶撞擊方向發(fā)生水平位移，張力腿偏移一個角 度0，由于其長度丄不變，靠泊浮筒水平位移的同時發(fā)生垂向位移A/7。根據(jù)能M守恒定律，得出<formula>formula see original document page 3</formula>(式1),其中￡。為船舶撞擊有效能量，W為船舶質(zhì)量，^v為船舶靠泊時法向 速度，yO為有效撞擊能量系數(shù)。由靠泊浮筒位移的兒何關(guān)系得<formula>formula see original document page 3</formula> (式2),式l代關(guān)系，隨靠泊浮筒水平位移的增大，張力腿浮筒系統(tǒng)所吸收能量也增大。張力腿浮筒系統(tǒng)在靠泊浮筒發(fā)生位移后產(chǎn)生水平恢復力f ， <formula>formula see original document page 3</formula>(式4)，式4反映了浮筒水平位移與水平恢復力成正本發(fā)明的有益效果是，提供了一種適應淺水區(qū)的柔性靠泊裝置，解決了淺水區(qū)固定式靠泊裝置變位小、 反力大的問題。這種柔性靠泊裝置反力小、變位大，不僅安全可靠，而且結(jié)構(gòu)用鋼量降低，達到了降低費 用的目的。發(fā)明內(nèi)容(式3)，式3表示靠泊浮筒水平位移與張力腿浮筒系統(tǒng)吸收能量的比例關(guān)系。
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是本發(fā)明的構(gòu)造示意圖； 圖2是本發(fā)明公式推導示意圖；圖3是本發(fā)明浮筒剛度曲線示意圖，反映靠泊浮筒水平位移A^與水平恢復力F和吸收能量E的關(guān)系。其中1-靠泊浮筒；2-錨碇結(jié)構(gòu)；3-鋼索或錨鏈；4-立柱；5-水面；6-泥面；7-船舶。
具體實施方式
如圖1所示，適應淺水的柔性靠泊裝置中的每組張力腿浮筒包括一個靠泊浮筒1、三個以上錨碇結(jié)構(gòu) 2和三條以上鋼索或錨鏈3?？坎锤⊥?位于最低潮位水面5以下保持恒定的凈浮力，并由張緊的鋼索或 錨鏈3系泊于海底錨碇結(jié)構(gòu)2上。在靠泊浮筒1剩余浮力的牽拉下，鋼索成錨鏈3處于張緊狀態(tài)?？坎锤?筒1上設(shè)置若干頂部位于水面以上，直接接觸船舶7的立柱4。如圖2,在船舶撞擊靠泊浮筒立柱4之前，張力腿浮筒處于Q由牽拉狀態(tài)(圖中實線部分)，此時靠泊浮筒1凈浮力6與張力腿拉力/數(shù)值相等、方向相反，并處于同一垂線狀態(tài)。船舶7以一定的速度撞擊靠泊浮筒1上的立柱4時，靠泊浮筒U頓船舶撞擊方向發(fā)生水平位移A^，張力腿偏移一個角度e，靠泊浮 筒l垂向位移AZi。設(shè)靠泊浮筒1凈浮力300噸，錨鏈3長10米，船舶排水量w-9000噸，船舶靠泊時法向速度rN = 0.1/ J ,有效撞擊能量系數(shù)取/ = 0.8 。由式3和式4計算出靠泊浮筒1發(fā)生水平位移所對應的張力腿浮筒的水平恢復力F和吸收能量E的曲線，如圖3。其中靠泊浮筒發(fā)生最大水平位移時的計算如下船舶撞擊有效能量￡。 =|/wKw2 ./ -5.A/j-810/yv.附，靠泊浮筒垂向位移A/7-0.27w，靠泊浮筒水平位移= ^丄2 -(丄-M)2 = 2.3，相對應的水平恢復力F = 5 ^ = 693;tW 。
權(quán)利要求
1. 一種適應淺水區(qū)的柔性靠泊裝置由一組以上張力腿浮筒組成，每組張力腿浮筒包括一個靠泊浮筒、三個以上錨碇結(jié)構(gòu)和三條以上鋼索或錨鏈。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的適應淺水區(qū)的柔性靠泊裝置，靠泊浮筒位于最低潮位以下，并保持恒定的凈浮力， 由張緊的鋼索或錨鏈系泊于海底錨碇結(jié)構(gòu)上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的適應淺水區(qū)的柔性靠泊裝置，錨碇結(jié)構(gòu)可采用鋼樁，也DJ鐵砂壓載的吸力錨。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的適應淺水區(qū)的柔性靠泊裝置，靠泊浮筒上設(shè)置若干頂部位于水面以上，直接接觸船 舶的立柱。
全文摘要
一種適應淺水的柔性靠泊裝置由一組以上張力腿浮筒組成，每組張力腿浮筒包括一個靠泊浮筒1、三個以上錨碇結(jié)構(gòu)2和三條以上鋼索或錨鏈3。其特征在于所說的靠泊浮筒1位于最低潮位以下，并保持恒定的凈浮力，由張緊的鋼索或錨鏈3系泊于海底錨碇結(jié)構(gòu)2上；在靠泊浮筒1剩余浮力的牽拉下，鋼索或錨鏈3處于張緊狀態(tài)；靠泊浮筒1上設(shè)置若干頂部位于水面以上，直接接觸船舶的立柱4。本發(fā)明的有益效果是，提供了一種適應淺水區(qū)反力小，變位大的的柔性靠泊裝置，解決淺水區(qū)固定式靠泊裝置變位小，反力大的問題，不僅安全可靠，而且結(jié)構(gòu)用鋼量降低，達到了降低費用的目的。
文檔編號B63B35/44GK101264791SQ200710056930
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月16日
發(fā)明者王翎羽 申請人:天津市海王星海上工程技術(shù)有限公司