电话:13773682979

Banner
首页 > 新闻动态 > 内容
码头船用橡胶护舷反力计算数值优化与总结
- 2020-04-08-

橡胶护舷的碰撞能量和应力分析是橡胶护舷选择中重要的部分。以加纳一个新的集装箱码头为例,通过分析和计算橡胶护舷的能量吸收分布,将原设计的单护舷能量吸收模式更改为中外代码允许的多种护舷能量吸收模式,并且泊位不利根据船首靠泊时不同的碰撞点条件,以船首的弧半径,挡泥板组的能量吸收和相应的变形为分析因子,确定挡泥板参与能量吸收的数量在不同的冲击点(不同的能量吸收护舷的数量也称为不同的靠泊条件)。根据不同的靠泊条件,分析计算了挡泥板组的能量吸收和变形,获得了满足能量吸收和码头结构保护的橡胶护舷模型,从而实现了对护舷的优化设计。

橡胶护舷,冲击能量,护舷反作用力:

能量吸收分布护舷系统的设计是一个复杂的过程。目前,世界上没有可以标准化翼子板系统设计的设计规范。大多数设计程序仍然需要依靠挡泥板系统专业设计师的经验。目前,世界上主流的设计规范是“国际奇迹系统设计指南:2002年工作组33矩阵报告,附录A,确定和报告海洋奇观原始命令的程序”,由国际航运公司发布。除英国标准(BIS),日本标准(JIS),欧洲规范等外,协会(PIANC)。挡泥板设计通常包括四个步骤:

首先是收集有关船舶,码头,泊位和环境因素的信息,

第二个是确定靠泊动能,

第三是根据码头船的特性确定挡泥板弹性体,前部结构和运动限制装置(可以有多种方案)。根据设计合理性和材料安装成本从每种方案中选择好的方案。随着中国水上运输业海外业务的迅速发展,国内设计院已充分掌握了采用国际标准进行船舶冲击能量的计算方法。但是,目前尚没有标准的计算方法来选择橡胶护舷作为冲击能。在家用水上运输设计行业中,在选择橡胶护舷时通常仅考虑单个橡胶护舷吸收冲击能量。但是,中外法规[1-2]都允许靠泊时的撞击能量被一个或多个橡胶护舷吸收,也就是说,橡胶护舷用于能量吸收分布。在对加纳某新集装箱码头橡胶护舷的能量吸收分布进行分析计算的基础上,提出了橡胶护舷的优化设计方法,可供海上水利工程设计参考。

1.根据PIANC 2002 [3],靠泊在护舷板上的碰撞能量的表达式如下:

E = 0.5cm d v b 2 c c s C,其中e是冲击能量kJ; m d是船舶的排水量,t; v b为船舶正常靠泊时的靠泊速度,M / s,取决于靠泊码头是否有遮盖物,靠泊条件的难度以及船舶的排水情况等。 c s为柔韧性系数,0.9〜1.0,挡泥板连续布置时为0.9,其他条件为1.0; c c c为泊位形状系数,取为0.8-1.0,敞口高桩码头取为1.0,实心码头取值为0.8-1.0,通常取为1.0; C M是船舶的附加水体影响系数; c e是偏心系数。

1)船舶附加水体影响系数的计算公式为:cm = 1 + 2D VB公式:DV为与计算出的船舶载重度相对应的吃水深度,m; B是船型宽度。

2)偏心系数的计算公式为:C E = K 2 + R 2cos 2,K 2 + R 2,船舶转弯半径K的计算公式为:

K =(0.19c B + 0.11)l,其中:C B是平方系数; L是船舶垂直线之间的长度,m; R是船的质心到停泊点的距离,m;充当停泊方向与R(Yi)之间的锐角之间的角度。如果处理不当,故障或异常侧风,水流或异常风水流的组合,

2个例子

2.1项目概述加纳的一个新的集装箱码头项目位于非洲西部,加纳的南海岸和几内亚湾的北侧。集装箱码头码头线的总长度为1400m,海拔为+ 4.0m。码头结构采用重力沉箱结构。码头橡胶护舷的原始设计和选择是scn1800 f2.0,并显示了码头橡胶护舷的结构。

2.2橡胶护舷的选择考虑到锥形橡胶护舷具有高能量吸收和低反作用力的优点,并且船舶靠泊角在10 km内不影响其能量吸收性能,因此选择了锥形橡胶护舷。

2.3橡胶护舷的型号应考虑单个护舷的能量吸收大于2693 kn·m来确定,并选择scn1800 f2.0橡胶护舷。橡胶护舷的反作用力和变形如图2所示[4]。从图2可以看出,scn1800 f2.0挡泥板的能量吸收为2775 kn·m,满足冲击能量2693 kn·m的要求。

3护舷的优化计算与结果3.1橡胶护舷的优化思路

1)由于考虑了温度变化,船舶本身和异常泊位速度等因素,因此异常泊位的计算方法不再重复,只应考虑橡胶护舷的制造偏差。 bs6349-4 [3]中指定的制造偏差为10%,在咨询制造商后,制造偏差可以达到5%。

2)Bs6349-4 [3]明确指出,在靠泊过程中,可以同时考虑多个护舷能量吸收条件。因此,该优化方案主要考虑在船舶靠泊时由2个和3个橡胶护舷单元共同作用下的护舷类型选择。

4橡胶护舷的优化计算

1)弓弧半径的计算请参见表2。 R B = 12(B2 + L2OA8B)

2)根据前面的分析,橡胶护舷的冲击能量为设计冲击能量,偏差为5%。因此,橡胶护舷的能效和能量吸收要求如表2所示。建议橡胶护舷为锥形橡胶护舷SPC 1300g3.0,额定吸能为1402 kn·m,额定反作用力为2048 kn。

3)护舷组在碰撞时的工作原理护舷的设计还应考虑弓形弧半径,靠泊角度,护舷布置间距,异常靠泊以及靠泊期间多个橡胶护舷的影响因素,这些因素与侧面有关船板压力。同时,在挡泥板设计中,bs6349-4规定船舶的靠泊应假定船舶的船首接触一个或多个挡泥板,船舶的纵轴与前挡泥板的前角成直角。码头(靠泊角在规范规定的范围内)并围绕接触点向右旋转以完成靠泊。一般而言,参与冲击能量吸收的挡泥板的数量为2或3。当涉及能量吸收的挡泥板为2和3个单元时,将显示船舶靠泊的初始状态和碰撞能量的全部能量吸收的示意图。在图3中。有关停泊的几何形状,请参见图4。

4)检查挡泥板的能量吸收能力,所选挡泥板为spc1300 G3.0,及其产品性能曲线

根据护舷性能参考表和曲线图,可以得出护舷组在不同工况下的实际能量吸收能力,如表3所示。可以看出,设计的船舶类型均为护舷组(2个护舷单元或2个护舷单元)。每组3个护舷单元),可以满足设计型船停泊时的能量吸收要求。

5)根据产品设计手册[6],当船停泊时,将重新检查船体与码头结构之间的距离。当船舶靠泊时,橡胶护舷吸收能量后会变形,因此船体与码头结构之间的距离会减小。净距太小会给船舶和码头结构带来损坏的风险。结合挡泥板的能量吸收尺寸和性能曲线(图5),可以得出结论,正常和异常靠泊条件下,船体与码头结构之间的净距离为680 mm,净距图如图图6.对于250 mm的净距离,计算结果符合规范[2]的要求。

6)检查并靠泊船舶侧板压力时,船舶侧板压力可为

5小结

1)应根据设计船型,护舷产品手册和设计指南对根据国外标准和规范计算出的碰撞能量进行分析,以免将所有能量分散在一个护舷单元上。

2)由于优化后挡泥板的体积变小,因此可以将其安装在胸壁上。 因此,码头的靠泊部分被取消。 经过成本分析,优化节省了约250万美元。 另外,在项目工期压力较大的情况下,取消泊位部件也节省了工期,具有重要意义。

3)如果不受设计条件的限制,则在优化项目的护舷时,也可以组合(可以增加)护舷的间距。 经过比较分析后,合理选择挡泥板模型和间距,将进一步降低成本。