专利名称：一种适应浅水区的柔性靠泊装置的制作方法
技术领域：
本发明属于海洋工程领域船舶靠泊方式的创新。
背景技术：
目前海上船舶靠泊结构形式有固定式和浮动式两类。固定式靠泊结构通常是顺流向布置的两座靠船 墩；在有海上结构(如海上平台)为依托的条件下，可在平台结构上设置靠船件，这种靠泊形式也属于固 定式靠泊。固定式靠泊结构的基础根植于海床，通过刚性腿柱支承上部结构，因此属于刚性靠泊系统。固 定式靠泊结构吸能原理是船舶动能通过靠船结构和护舷的变形转化弹性变形内能，其特点是靠船结构和 护舷变位小，但反力大。因此靠泊船舶吨位的增加，需要更庞大的靠船结构和高反力的护舷，工程投资费 用较高。浮动式靠泊系统由多点系泊顺流向布置的浮船作为靠船码头，浮船与海床的连接采用悬链腿，悬 链腿的刚度较小，因此浮船的变位大，反力较小，悬链的重量提供浮船的恢复力。这种浮动式靠泊系统是 一种柔性靠泊系统，但由于悬链腿容易受到靠泊船舶碰撞，因此不适于浅水区使用。为了解决在浅水区固定式靠泊装置变位小，反力大的问题，本发明提供一种柔性靠泊装置。这种柔性 靠泊装置采用张力腿浮筒结构，船舶靠泊时，船舶动能转换为浮筒的位置势能，具有变位大，反力小的特 点，并且适应浅水区使用。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种适应浅水区的柔性靠泊装置由一组以上张力腿浮筒 组成，每组张力腿浮筒包括一个靠泊浮筒、三个以上锚碇结构和三条以上钢索或锚链。其特征在于所说的 靠泊浮筒位于最低潮位以下，并保持恒定的净浮力，由张紧的钢索成锚链系泊于海底锚碇结构上。在靠泊 浮筒剩余浮力的牵拉下，钢索或锚链处于张紧状态，因此称为"张力腿"。锚碇结构可采用钢桩，也可铁 砂压载的吸力锚；靠泊浮筒上设置若干顶部位于水面以上直接接触船舶的立柱。柔性靠泊装置的吸能原理是船舶动能转换为靠泊浮筒的位置势能。张力腿浮筒在船舶撞击之前处于自由牵拉状态，此时靠泊浮筒净浮力S与张力腿拉力/数值相等、方向相反，并处于同一垂线状态。船舶以一定的速度撞击靠泊浮筒上的立柱时，靠泊浮筒顺船舶撞击方向发生水平位移，张力腿偏移一个角 度0，由于其长度丄不变，靠泊浮筒水平位移的同时发生垂向位移A/7。根据能M守恒定律，得出<formula>formula see original document page 3</formula>(式1),其中￡。为船舶撞击有效能量，W为船舶质量，^v为船舶靠泊时法向 速度，yO为有效撞击能量系数。由靠泊浮筒位移的儿何关系得<formula>formula see original document page 3</formula> (式2),式l代关系，随靠泊浮筒水平位移的增大，张力腿浮筒系统所吸收能量也增大。张力腿浮筒系统在靠泊浮筒发生位移后产生水平恢复力f ， <formula>formula see original document page 3</formula>(式4)，式4反映了浮筒水平位移与水平恢复力成正本发明的有益效果是，提供了一种适应浅水区的柔性靠泊装置，解决了浅水区固定式靠泊装置变位小、 反力大的问题。这种柔性靠泊装置反力小、变位大，不仅安全可靠，而且结构用钢量降低，达到了降低费 用的目的。发明内容(式3)，式3表示靠泊浮筒水平位移与张力腿浮筒系统吸收能量的比例关系。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的构造示意图； 图2是本发明公式推导示意图；图3是本发明浮筒刚度曲线示意图，反映靠泊浮筒水平位移A^与水平恢复力F和吸收能量E的关系。其中1-靠泊浮筒；2-锚碇结构；3-钢索或锚链；4-立柱；5-水面；6-泥面；7-船舶。
具体实施方式
如图1所示，适应浅水的柔性靠泊装置中的每组张力腿浮筒包括一个靠泊浮筒1、三个以上锚碇结构 2和三条以上钢索或锚链3。靠泊浮筒1位于最低潮位水面5以下保持恒定的净浮力，并由张紧的钢索或 锚链3系泊于海底锚碇结构2上。在靠泊浮筒1剩余浮力的牵拉下，钢索成锚链3处于张紧状态。靠泊浮 筒1上设置若干顶部位于水面以上，直接接触船舶7的立柱4。如图2,在船舶撞击靠泊浮筒立柱4之前，张力腿浮筒处于Q由牵拉状态(图中实线部分)，此时靠泊浮筒1净浮力6与张力腿拉力/数值相等、方向相反，并处于同一垂线状态。船舶7以一定的速度撞击靠泊浮筒1上的立柱4时，靠泊浮筒U顿船舶撞击方向发生水平位移A^，张力腿偏移一个角度e，靠泊浮 筒l垂向位移AZi。设靠泊浮筒1净浮力300吨，锚链3长10米，船舶排水量w-9000吨，船舶靠泊时法向速度rN = 0.1/ J ,有效撞击能量系数取/ = 0.8 。由式3和式4计算出靠泊浮筒1发生水平位移所对应的张力腿浮筒的水平恢复力F和吸收能量E的曲线，如图3。其中靠泊浮筒发生最大水平位移时的计算如下船舶撞击有效能量￡。 =|/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，相对应的水平恢复力F = 5 ^ = 693;tW 。
权利要求
1. 一种适应浅水区的柔性靠泊装置由一组以上张力腿浮筒组成，每组张力腿浮筒包括一个靠泊浮筒、三个以上锚碇结构和三条以上钢索或锚链。
2. 根据权利要求1的适应浅水区的柔性靠泊装置，靠泊浮筒位于最低潮位以下，并保持恒定的净浮力， 由张紧的钢索或锚链系泊于海底锚碇结构上。
3. 根据权利要求1的适应浅水区的柔性靠泊装置，锚碇结构可采用钢桩，也DJ铁砂压载的吸力锚。
4. 根据权利要求1的适应浅水区的柔性靠泊装置，靠泊浮筒上设置若干顶部位于水面以上，直接接触船 舶的立柱。
全文摘要
一种适应浅水的柔性靠泊装置由一组以上张力腿浮筒组成，每组张力腿浮筒包括一个靠泊浮筒1、三个以上锚碇结构2和三条以上钢索或锚链3。其特征在于所说的靠泊浮筒1位于最低潮位以下，并保持恒定的净浮力，由张紧的钢索或锚链3系泊于海底锚碇结构2上；在靠泊浮筒1剩余浮力的牵拉下，钢索或锚链3处于张紧状态；靠泊浮筒1上设置若干顶部位于水面以上，直接接触船舶的立柱4。本发明的有益效果是，提供了一种适应浅水区反力小，变位大的的柔性靠泊装置，解决浅水区固定式靠泊装置变位小，反力大的问题，不仅安全可靠，而且结构用钢量降低，达到了降低费用的目的。
文档编号B63B35/44GK101264791SQ200710056930
公开日2008年9月17日 申请日期2007年3月16日 优先权日2007年3月16日
发明者王翎羽 申请人:天津市海王星海上工程技术有限公司