快速应急作业系统研究

论文摘要

快速应急作业系统是一种海洋应急装卸系统,是针对紧急情况下,建立一个临时港口,供船舶停靠装卸,将人员,物资等转移至陆上。要满足货物装卸,人员转移的要求。系统要求满足应急性,即要求在短时间(如24小时)内安装完成。系统设施要求能满足较大吨位(如10000吨级)滚装船的靠泊和装卸,能装卸和通行大型车辆(如50吨级履带车)。在指定的环境条件下,整套系统要满足结构强度、漂浮稳性和稳定性要求。目前国内外大都采用将浮箱连接为浮码头作为海洋应急装卸系统的临时码头,但是用浮箱连接成浮码头作为系统临时码头在波浪中运动较大,不利于船舶的停靠、卸载,而且浮式通道在波浪中容易发生横移,难以保持通道在一条直线上,不利于车辆的通行。本文针对既定的环境条件和系统的作业要求,提出三种应急装卸系统的总布置方案,深入分析了三种总布置方案的优缺点,比较选优后,确定了系统的总布置型式。提出了两种结构型式方案,第一种方案是使用海洋活动平台作为应急装卸系统的结构主体型式,系统的码头平台采用自升式平台,栈桥采用自升式和坐底式平台相结合。第二种方案是采用集装箱刚性连接构成单元,各单元间再通过柔性连接成浮码头和栈桥。本文给出了两种结构方案的各部分结构的尺寸以及安装过程,通过研究两种方案的优缺点,确定第一种方案为系统结构型式方案。此外,分析了三种平台所受的荷载,计算了自升式码头平台工作所受的环境荷载和船舶靠泊荷载,由于自升式栈桥平台和坐底式栈桥平台不存在船舶荷载,仅考虑了平台的环境荷载。用有限元软件ANSYS校核了平台的结构强度,对各部分平台的安装时的漂浮稳性和工作状态时的着底稳定性分别进行了研究。结果证实,在指定的环境条件下,整套系统可满足安装快速性要求,而且也能满足结构强度要求和稳定性要求。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 快速应急作业系统的概念
• 1.2 研究现状
• 1.3 存在问题
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 总体方案的比较分析与确定
• 2.1 环境条件和使用要求
• 2.2 系统总布置形式方案研究
• 2.3 系统结构形式的研究
• 第三章 荷载的分析与计算
• 3.1 波浪载荷计算
• 3.1.1 运输船上的波浪力
• 3.1.2 码头平台上的波浪力
• 3.2 桩腿与支撑框架上的波浪载荷和水流载荷
• 3.3 船舶靠码头的撞击力
• 第四章 主体结构强度计算
• 4.1 有限元基本理论
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 有限元计算原理
• 4.2 主体结构强度计算
• 4.2.1 计算模型
• 4.2.2 计算结果
• 第五章 系统稳性、稳定性
• 5.1 施工阶段的初稳性
• 5.2 工作阶段的稳性
• 5.2.1 抗倾稳性
• 5.2.2 抗滑稳性
• 5.3 系统稳性小结
• 第六章 结论
• 6.1 可行性分析与建议
• （1） 快速性安装
• （2） 对不同类型的沉积型地基的适应性
• （3） 航行快速性
• （4） 稳性和强度
• （5） 消波结构的性能
• （6） 滚桩船改造
• 6.2 研究总结
• 6.3 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢