716m开底泥驳波浪载荷计算报告
深水半潜式钻井平台波浪载荷预报与结构强度评估
究 阶段 ， 采用 半潜 式 平 台进 行 深 海 勘 探钻 井 是 发展
趋势。
世 界上 各 主要 深水 油 田的海洋 环境通 常都较 为 恶劣 ， 并且半 潜式 平 台与 一般航 行船 舶不 同 ， 在遇 到 恶劣海 况 时不 能规 避 ， 因而 在结 构设 计 阶段 必 须 要 考 虑其 在生 命期 内可 能 要遭 遇 的极 限海 况 ， 具 备 要 足够 的强度 抵御 “ 年一 遇 ” 百 的恶 劣海 况 ， 以保 障平 台上 的人员 以及 设 备 的安 全 。 目前 ， 大船 级 社规 各
程进行了归纳与总结。
［ 中图分类 号］ ６ １４ Ｕ６．３
［ 文献标识码 ］ Ａ
［ 文章编号］ ０ １— ８ ５ ２０ ）２— ０ ３— ６ １０ ９５ （０ ７ ０ ０ ３ ０
Ｗ ａ ｅ ｌ ａ ａ ｃ ｌ ｔｏ ｎｄ ｓ ｒ ｃ ｕ ａ ｔ ｅ ｇ ｈ ａ ｓ ｓ ｍ ｅ ｔ ｖ ｏ ｄ ｃ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｔ ｕ ｔ ｒ ｌｓ ｒ ｎ ｔ ｓ ｅ ｓ ｎ ｆ ｒ ｄ ｅ ｗａ ｅ ｅ ｉｓ ｂ ｅ ｓｂ ｅ ０ ｅｐ ｔ ｒ ｓ ｍ ． ｕ ｍ ｒ ｉ ｌ
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｔ ｉ ｐａ ｅ ， ｔ ｅ ｓｒ ｃ ：ｎ ｈｓ ｐ ｒ ｈ ｗａ ｅ ｏ ｄ ａｃ ｌ ｔ ｎ ｎ ｓｒ ｃｕ ａ ｓｒ ｎ ｔ ａ ｓ ｓｍ ｅ ｔ ｏ ａ ｅ ｐ ｔｒ ｅ － ｖ ｌ ａ ｃ ｌｕ ａ ｉ ａ ｄ ｔｕ ｔｒ ｌ ｔｅ ｇｈ ｓ ｅ ｓ ｎ ｆ ｒ ｄ ｅ ｗａｅ ｓ ｍｉ ｏ ｓ ｍｅ ｓｂ ｅ ｄ ｌｉ ｇ ｕ ｉ ｉ ｃ ｒｉｄ ｏ ｔｗｉ ｈｅ ｃ ｍ ｂ ｎ ｔ ｎ ｏ ｈ ｏ ｅｉ ａ ｎ ｌｓｓ ａ ｄ ｌｔｓ ， ｗｈ ｃ ｒ ｖｄ ｕｂ ｒｉ ｌ ｒ ｌｎ ｎ ｔ ｓ ａ ｒｅ ｕ ｔ ｔ ｏ ｉ ａｉ ｆ ｔｅ ｒ ｔ ｌａ ａｙ ｉ ｎｄ ｍｏ ｅ ｅ ｔ ｉ ｈ ｏ ｃ ｉｈ ｐ ｏ ｉ ｅ ｔ ａ ｉ ｏ ｈ ｔ ｔ ｒ ｌｄ ｓｇ ｆ ｔｅ ｄ ｌｉ ｇ ｕｎ ｔ Ａｔｔ ａ ｅ ｔ ｅ，ｔ ｎａｙ ｉ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｕｒ ｆｔ ｅ ｈｅ ｂ ｓｓ ｆｒｔ ｅ ｓｒ ｕ ａ ｅ ｉｎ ｏ ｈ ｒ ｌｎ ｉ． ｈｅ ｓ ｍ ｉ ｕｃ ｉ ｍ ｈｅ ａ ｌ ｓｓ ｔ ｏ ｎ ｒｃ ｄ ｅ ｏ ｈ ｗａ ｅ ｌ ａ ａ ｃ ｌ ｔ ｎ ａ ｄ ｓｒ ｃｕ ａ ｔｅ ｇｈ ａ ｓ ｓ ｍｅ ｔｆｒｄ ｅ ｗａｅ ｅ — ｕ ｍ ｅ ｓｂ ｅ ｄ ｌｉ ｇ ｕ ｉｓａ ｅｉｌ ｓｒ ｔ ｄ ｖ ｏ ｄ ｃ ｌｕ ａ ｉ ｎ ｔ ｔ ｒ ｌｓｒ ｎ ｔ ｓｅ ｓ ｎ ｅ ｐ ｔ ｒｓ ｍｉｓ ｂ ｒｉ ｌ ｒ ｌｎ ｎ ｔ ｒ ｌｕ ｔａｅ ｏ ｕ ｏ ｉ ａ ｄ Ｓ ｍｍ ａ ｅ ｎ ｔ １ Ｉ ｚ ｄ．
波浪载荷计算书
共 19 页平台波浪力计算书二、平台基本数据和环境条件平台主尺度：长57.75 m，宽34.5 m，型深5 m桩腿尺度：Φ2.3*45 m桩腿间距：横向28.5 m 纵向44.55 m基线距海底：28.5 m设计水深：d = 20 m最大天文潮高：d t= 4 m最大波高：H = 6.5 m波浪周期：T = 7.0 ~ 13.0S最大流速：U = 1.5 m/S最大风速：V = 41.15 m/S作业工况波高：H1= 4 m作业工况风速：V1 = 25.8 m/S迁航波高：H C = 4 m迁航航速：V C = 4 knot迁航时桩腿在基线下：0.75m (Min.)图1 荷载方向三、自存工况(一)波浪荷载和海流荷载1．计算原理因为桩腿的直径和波长之比小于0.2，桩腿所受的波浪与海流荷载按Morison公式进行计算，单根桩腿单位长度所受的波流力为：F W＝F D＋F I (1)＝C d×ρ×D×| U|×U/2＋C m×ρ×π×D2/4×a＝C d×ρ×D×( | u＋v| )×( u＋v )/2＋C m×ρ×π×D2/4×a式中: F W ＝波流力，N。
F D＝阻力，N。
F I＝惯性力，N。
ρ＝海水密度。
ρ=1. 025*103 kg/m3。
C d＝垂直于构件轴线的阻力系数。
按照规范规定取值为1.0。
C m ＝惯性力系数。
按照规范规定取值为2.0 。
D ＝构件的直径。
D =2.3m 。
U ＝垂直于构件轴线的水质点相对于构件的总速度分量，m/s 。
u ＝垂直于构件轴线的波浪引起的水质点相对于构件的速度分量，m/s 。
v ＝垂直于构件轴线的海流引起的水质点速度分量。
计算中海流的方 向取和波浪相同的方向，v = 1.5m/s 。
a ＝垂直于构件轴线的水质点相对于构件的加速度分量，m/s 2。
04波浪载荷
l1 , m1 , n1
22 为x轴在OXYZ中的方向余弦
3.3.4群桩效应
由于群桩按排或列布置，在平台设计中，应考虑群桩的掩护作用和相 互干扰作用。作用在一个构件上的波浪力，将受到与之靠近的另一个 构件尾流场的影响。前面构件尾流的旋涡可能激发后面构件的动态响 应，使其波浪力增加，这即是群桩效应。 当桩距/桩直径小于4时，应该考虑群桩效应。 根据模型试验和现场观测，群桩的掩护和干扰作用主要和桩距I 和桩径D之比有关。一般认为当桩距/桩直径大于4时时，桩的掩护作 用和干扰作用可不予考虑；当桩距/桩直径小于4时，应将波浪载荷乘 以群桩系数 K 。其值应尽量由实验确定，或者查阅有关资料。
司托克斯五阶 破碎界限
艾 里 波
H-波高 d-静水面下高度 T-波浪周期
椭
浅水波
深水波
3
（1）设计波高： 根据平台所在位置及附近海域 长期实测资料（要求不少于一年），推算不同 重现期的设计波高。我国《海上移动平台入级 与建造规范》规定的设计波高的选取方法：
H d Min(H max , H b )
23
3.3.5 海生物附着对波浪力的影响
海洋桩基平台在使用期间，桩上会附着各类海生 物，这样会增大桩柱的阻力系数值 C D ，增大波浪拖 曳力。据国外资料提供的数据，在海生物附着显著 的海域，波浪拖曳力增大 20-40%；同时由于海生物 附着，加大了桩柱的直径，也必然加大了波浪惯性 力。为此，规范中规定：在海生物附着范围内，莫 里森公式中惯性力项的桩径Ｄ应按实际直径计算， 并将波浪拖曳力乘以相应系数n。n值可根据海生物 附着程度的不同确定。
S ( )
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4
（米 2 秒）
深水半潜式钻井平台波浪载荷预报与结构强度评估
深水半潜式钻井平台波浪载荷预报与结构强度评估
张海彬;沈志平;李小平
【期刊名称】《船舶》
【年(卷),期】2007(000)002
【摘要】采用理论分析和模型试验相结合的方法,对一深水半潜式钻井平台进行了波浪载荷预报和结构强度评估,进而为平台结构设计提供了参考依据.同时,对半潜式平台波浪载荷预报和结构强度评估的分析方法和流程进行了归纳与总结.
【总页数】6页(P33-38)
【作者】张海彬;沈志平;李小平
【作者单位】708研究所,上海,200011;708研究所,上海,200011;708研究所,上海,200011
【正文语种】中文
【中图分类】U661.43
【相关文献】
1.深水半潜式钻井平台关键部位波浪载荷敏感性分析 [J], 白艳彬;刘俊;张朝阳;粟京;刘华祥
2.两种典型深水半潜式钻井平台运动特性和波浪载荷的计算分析 [J], 王世圣;谢彬;冯玮;谢文会
3."南海2号"半潜式钻井平台深水改造方案运动响应和波浪荷载分析 [J], 何炎平;谭家华
4.深水钻井船波浪载荷预报 [J], 郭兴乾
5.南海超大型抓斗疏浚船波浪载荷下结构强度评估研究 [J], 赵鹏飞;夏利娟;崔红奎因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
2`荷载材料的重度和内摩擦角见算例表2-1
港工习题方块码头一、设计条件 1、 工程情况以某港煤码头为算例，其型式为带卸荷板的混凝土方块结构。
码头前沿高程+4.50m ，码头前水底高程-9.5m ，分段长度20m ，横断面如图一。
2、荷载材料的重度和内摩擦角见算例表2-1地面堆货荷载：前沿10m 宽度内为20kN/m 2 ,共后为70kN/m 2船舶荷载：系缆力 kN P 350= 030=α 015=β 作用在码头地面以上0.45m 处。
波浪： 波高h=1.0m ,L=12m 。
计算水位：设计高水位+3.9m(历时累积频率1%)，设计低水位（历时累积频率98%）。
3、计算指标摩擦系数：混凝土与混凝土f=0.55; 浆砌块石与混凝土f=0.6; 混凝土与抛石基床f=0.6; 抛石基床与地基（亚粘土）f=0.4。
安全等级：建筑物为Ⅱ级。
地基和抛石基床的允许承载力：地基[σ]=230kN/m2, 基床[σ]=600kN/m2。
抛石前面地基土的内摩擦角φ=300重度γ=9kN/m3, 考虑挖基槽时此处土被扰动，取粘聚力c=0。
70KN/m图一扶壁码头一、设计条件（一）设计船型船长⨯船宽⨯型深⨯满载吃水=197⨯25⨯15.8⨯9.8(m)（二）结构安全等级采用二级（三）自然条件1、水位（按当地理论深度基准面起算）设计高水位：2.60m设计低水位：0.41m极端高水位：4.12m极端低水位：-0.34m平均潮差：2.0m2、波浪：有防波堤掩护，波高小于1.0。
3、地质资料：本节计算内容仅限于抛石基床以上部分，故地质情况从略。
4、地质基本烈度：6度（四）码头作用标准值1、码头前沿40m范围内堆载为30kPa; 码头后方堆载为60kPa。
2、装卸机械荷载：10t⨯30m门机；5T叉车；10T平板车及Q35牵引车。
3、剩余水压力：按1/4平均潮差计。
（五）建筑物材料的重度和内摩擦角的标准值下列符号中：γ：水上重度；γ'：水下重度；ϕ内摩擦角。
开体泥驳 甲板铰计算
一、 概述本船为沿海自航开体船，甲板铰结构按中国船级社（2001）《钢质海船入级与建造规范》第14章第14节有关要求进行计算。
二、 主要尺度总 长L 59.18m 两柱间长L 垂线 55.80m型 宽B 13.00m 型 深D 4.35m设计吃水d 3.50m 排水量 ∇ 2202t泥舱舱长 m L p 4.32= 甲板铰链间长 m L d 2.34=泥舱舱容 3988m v = 载货量 t P 1482=三.甲板铰及液压装置受力计算(仅按满载出港状态校核) P2-262/14.9.33.1泥舱范围内舷外静水压力w F 计算:()()kn L a d F p w 88.16584.323.05.30.50.522=⨯-⨯=-= 式中:船底密封装置的高度---=m a 3.0;3.2泥桨水平压力s F 计算:()()kn L a h F p s 7414.57174.323.020.55.19.49.421=⨯-⨯⨯=-=ρ 式中:泥桨密度---=3/5.1m t ρ; m h 2.51=---最高载泥面距基线的高度;3.3半体开合力矩M 计算:m kn b W b W b h F h F M s l w s ⋅-----∆+-=321323.3.1 泥桨水平压力至铰链点的垂直距离 ()m h 07.36.02.5322=-⨯= 3.3.2 舷外静水压力至铰链点的垂直距离 m h 03.45.3312.53=⨯-= 3.3.3 载泥时半体的静水浮力 kn 81.10800220281.92181.921=⨯⨯=∇⨯=∆ 3.3.4 半体静水浮力至铰链点的水平距离 m b 03.41=;3.3.5 不载泥时半体重力 ()()kn P W l 6.35311482220281.9212181.9=-⨯⨯=-∇⨯= 3.3.6 不载泥时半体重力至铰链点的水平距离 m b 34.32=;3.3.7 半体泥桨的重力 kn W s 2.7269148281.921=⨯⨯=; 3.3.8 半体泥桨重力至铰链点的水平距离 m b 105.23=;代入上式（3.3）mkn M ⋅=--+-=⨯-⨯-⨯+⨯-⨯=234.27298666.15301544.117952643.435272864.66854661.17553105.22.726934.36.353103.481.1080003.488.165807.37414.57173.4 液压装置水平静力sr F 计算(P2-262/14.9.3.6):kn h M F F p sr ---≥=42 3.4.1 p F ---液压缸柱塞端面上的压力,其对铰链点的力矩应大于等于打开力矩M,以保证两个半体的闭合;3.4.2 液压装置水平力至铰链点的垂直距离;m h 20.44=代入3.4:kn F sr 79.32492.42234.27298=⨯= 3.5 甲板铰链水平静力sh F 计算(P2-262/14.9.3.6): kn h M F h h F F F sr s w sh ---⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=554125.0式中: 甲板铰链至基线的垂直距离;m h 78.55=代入3.5:()knF sh 359.12208779.4722702.17768614.40585.078.5234.2729879.324978.520.4127414.571788.16585.0=++-⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+-⨯= 3.6甲板铰链的水平动力dh F 、垂向动力dv F 及液压装置的水平动力dr F 计算(P2-263/14.9.3.7):根据P2-263/14.9.3.7:甲板铰链及液压装置所承受的由船舶波浪中运动引起的动载荷,应按照预期作业的海况条件,经动力计算及统计分析得到.3.6.1、甲板铰链的水平动力kn L B F dh 15.2643358.551381.93581.922=⨯⨯== 3.6.2、甲板铰链的垂向动力kn L L B F d dv 387.9612.3414.3508.551381.95081.92222=⨯⨯⨯⨯==π 3.6.3、液压装置的水平动力kn L B F dr 205.1850508.551381.95081.922=⨯⨯== 3.7 甲板铰链所承受的合力h F 计算(P2-262/14.9.3.4): ()()kn F F F F dv dh sh h 327.3981387.96115.2643359.12202222=++=++=3.8、液压装置所承受的水平力r F 计算(P2-262/14.9.3.5)：kn F F F dr sr r 995.5099205.185079.3249=+=+=四.甲板铰链各部分的构件尺寸确定(P2-263/14.9.3.9)4.1 销轴直径d 应不小于按下列两式计算所得之值:(1)mm Fd S ---=σ541式中:kn F F h 327.3981==销轴材料选40r C ，材料屈服强度2/785mm n s =σ代入:mm d 6.121785327.3981541=⨯= (2)()mm t a F d s c ----⨯=32222.13σ式中：mm a 520=，mm t c 5102=代入：()mm d 5.1837855105202327.39812.1332=-⨯⨯⨯= 参考同类型船，实取销轴mm d 300=；4.2 眼板计算(如图示):4.2.1 中心眼板:2112254.42354235327.398125002500mm Ft b t b s c c c c =⨯=≥+σ; 本船实取：22112254.423546735080150251085mm mm t b t b c c c c >=⨯⨯+⨯=+； 式中：mm t mm b mm t mm b c c c c 802,150;510,851122⨯====；4.2.2 两侧眼板:211223.21177235327.398112501250mm Ft b t b s s s s s =⨯=≥+σ; 本船实取:2211223.21177298208015018099mm mm t b t b s s s s >=⨯+⨯=+; 式中：mm t mm b mm t mm b s s s s 80,150;180,991122====；4.2.3 中心眼板、两侧眼板与甲板连接处的剖面应符合下列要求(如图示)：23/1412356.06.010mm n W l F h F A F s z x z =⨯=≤⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛++σ；式中:铰链的水平力kn F F F dh sh x 509.386315.2643359.1220=+=+=; 铰链的垂向力kn F F dv z 387.961==;销轴中心至甲板的垂直距离mm h 500=;销轴中心至剖面中和轴的水平距离mm l 917=;中心眼板、两侧眼板剖面积：()21412801766802mm A =⨯⨯=;中心眼板、两侧眼板剖面的剖面模数32267.831668266176680262mm bh W =⨯⨯=⨯=; 眼板材料的屈服强度2/235mm n s =σ代入:中心眼板、两侧眼板：223/141/63.401067.83166826917387.961500509.3863141280387.961mm n mm n <=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+ 5、液压装置铰链各部分的构件尺寸的确定(P2-263/14.9.3.9)5.1销轴直径d 应不小于按下列两式计算所得之值：（1）：mm Fd S ---=σ541式中：kn F F r 995.5099==，销轴材料取40r C ，材料的屈服强度2/785mm n s =ω 代入：mm d 6.137785995.5099541==； (2)：()mm t a F d sc ----=32222.13σ； 式中：mm t mm a c 240,2502==；代入：()mm d 2.1577852402502995.50992.1332=-⨯⨯=； 实取销轴mm d 260=； 5.2 眼板计算(如图示)：两侧眼板：211226.27127235mm t b t b s s s s s ==≥+σ 式中：mm t mm b mm t mm b s s s s 80,30;150,1841122====； 代入：2211226.27127300008030150184mm mm t b t b s s s s >=⨯+⨯=+-------完-------。
东海海域随机波浪荷载的计算
东海海域随机波浪荷载的计算摘要波浪荷载是作用在海洋平台上的最主要荷载之一，因此波浪荷载的正确计算十分重要。
由于多种因素的影响，使得波浪成为一种高度不规则和不可重复的现象，实际上是一种随机波浪。
因此只有按随机波来研究波浪，才能正确的描述波浪。
50年代初皮尔生最先将瑞斯关于无线电噪音的理论应用于海浪，从此利用谱以随机过程描述海浪成为主要的研究途径之一。
由于实际海浪的复杂性，还有区域的复杂性，现有的波浪谱理论只能在一定的区域内适用，不同区域的波浪谱建立应和实测资料联系起来。
本文根据东海海域实测波浪要素资料，利用波谱的一般形式计算出东海海域的波浪谱。
并且和国内外常用的P－M 谱，B－M谱，ISSC谱进行了比较，发现实测谱的谱峰频率比理论谱大，但峰值比理论谱小。
在此基础上，利用线性的传递函数和Morison公式建立了波浪载荷谱模型，利用谱与波浪要素的关系，得到谱与波浪力的关系，并进行数值计算得到了作用于平台上的波浪力，所得的结果与代表波法和概率计算法进行了比较，计算结果基本接近。
最后比较了惯性力项与拖曳力项随平台直径的变化情况，平台直径的大小对这两项占整个波浪力的比重影响很大，随着平台直径的增大，拖曳力的影响越来越小，以至可以忽略不计。
关键词：波浪荷载，随机波浪，波浪要素，波浪谱，东海海域The calculation of random wave load in the East SeaareaAbstractWave load is one of the most important load acting on the offshore platform, so accurate computation of the wave load is very important. Because of the influence of many factors, the wave become a very irregular and nonrecurring phenomenon, actually it is a random wave. We can’t describe wave accurately until we study wave according to the theory of the random wave . Early 1950’s, Pierson firstly applied the Rice’s theory of the wireless noises to sea wave, from then on, utilizing the spectrum to describe sea wave by random process becomes one of the primary ways.Because of the complexity of actual sea wave and its regions, the theory of wave spectrum which we have can be only applied to certain area. The formation of wave spectrum in different regions should be related to actual material. Based on the data of field wave element in East sea area, this paper calculated the wave spectrum of East Sea area using the current form of wave spectrum. And it also compared with Pierson-Moskotwiz spectrum, Bretschneider-Mitsuyasu spectrum and ISSC spectrum which are used frequently all around the world. We find that the frequency of the peak value of the actual wave spectrum is larger than the academic wave spectrum’s , but the peak value of the actual wave spectrum is lower than the academic wave spectrum’s. Under this result, we utilize the linear transfer function and Morison formula to establish the wave load spectrum model .By using the connection between the wave spectrum and the wave element , we get the connection between the wave load spectrum and the wave force, and by using numerical methods we get the wave load acting on the offshore platform . Comparing with other methods , the result is nearly equal to them. Finally, calculating inertia force and dragging force change with the changing of the platform diameter ,the magnitude of the diameter of the platform has a great influence on the proportion which these two items take in the wave force. The longer the diameter of the platform is, the smaller the influence of dragging force is, and the influence can even to be neglected.Key Words：wave load， random wave， wave element， wave spectrum， East Sea area引言波浪作用是海岸工程、海洋工程和船舶上的主要荷载。
71000m3自航泥驳设计研发备案资料
江苏道达海洋装备技术有限公司研发项目备案资料二O一三年五月目录附件一：企业研究开发费用立项备案表附件二：企业研究开发项目计划任务书一、立项依据二、研究开发内容和主要任务三、实施计划进度和阶段考核目标四、研究实验方法、技术（工艺）路线及工作方案五、现有研究开发法基础和承担单位所具备的优势条件六、经济社会效益分析附件三：项目经费支出预算表附件一：企业研究开发费用立项备案表单位负责人: 电话: ; 填表人: 电话:附件二：企业研究开发项目计划任务书一、立项依据1.本领域国内外科技创新概况和最新发展趋势新世纪之初，随着世界经济形势的进一步好转，疏浚界权威人士断言第二个“黄金十年”将伴之而来。
航道是港口发展的生命线、主动脉，为确保大型船舶进出港的安全，港口疏浚已成为我国各大港口通航环境建设的主要工作。
据《江苏水利》等资料的分析，未来10年间国内疏浚市场巨大，沿海疏浚每年约有100亿元投资，主要用于大型航道的建设和维护、建港和临港工业区将设配套的大型陆域吹填项目以及港口航道的扩建升级。
随着高效、节能、环保理念的广泛深入，提高疏浚施工的效率、增强航道深水的保障能力、降低维护疏浚成本、解决疏浚土的长期出路、促进疏浚土的有益作用，有必要解决挖泥船与泥土运输和处理相分离的疏浚工艺。
耙吸挖泥船艕带泥驳疏浚工艺（简称“耙吸装驳工艺”见图1）在国内的连云港疏浚工程、国外的迪拜棕榈岛和世界岛的工程中都有使用此项技术。
但驳运泥驳的落后，成为整个工程中制肘的一环，使用专用泥驳替代挖泥船经行泥土运输和处理成为必行之路和最高效的解决途径。
为提高耙吸式挖泥船的效率和产量，泥驳的舱容需达到6000m3或者更大，目前国内尚无此类船舶，建造更加先进和更大舱容的专用泥驳成为亟待解决的任务。
图1：耙吸装驳工艺泥驳的更新换代相对滞后于挖泥船，目前国内外的泥驳大都相对低端，且舱容较小。
目前较为先进的泥驳有比利时JDN公司建造的3700m3系列开体泥驳。
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（附件）
71.6m开底泥驳波浪载荷计算报告
2015年12月
1、概述
本船为沿海航区开底泥驳。
根据中国船级社2015版《国内航行海船建造规范》（以下称《规范》）第二篇第二章2.2.1.2节的规定，由于该船的主尺度比不符合《规范》波浪载荷计算的适用条件，故本计算书按照2.2.9节的要求，对波浪载荷应采用直接计算方法确定。
2、船舶主要参数
总长LＯＡ71.60 m 设计水线长L WL69.19 m 垂线间长L PP67.60 m 型宽 B 15.60 m 型深 D 5.00 m 设计吃水 d 3.70 m
3、计算依据的图纸资料
本计算所依据的图纸有关图纸资料如下：
序号图纸名称
1 总布置图
2 线型图
3 各种装载情况及完整稳性计算书
4 横剖面结构图
5基本结构图
4、计算模型
4.1 水动力模型
采用基于三维绕射-辐射及Morison理论为基础的WADAM程序，因此要建立
水动力面元模型。
本计算书在Patran-Pre中建立水动力模型，采用右手直角坐标系，原点位于FR0、基线和中纵剖线的交点处，x轴沿船长指向船首为正方向，y轴沿船宽指向左舷为正方向，z轴向上为正方向，水动力模型见图4.1～图4-2：
图4-1 Patran-Pre环境下的Panel模型
图4-2 SESAM-HYDRO环境下的Panel模型
4.2 质量模型
质量模型对船舶波浪载荷计算的精度至关重要，质量模型和实船的重量重心差别越小，波浪载荷计算精度就越高。
为此，需要实际统计全船各部分质量并按静力等效原则得到全船质量沿船长方向的分布。
本计算书采用质量点和零质量棒的形式，在Patran-Pre中建立质量模型。
零质量棒上两端点的间距为横摇惯性半径的两倍，质量模型见图4-3。
图4-3 质量模型
4.3 计算工况
根据本船的装载和航行情况，本计算选取以下三个基本工况进行计算：
表4-1 计算工况
工况装载状态排水量/t
重量重心
纵向位置/m
吃水/m
LCA 泥舱满载，全部燃料及配品（ρ=1.005t/m3）
LCB 泥舱满载，10%燃料及配品（ρ=1.000t/m3）
LCC
泥舱部分装载，
10%燃料及配品
（ρ=1.200t/m3）5、波浪载荷计算参数
本计算采用基于三维线性势流理论的波浪载直接计算方法，该方法是参照国际船级社协会(IACS)推荐和认可的波浪载直接计算方法，使用软件为DNV的SESAM 软件。
5.1 波浪频率和浪向
根据《规范》要求，所选的波浪频率（波长）不应少于20个，表5-1列出了各
个遭遇频率对应下的波长及波长船长比。
频率ω与波长λ的换算关系：
2
2g
π
λ
ω
=
计算所取得浪向不应少于7个，包括0°（顶浪）、30°、60°、90°、120°、150°、180°（随浪），其中沿船长方向指向船首为0°，指向船尾为180°，指向左舷为90°。
计算航速取零,Fn=0。
5.2 参考横截面
根据波浪弯矩和剪力位置的定义，计算波浪弯矩和剪力位置的定义见表5-2和图5-1。
表5-2 25个参考横截面位置
图5-1 25个参考横截面模型
5.3 波浪谱和波浪散布图
根据规范要求及研究需要，本舶在不规则波浪上的运动和波浪载荷响应及其短长期预报计算采用P-M 波浪谱：
⎪⎩
⎪⎨⎧≤-=--为其他值
θπθθωωπθω,02,cos )496exp(1242),,,(2
4425423
1231T T H T H S 式中：—ω波浪圆频率，rad/s ； —3
1H 有义波高，m ；
—2T 波浪跨零周期，s ；
—θπ
2cos 2
能量扩散函数；
—θ组合波与主浪向之间的夹角，rad 。
进行长期预报时，通常采用波浪散布图作为其航行海域的环境条件。
波浪散布图由不同海况和每一海况出现的概率组成。
每一海况常用有义波高和跨零周期表征。
SESAM/POSTRESP 模块提供了两种波浪统计资料：世界范围波浪散布图（DNV-WW ）和北大西洋波浪散布图（DNV-NA ），分布用于疲劳强度分析）（FLS ）
和极限强度分析（ULS），它们并不适用于中国沿海航行船舶波浪载荷的长期预报。
所以，本文在计算时以中国沿海波浪散布图作为长期预报的参考海况，在POSTRESP 模块中按照表5-3建立新的波浪统计资料。
5-3 中国沿海波浪散布图
各工况频率响应函数曲线如下图所示：
LCA 频率响应函数曲线
LCB 频率响应函数曲线
LCC 频率响应函数曲线
各工况主要载荷控制参数(船中垂向波浪弯矩)长期预报曲线如下图所示：
LCA 载荷长期预报曲线
LCB 载荷长期预报曲线
LCC 载荷长期预报曲线
等效设计波参数按下式计算：
设计波波长2(2)/g λπω=；（ω为频响曲线幅值对应的波浪频率）
设计波波幅/w a L A =；（L 为10-8概率水平下长期预报极值，A 为频响曲线幅值） 得到各工况设计波参数如下：
工况 波长（λ）（m ）
波幅w a （m ）
LCA 76.096 7.704 LCB 74.433 7.409 LCC
77.816
8.528。