耙吸挖泥船

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【优秀范文】耙吸挖泥船

范文一:耙吸挖泥船

耙吸挖泥船

工艺流程:自航耙吸挖泥船,采用挖抛法施工,即空载航行至挖泥区,减速后定位上线下耙挖泥,通过离心式泥泵将耙头挠松的泥土吸入泥舱中,满仓后起耙,航行到抛泥区后,开启泥舱义底部的泥门抛泥,然后空载航行至控泥区,进行下一循环的控泥施工。施工上线→挖舱装泥→重载航行→至抛泥区→抛泥→轻载航行→施工上线。 耙头选择:挖极松散沙土用安布罗斯耙头;挖淤泥、淤泥质土、软黏土选用IHC耙头;松散和中等密实的砂宜选用加里福尼亚耙头;挖密实的砂应在耙头上加高压冲水;挖中等密实细砂用文丘里耙头;挖较硬黏性土或土砂混合,宜耙头上加削齿或采用与推进功率相匹配的切削型耙头;挖砾黏土风化岩用滚刀耙头。 绞吸挖泥船

绞吸挖泥船生产率分控掘生产率和泥泵管路吸输生产率,取较小者代表期生产率。

1、挖掘生产率(与土质、绞刀功率、泥泵管路吸率有关):W=60K×D×T×V D:绞刀前移距 m;T:绞刀切泥厚度m;V:绞刀横移速度m/min;K:绞刀挖掘系数,与绞刀实际切泥面积等因素有关,可取0.8-0.9

2、泥泵管路吸输生产率:W=Q·ρ ρ:泥浆浓度;Q:泥浆管路工作流量m³/h;ρ=(γm-γw)/(γs-γw)。γm:泥浆密度;γs:土体的天然密度;γw:当地水的密度。

开工展布是准备工作:定船位、抛锚、架接水上、水下及岸上排泥管线等。 施工方法:横挖法,利用一根钢桩或主(艉)锚为摆动中心,左右边锚配合控制横移和前移挖泥。1、装有钢桩的绞吸挖泥船在一般施工地区,应采用对称钢桩横挖法或钢桩台车横挖法;2、在风浪大的地区,装有三缆定位设备的,应采用三缆定位横挖法;3、在水流速较大或风浪较大的地区,对装有锚缆挖泥设备的应采用锚缆横挖法。

工艺要求:1、分条施工:①钢桩横挖法:分条宽度宜等于钢桩中心到绞刀水平投影的长度;分条的数量不宜过多,以免增加移锚、移般时间,降低挖泥船的功效;分条的最大宽度一般不超过船长的1.1-1.2倍,视流速及横移锚缆抛放长度而定。当流速较大时,应减少开挖宽度;分条最小宽度应大于挖泥的最小宽度;当浚前水深大于挖泥船的吃水时,最小挖宽采用等于挖泥船前移换桩时所需的摆动宽度。②三缆横挖法:分条宽度由船的长度和摆动角确定,摆动角宜选70-90度,最大宽度不宜大于船长的1.4倍。③锚缆定位横挖法:分条宽度应根据锚缆抛放的长度确定,最大宽度宜100m左右。2、分段施工:①挖槽长度大于挖泥船水上管线的有效伸展长度时,应根据挖泥船和水上管线所能开挖的长度分段施工;②挖槽转向曲线段需分成若干直线段开挖时,可将曲线近似按直线分段施工;③挖槽规格不一或工期要求不同时,应按合同要求进行分段施工;④受航行或其他因素干挠,可按需要分段施工。3、分层施工:①当疏浚区泥层厚度很厚时,应按下列规定分层施工:分层厚度应根据土质和挖泥船绞刀的性能确定,宜取绞刀直径的0.5-2.5倍,对坚硬土取较低值,对松软土取较高值;分层的上层宜较厚,以保证挖泥船效能;最后一层应较薄,以保证工程质量;当浚前泥面在水面以上,或水深小于挖泥船的吃水时,最上层开挖深度应能满足挖泥船吃水和最小挖深的要求。当泥层过厚时应在高潮挖上层,低潮挖下层,以减少坍方。②当工程对边坡的质量要求较高,需要分层分阶梯开挖边坡时,应根据工程对边坡的要求、土质情况和挖掘设备尺度确定分层的厚度;③当合同要求分期达到设计

深度时,应进行分层施工;④当挖泥船的最在挖深在高潮时达不到设计深度,或在低潮时疏浚区的水深小于挖泥船厂的吃水或最小挖深时,可利用潮水的涨落分层施工,高潮挖空心思上层,低潮挖下层。4、顺流、逆流施工:①在内河施工,采用钢桩定位时,宜采用顺流施工;采用锚缆横挖法施工时,宜采用逆流施工;当流速较大的情况下,可采用顺流施工,并下尾锚以策安全;②在海上施工时,宜根据涨落潮流冲刷的作用大小,选择挖泥的方向。4、绞刀选用:绞刀类型:开式绞刀(松散沙土)、闭式绞刀(软塑黏土)、齿式绞刀(坚硬土、砾石)、冲水式绞刀(坚硬土)、斗轮式绞刀(适用范围较大)、立式绞刀(适用范围较大)等。 链斗式挖泥船

挖泥机具包括斗桥、斗链和泥斗组成。技术性能主要参数有标称生产率、斗容、挖深等。

生产率:W=60nCfm/B n:链斗运转速度(斗/min); C:泥斗容积m³; fm:泥斗充泥系数;B:土的搅松系数。 泥驳数量:n=(l1/v1+l2/v2+t0)/KW/q1+1+nB K=Vs/Vx l1:挖泥区至卸泥区航程km;l2:卸泥区至挖泥区航程km ;v1:拖带或自航重载泥驳航速kn; v2:拖带或自航轻载泥驳航速kn ;t0:卸泥时间、转头时间及靠、离挖泥船时间的总和h;)W:挖泥船生产率m3/h;q1:泥驳装载量m3;nB:备用泥驳数; K:土的搅松系数; Vs:搅松后的疏浚土体积m3;Vx:河床天然土的体积m3。

施工方法:斜向横挖法、扇形横挖法、十字形横挖法、平行横挖法。1、当施工区水域条件好,挖泥船不受挖槽宽度和边缘水深限制时,采用斜向横挖法;2、挖槽狭窄、挖槽边缘水深小于挖泥船吃水时,宜采用扇形横挖法;3、挖槽边缘水深小于挖泥船吃水,挖槽宽度小于挖泥船长度时宜采用十字形横挖法;4、施工区水流流速较大时,可采用平行横挖法施工。

施工工艺要求:1、当挖槽宽度超过挖泥船的最大挖宽或挖槽内泥层厚度不均匀时,应采用分条挖泥,分条的宽条由主锚缆的抛设长度而定,对500m3/h链斗挖泥船挖宽宜为60-100m,对750m3/h链斗船宜为80-120m。在浅水区施工时,分条的最小宽度应满足挖泥船作业和泥驳绑靠的需要;2、当挖槽长度大于挖泥船一次抛设主锚所能开挖的长度时,应按其所能开挖的长度对挖槽分段施工;3、挖槽转向曲线段、挖槽规格不同、施工受航行等因素干挠时,应分段施工;4、当疏浚区泥层过厚,对松软土泥层厚度超过泥斗斗高的2-3倍时,对细砂和坚硬的土质泥层厚度超过斗高的1-2倍时,应分层开挖。分层的厚度一般采用斗高的1-2倍,可视土质而定;5、链斗挖泥船宜采用逆流施工。只有在施工条件受限或有涨落潮流有情况下,才能顺流施工。顺流施工时应使用船尾主锚缆控制船厂的前移;6、链斗船作业时一般布设6个锚。锚的抛设应满足下列条件:①主锚应抛设在挖槽中心线上。泥层不均匀或水流不正时,宜偏于泥层厚的一侧,或主流一侧,主锚抛设和长度一般为400-900m,并设托缆小方驳;②尾锚顺流施工时,应加强尾锚,并增加抛设长度。逆流施工时,尾锚可就近抛设或不抛设,其抛设长度宜为100-200m;③逆流施工时,前边锚宜超前20°左右,后边锚可不超前,当不设尾锚时,后边锚可抛八字形。顺流施工时,后边锚宜滞后15°左右。 防风和防台

大型施工船舶防风防台是指船舶防卸风力在6级以上的季风和热带气旋。①热带低压:中心风力6-7级(风速

108-17.1m/s);②热带风暴:中心风力8-9级(风速17.2-24.41m/s);③强热带风暴:中心风力10-11级(风速24.5-32.61m/s);④台风:中心风力12级以上(风速32.71m/s以上)。 在台风威胁中:指船舶于未来48h以内,遭遇风力可能达到6级以上;

在台风严重威胁中:指船舶于未来24h以内,遭遇风力可能达6级以上; 在台风袭击中:指台风中心接近,风速转剧达8级以上的时候。

船舶撤离时机应根据以下原则进行计算:1、确保碇泊施工的船舶及辅助船舶、设备(包括水上管线和甲板驳等)在6级大风范围半径到达工地5h前抵达防台锚地;2、确保自航施工船舶在8级大风范围半径到达工地5h前抵达防台锚地。 防风防台措施: 热带低压生成后:①项目经理部应跟踪、记录、分析热带低压动向,向所辖船厂舶通报热带低压动向;②施工船舶应跟踪、记录热带抵压动向,合理安排近期工作,做好防台准备。

在台风威胁中:①项目经理部应跟踪、记录、分析热带低压动向,召开防台会议,部署防台工作,指定防台值班拖轮,向所辖船舶通报台风最新信息;②施工船舶跟踪记录、标绘、分析台风动向,备足防台期间的粮食、肉菜以及足够的淡水、燃油;③施工船舶不得拆卸主机、锚机、舵机、锚链等重要机械属具进行修理,已拆卸的尽快恢复,来不及恢复的报项目经理部。 在台风严重威胁中:①项目经理部安排防台值班,继续跟踪记录、标绘、分析台风动向,向所辖船舶通报台风最新信息,掌握施工船舶进入防台锚地时间、位置及船舶防台准备情况等;②施工船舶进入防台锚地,继续跟踪记录、标绘、分析台风动向;③锚泊时要确保船与船之间,船与浅滩、危险物之间有足够的安全距离;④加强值班,确保24h昼夜有人值班,保持联络畅通。

台风袭击中:①项目部继续跟踪记录、标绘、分析台风动向,及时向辖下船舶通报台风最新信息,通知值班拖轮、交通车、救护队做好应急准备;②项目经理部与船舶保持联系,做好防台情况记录;③施工船舶继续跟踪记录、标绘、分析台风动向;④当8级大风到来2h前,下锚船舶应改抛双锚;⑤在甲板上工作的人员应穿救世主生衣,系安全绳;⑥当风力达到9级时,机动船应备抗台,船长应在驾驶台指挥,轮机长应下舱指挥。

施工组织设计的主要内容:编制依据;工程概况;施工组织的管理机构;施工的总体部署和主要施工方案;施工进度计划;各项资源的需求、供应计划;施工总平面布置;技术、质量、安全管理和保证措施;文明施工与环境保护;主要技术经济指标;附图。

《水上水下施工作业安全审查申请书》资料包括:1、有关主管部门对该项目批准的文件;2、与通航安全有关的技术资料及施工作业图纸;3、安全及防污染计划书;4、与施工作业有关的合同或协议书;5、施工作业者的资质认证文书;6、施工作业船舶的船厂舶证书和船员适任证书;7、施工作业者是法人的,还应提供其法人资格文书或法人委托书;8、法律、行政法规、规章规定的其他有关资料。

重大事故的等级划分

根据中华人民共和国建设部令《工程建设重大事故报告和调查程序规定》分为四级:一级重大事故:死亡30人以上或直接经济损300万元以上的;二级重大事故:死亡10人以上,29人以下或直接经济损失100万元以上,不满300万元的;三级重大事故:死亡3人以上,9人以下;重伤20人以上或直接经济损失30万元以上,不满100万元的;四级重大事故:死亡2人以上;重伤3人以上、19人以下或直接经济损失10万元以上,不满30万元的。 伤亡事故的等级划分

根据中华人民共和国国务院令《企业职工伤亡事故报告和处理规定》分为五级: 轻伤事故:只有轻伤的事故;重伤事故:负伤的职工中有1-2人重伤而没有死亡的事故;伤亡事故:指一次死亡或失踪1-2人或重伤3人以上的事故;重大伤亡事故:指一次死亡或失踪3-9人的事故;特别重大伤亡事故:指一次死亡或失踪10人以上的事故。 船舶海损事故的等级划分

耙吸挖泥船

工艺流程:自航耙吸挖泥船,采用挖抛法施工,即空载航行至挖泥区,减速后定位上线下耙挖泥,通过离心式泥泵将耙头挠松的泥土吸入泥舱中,满仓后起耙,航行到抛泥区后,开启泥舱义底部的泥门抛泥,然后空载航行至控泥区,进行下一循环的控泥施工。施工上线→挖舱装泥→重载航行→至抛泥区→抛泥→轻载航行→施工上线。 耙头选择:挖极松散沙土用安布罗斯耙头;挖淤泥、淤泥质土、软黏土选用IHC耙头;松散和中等密实的砂宜选用加里福尼亚耙头;挖密实的砂应在耙头上加高压冲水;挖中等密实细砂用文丘里耙头;挖较硬黏性土或土砂混合,宜耙头上加削齿或采用与推进功率相匹配的切削型耙头;挖砾黏土风化岩用滚刀耙头。 绞吸挖泥船

绞吸挖泥船生产率分控掘生产率和泥泵管路吸输生产率,取较小者代表期生产率。

1、挖掘生产率(与土质、绞刀功率、泥泵管路吸率有关):W=60K×D×T×V D:绞刀前移距 m;T:绞刀切泥厚度m;V:绞刀横移速度m/min;K:绞刀挖掘系数,与绞刀实际切泥面积等因素有关,可取0.8-0.9

2、泥泵管路吸输生产率:W=Q·ρ ρ:泥浆浓度;Q:泥浆管路工作流量m³/h;ρ=(γm-γw)/(γs-γw)。γm:泥浆密度;γs:土体的天然密度;γw:当地水的密度。

开工展布是准备工作:定船位、抛锚、架接水上、水下及岸上排泥管线等。 施工方法:横挖法,利用一根钢桩或主(艉)锚为摆动中心,左右边锚配合控制横移和前移挖泥。1、装有钢桩的绞吸挖泥船在一般施工地区,应采用对称钢桩横挖法或钢桩台车横挖法;2、在风浪大的地区,装有三缆定位设备的,应采用三缆定位横挖法;3、在水流速较大或风浪较大的地区,对装有锚缆挖泥设备的应采用锚缆横挖法。

工艺要求:1、分条施工:①钢桩横挖法:分条宽度宜等于钢桩中心到绞刀水平投影的长度;分条的数量不宜过多,以免增加移锚、移般时间,降低挖泥船的功效;分条的最大宽度一般不超过船长的1.1-1.2倍,视流速及横移锚缆抛放长度而定。当流速较大时,应减少开挖宽度;分条最小宽度应大于挖泥的最小宽度;当浚前水深大于挖泥船的吃水时,最小挖宽采用等于挖泥船前移换桩时所需的摆动宽度。②三缆横挖法:分条宽度由船的长度和摆动角确定,摆动角宜选70-90度,最大宽度不宜大于船长的1.4倍。③锚缆定位横挖法:分条宽度应根据锚缆抛放的长度确定,最大宽度宜100m左右。2、分段施工:①挖槽长度大于挖泥船水上管线的有效伸展长度时,应根据挖泥船和水上管线所能开挖的长度分段施工;②挖槽转向曲线段需分成若干直线段开挖时,可将曲线近似按直线分段施工;③挖槽规格不一或工期要求不同时,应按合同要求进行分段施工;④受航行或其他因素干挠,可按需要分段施工。3、分层施工:①当疏浚区泥层厚度很厚时,应按下列规定分层施工:分层厚度应根据土质和挖泥船绞刀的性能确定,宜取绞刀直径的0.5-2.5倍,对坚硬土取较低值,对松软土取较高值;分层的上层宜较厚,以保证挖泥船效能;最后一层应较薄,以保证工程质量;当浚前泥面在水面以上,或水深小于挖泥船的吃水时,最上层开挖深度应能满足挖泥船吃水和最小挖深的要求。当泥层过厚时应在高潮挖上层,低潮挖下层,以减少坍方。②当工程对边坡的质量要求较高,需要分层分阶梯开挖边坡时,应根据工程对边坡的要求、土质情况和挖掘设备尺度确定分层的厚度;③当合同要求分期达到设计

深度时,应进行分层施工;④当挖泥船的最在挖深在高潮时达不到设计深度,或在低潮时疏浚区的水深小于挖泥船厂的吃水或最小挖深时,可利用潮水的涨落分层施工,高潮挖空心思上层,低潮挖下层。4、顺流、逆流施工:①在内河施工,采用钢桩定位时,宜采用顺流施工;采用锚缆横挖法施工时,宜采用逆流施工;当流速较大的情况下,可采用顺流施工,并下尾锚以策安全;②在海上施工时,宜根据涨落潮流冲刷的作用大小,选择挖泥的方向。4、绞刀选用:绞刀类型:开式绞刀(松散沙土)、闭式绞刀(软塑黏土)、齿式绞刀(坚硬土、砾石)、冲水式绞刀(坚硬土)、斗轮式绞刀(适用范围较大)、立式绞刀(适用范围较大)等。 链斗式挖泥船

挖泥机具包括斗桥、斗链和泥斗组成。技术性能主要参数有标称生产率、斗容、挖深等。

生产率:W=60nCfm/B n:链斗运转速度(斗/min); C:泥斗容积m³; fm:泥斗充泥系数;B:土的搅松系数。 泥驳数量:n=(l1/v1+l2/v2+t0)/KW/q1+1+nB K=Vs/Vx l1:挖泥区至卸泥区航程km;l2:卸泥区至挖泥区航程km ;v1:拖带或自航重载泥驳航速kn; v2:拖带或自航轻载泥驳航速kn ;t0:卸泥时间、转头时间及靠、离挖泥船时间的总和h;)W:挖泥船生产率m3/h;q1:泥驳装载量m3;nB:备用泥驳数; K:土的搅松系数; Vs:搅松后的疏浚土体积m3;Vx:河床天然土的体积m3。

施工方法:斜向横挖法、扇形横挖法、十字形横挖法、平行横挖法。1、当施工区水域条件好,挖泥船不受挖槽宽度和边缘水深限制时,采用斜向横挖法;2、挖槽狭窄、挖槽边缘水深小于挖泥船吃水时,宜采用扇形横挖法;3、挖槽边缘水深小于挖泥船吃水,挖槽宽度小于挖泥船长度时宜采用十字形横挖法;4、施工区水流流速较大时,可采用平行横挖法施工。

施工工艺要求:1、当挖槽宽度超过挖泥船的最大挖宽或挖槽内泥层厚度不均匀时,应采用分条挖泥,分条的宽条由主锚缆的抛设长度而定,对500m3/h链斗挖泥船挖宽宜为60-100m,对750m3/h链斗船宜为80-120m。在浅水区施工时,分条的最小宽度应满足挖泥船作业和泥驳绑靠的需要;2、当挖槽长度大于挖泥船一次抛设主锚所能开挖的长度时,应按其所能开挖的长度对挖槽分段施工;3、挖槽转向曲线段、挖槽规格不同、施工受航行等因素干挠时,应分段施工;4、当疏浚区泥层过厚,对松软土泥层厚度超过泥斗斗高的2-3倍时,对细砂和坚硬的土质泥层厚度超过斗高的1-2倍时,应分层开挖。分层的厚度一般采用斗高的1-2倍,可视土质而定;5、链斗挖泥船宜采用逆流施工。只有在施工条件受限或有涨落潮流有情况下,才能顺流施工。顺流施工时应使用船尾主锚缆控制船厂的前移;6、链斗船作业时一般布设6个锚。锚的抛设应满足下列条件:①主锚应抛设在挖槽中心线上。泥层不均匀或水流不正时,宜偏于泥层厚的一侧,或主流一侧,主锚抛设和长度一般为400-900m,并设托缆小方驳;②尾锚顺流施工时,应加强尾锚,并增加抛设长度。逆流施工时,尾锚可就近抛设或不抛设,其抛设长度宜为100-200m;③逆流施工时,前边锚宜超前20°左右,后边锚可不超前,当不设尾锚时,后边锚可抛八字形。顺流施工时,后边锚宜滞后15°左右。 防风和防台

大型施工船舶防风防台是指船舶防卸风力在6级以上的季风和热带气旋。①热带低压:中心风力6-7级(风速

108-17.1m/s);②热带风暴:中心风力8-9级(风速17.2-24.41m/s);③强热带风暴:中心风力10-11级(风速24.5-32.61m/s);④台风:中心风力12级以上(风速32.71m/s以上)。 在台风威胁中:指船舶于未来48h以内,遭遇风力可能达到6级以上;

在台风严重威胁中:指船舶于未来24h以内,遭遇风力可能达6级以上; 在台风袭击中:指台风中心接近,风速转剧达8级以上的时候。

船舶撤离时机应根据以下原则进行计算:1、确保碇泊施工的船舶及辅助船舶、设备(包括水上管线和甲板驳等)在6级大风范围半径到达工地5h前抵达防台锚地;2、确保自航施工船舶在8级大风范围半径到达工地5h前抵达防台锚地。 防风防台措施: 热带低压生成后:①项目经理部应跟踪、记录、分析热带低压动向,向所辖船厂舶通报热带低压动向;②施工船舶应跟踪、记录热带抵压动向,合理安排近期工作,做好防台准备。

在台风威胁中:①项目经理部应跟踪、记录、分析热带低压动向,召开防台会议,部署防台工作,指定防台值班拖轮,向所辖船舶通报台风最新信息;②施工船舶跟踪记录、标绘、分析台风动向,备足防台期间的粮食、肉菜以及足够的淡水、燃油;③施工船舶不得拆卸主机、锚机、舵机、锚链等重要机械属具进行修理,已拆卸的尽快恢复,来不及恢复的报项目经理部。 在台风严重威胁中:①项目经理部安排防台值班,继续跟踪记录、标绘、分析台风动向,向所辖船舶通报台风最新信息,掌握施工船舶进入防台锚地时间、位置及船舶防台准备情况等;②施工船舶进入防台锚地,继续跟踪记录、标绘、分析台风动向;③锚泊时要确保船与船之间,船与浅滩、危险物之间有足够的安全距离;④加强值班,确保24h昼夜有人值班,保持联络畅通。

台风袭击中:①项目部继续跟踪记录、标绘、分析台风动向,及时向辖下船舶通报台风最新信息,通知值班拖轮、交通车、救护队做好应急准备;②项目经理部与船舶保持联系,做好防台情况记录;③施工船舶继续跟踪记录、标绘、分析台风动向;④当8级大风到来2h前,下锚船舶应改抛双锚;⑤在甲板上工作的人员应穿救世主生衣,系安全绳;⑥当风力达到9级时,机动船应备抗台,船长应在驾驶台指挥,轮机长应下舱指挥。

施工组织设计的主要内容:编制依据;工程概况;施工组织的管理机构;施工的总体部署和主要施工方案;施工进度计划;各项资源的需求、供应计划;施工总平面布置;技术、质量、安全管理和保证措施;文明施工与环境保护;主要技术经济指标;附图。

《水上水下施工作业安全审查申请书》资料包括:1、有关主管部门对该项目批准的文件;2、与通航安全有关的技术资料及施工作业图纸;3、安全及防污染计划书;4、与施工作业有关的合同或协议书;5、施工作业者的资质认证文书;6、施工作业船舶的船厂舶证书和船员适任证书;7、施工作业者是法人的,还应提供其法人资格文书或法人委托书;8、法律、行政法规、规章规定的其他有关资料。

重大事故的等级划分

根据中华人民共和国建设部令《工程建设重大事故报告和调查程序规定》分为四级:一级重大事故:死亡30人以上或直接经济损300万元以上的;二级重大事故:死亡10人以上,29人以下或直接经济损失100万元以上,不满300万元的;三级重大事故:死亡3人以上,9人以下;重伤20人以上或直接经济损失30万元以上,不满100万元的;四级重大事故:死亡2人以上;重伤3人以上、19人以下或直接经济损失10万元以上,不满30万元的。 伤亡事故的等级划分

根据中华人民共和国国务院令《企业职工伤亡事故报告和处理规定》分为五级: 轻伤事故:只有轻伤的事故;重伤事故:负伤的职工中有1-2人重伤而没有死亡的事故;伤亡事故:指一次死亡或失踪1-2人或重伤3人以上的事故;重大伤亡事故:指一次死亡或失踪3-9人的事故;特别重大伤亡事故:指一次死亡或失踪10人以上的事故。 船舶海损事故的等级划分

范文二:耙吸挖泥船对粉细砂的开挖

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12・ 1

北  方  交  通

20  08

耙 吸 挖 泥 船 对 粉 细 砂 的 开 挖

冯 辉  柴玉利  韩学义

15 ;. 2 ̄0 2 辽宁省交通工程质量与 安全监督局 , 沈阳 10 0 ) 105  (. 1葫芦岛市交通工程质量监督站 , 葫芦岛 摘

要: 疏浚技术 已经相 当成 熟, 但很 多工程碰到粉细砂仍感棘手 , 这里介绍耙吸挖 泥船提 高对粉 细砂 开挖 效

率 的 几种 措 施 。

关键词 : 耙吸船 ; 细砂 ; 粉 高压  中水; 刨削型耙齿  中图分类号 :4 55 1 u 4 .5   文献标识码 :  B 文章编号 : 7 1 3—65 (0 8 0 0 1 0  6 02 2 0 )6— 12— 1

粉细砂历 来是耙 吸船开 挖 的难 题 , 它质地 密实 ,

在 水 中沉积 聚合力 强 , 有人 称之 为牛皮砂 , 最恰 当不  过了, 普通 的耙 齿从 它表面 犁过 , 只划 出一道 沟 。砂

从 两边溜过 , 依然 密实聚合 , 泥泵 的真空 难 以把它抽

通过 耐压胶 管 与输水 主管相 连 , 喷嘴直达 耙头底 面 ,

向前 1 2 。 0~ 0 。这 样 有 充 分 扩 散 的 空 间 , 力 巨大  威

的高压水 能量 可有 效作 用 于 底 土 , 收 了高压 水 能  吸

量 的密 实砂被水 充 分搅 和扩 散 , 易 就被 泥 泵抽 吸  轻

起来 , 过密 的耙齿 和不 合理 的齿 角 还会 使 耙 齿难 以

的水 流带 上泥仓 。具体 安 装 要 牢 固可 靠 , 至可 将  甚

完全契入砂里, 耙头活动罩底面被抬高 , 无法紧贴砂  土面, 因而只能抽 吸 大量 清 水 。如何 运 用 现 有设 备

和改 良工 艺去提 高对 粉细砂 的开 挖效率 呢 ?   对具 备 高压 冲水 系统 的船舶 , 以高压 冲水 为  应 主 , 齿 为辅 , 耙 充分 发挥 高压 冲水 的作 用 。 目前 , 多

数 耙头 的高 压 冲水 利 用底 部 耐 磨块 兼 做 喷 嘴 , 于  对 松 散 的中 、 粗砂 , 混合 土有 作 用 , 对 于粉 细 砂 作用  但 甚微 。耙头 、 耙管 的重 量 大部 分 通过 耐磨 块 而压 在  底 土表面 。高压 水喷 口周 围大 面 积 与密 实 砂 接触 ,

高压枪管作为格栅的一部分, 必须安装可拆换喷嘴 ,   在不 用高 压水 的场合换 装上 闷头 保护喷 枪 。在高 压

水 泵工作 时 , 与耙 头 活动 罩 连接 的高压 软 管 还 能产  生 一个 可观 的附加 力矩 , 当 于增 加 几 吨重耙 头 重  相

量, 使耙 头活动 罩底 面紧贴 底 土。   某 工地 用此 方法 进行 技 改 , 仅用 三 支高 压水 枪

就使 该 耙的 效率 提 高 10 , 果 高 压 水 的 资 源 足  0% 如

够 安装六 支高 压水枪 , 可拆去

所有耙 齿仍 能高效 。 则   应 用 高压 水 为 主要作 用 开 挖粉 细砂 的船舶 , 保

近乎 是封住 了高压 水喷 口, 此时 高压水 泵排压 虽 高 ,

但 出水流量 很低 、 高压水无 扩展 发挥 的空 间 , 巨大 能  量无 法有效 传递给 底 土 , 一种 高 压水 喷 嘴 虽 然 安  另

持低 船速施 工 是产量 的保 证 。   对 于无 高 压 冲水 系统 的船 舶 , 可改 装我 们 开发

的刨削 型耙齿对 密 实砂 进 行 开 挖 , 削 型耙 齿 的 良  刨

装 于主轴上 独立 于耙 吸 腔 内 , 随着 作业 水 深 的 变  但 化, 喷枪对底 土 的角度变化 过大 , 而且 喷嘴距底 土有

好 契人 性能使 耙齿 易 于 契入 密 实砂 中 , 它 的刨 削  而 特 点和 导 向性使 密 实砂 主动 送 进耙 腔 里 , 泥泵 真  靠 空 度产 生的水 流将砂 抽送 进泥舱 。用 这种 方式开挖  保 持高船 速施 工是 产量 的保 证 。

无 论 以上 哪种 方 式 , 制 从 活动 罩 后部 抽 吸一  控

定距离 。虽然 喷射 出的高 压 水 能量 可 完 全 释放 ,

了, 作用到 底土 上 的能 量 依 然甚 微 。约 每 1 m 的  0m

但绝 大部分 的能量 被喷嘴到 底土 间 的泥 砂流层 吸 收  泥砂 流层将 消耗 去 高压 水 枪 能量 的 1% 。假 如 喷  0

定 的水流 至关重 要 , 以要 在活 动 罩后 部 开适 当 的  所

嘴到底土的距离是 1o m, om 高压水就可能形 同虚设

了。

通水口, 这不是浪费泥泵 的功率, 而是非常必要的 ,   它使得耙头起到一个射 流泵 的作用 , 活动罩后部  从 抽吸的水流就是这个射流泵 的原动力 , 能对耙头底  部的密实砂产生很大的混合吸附作用。

能完 全 发挥高 压 冲水 能 量 的做 法是 : 据 高压  根

水泵的排量和输水管径, 选择合理的高压水喷嘴个

数 和 口径 , 高压水枪 直接贯 穿安装 于耙 头活动 罩上 ,

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第 6期

北  方  交  通

・l   l3・

高填 方路 堤 中的 小桥 设 计体 会

曲光增

( 大连市交 通规划勘察设计 院 , 大连 摘 16 3 )   0 3  1

要: 针对在公 路 小桥涵设计 中经常会遇 到高填方路堤 中的小桥 结 构选 型问题 , 简要介 绍 了设 计 中应 注意

的 问题 。

关 键 词 : 堤 ; 梁 ; 构 型 式  路 桥 结

中图分类号 : 42 5   U 4 . 3

文 献标 识码 :  B

文章 编号 :6 3— O 2 2 O )6一 13— 2 17 6 5 (O 8 0 O 1 0

1 问题 的提 出     在公路 桥涵设 计 中 , 常常 会遇 到路 基填 高 在 6   m 以上且设计 流量 不大 或通 道较

窄情 况 下 的小桥设 计

情况, 此类 小 桥通 常 标 准 跨 径 为 5 6 8 l m、 m、 m、 m、O

措施必须齐备 , 而且要 求特别注意路线线形及其与  周边环境的协调一致。因此 , 对于高路堤需要从工  程 难 易 、 价合 理 、 造 安全 可靠 和环保 等多 方 面与采 用

较 长 高架 桥 方 案 进 行 综 合 比较 , 衡 利 弊 , 优 而  权 择 定 。针 对此 问题 ,04年《 路路基 设 计规 范 》 对  20 公 相

1m 和 1m, 使用 性质 不 同分 为流水 桥 、 道桥 或  3 6 按 通 通 道兼排水 小桥 等 。本着 实用 、 济 、 经 安全 和美观 的

设计 原则 , 若小桥 的下 部 结 构 采 用 经 济 实用 和便 于

施工的石砌或素混凝土等轻型墩 台, 由于受 台身高

度 和结构 自身 的限制 , 截 面强度 、 其 稳定 性 等指标 验

算 均满足不 了设 计 要 求 , 因此 无 法 采 用 。如 果 采 用

原规范也作 了以下新 的规定 : 路基设计宜避免高路  堤 与深 路 堑 。当路 基 中 心填 方 高度 超 过 2 m、 心  0 中 挖 方 深度超 过 3m 时 , 结 合 路 线 方 案 与 桥 梁 、 0 宜 隧  道等构造物 ( 半桥半路 、 半隧半路或半 隧半桥) 或分  离 式路 基作 方案 比选 。

对 于填 筑高 度 随填料 不 同大 于 6 小 于 1m 或  m 2 2 m 的 中高 路堤 , 在 具 体 的公 路 工 程实 践 中较 为  0 其 常见 , 也是 本文讨 论 的重 点 。

小 桥设 计 时 , 地质 的好 坏 和地 基 承载 力 的 大 小

重力式 墩 台 , u型桥 台 , 如 因其 结 构 过 于笨 重 , 工  圬 体 积较 大 , 这样选 用不 经 济也不 美 观 。

2 设计体 会

此种情 况下采 用 什么样 的桥梁 结构 型式 既 能满

足实用 、 济 、 全 和美 观 的设 计 原 则 , 经 安 同时 又 符 合

因地制 宜 、 就地取 材 和便 于施工 、 护 的原则 是一 个  养

决定 着 小桥 的结 构 型式 的选 择 。一 般情 况下 , 地  当 表 或 河 床 顶 面 以下 3~5 以 内地 基 容 许 承 载 力  m [ ] 于 2 0~30 P   大 5 0 k a时 , 桥 基 础 采 用 浅 基 础  小

非常值 得探讨 的问题 。下 面结 合 自己在 一些 工程 设

计 中的实践 , 谈谈 自己的一些体会。   般情况下 , 当路基填筑高度随填料不 同超过

( 一般为刚性扩大基础 ) 若浅层地基容许承载力较  ; 小, 则宜采用深基础( 一般 为桩基础 ) 或其它结构型

式。

1m或 2 m时( 2 0 高路堤 ) 路堤 的填筑 工程量过 大, ,   占地面积宽 , 对地基 的承载力要求高 , 堤身 自身应有

足够 的整体强

度 和边坡 稳定 性 , 路基 的 排水 、 防护 等

在 中高路堤 ( m 以上) 6 的小桥设计 中, 孔标  单

准跨 径 小于 等 于 1m 的小 桥 , 础 较 好 时 , 们 不  0 基 我

Ha r w  a - u t n Dr d e   c v t s S l — Fi e S n   ro Dr g— S c i   e g r Ex a a e   it - n   a d o y

Ab ta t T e de gn  e h iu  sara yc n iea l i e B ti  n   n ie r g ,h   x a ain o  s rc  h   rd ig tc nq e i  l d   o sd rby r . u n ma y e gn ei s te e c v t   f e p n o

s t — n   a d i s l a k o t  r b e T e p p r n r d c sa fw me s r st  r v   x a a ig e f in y w t  i y— f e s n  s t l   n t p o lm. h   a e   t u e    e   a u e  o i o e e c v t   f ce c   i l i   i  y i o mp n i h h ro   r g—s c in d e g rt  x a ae t e sl ar w d a u t   r d e   e c v t h   i y—f e s n . o o t i   a d  n

K y wors Harw da — u t n de g r Sl — n  a d; ln n —y es ie—toh h r w e  d  ro   rg—s ci   rd e ; i y—f esn P a ig—tp  pk —o t  a o   o t i

范文三:耙吸式挖泥船船舶参数

船舶基本资料

船名:万顷沙(WANQINGSHA)

呼号:BSPN

船籍港:广州(GuangZhou)

载重吨:总吨10980 净吨:3294

船舶登记号:04H2005 国际海事组织编号:9285768

建造日期:2004.05.20

签订建造合同时期:2002.03.27 交船日期:2004.05.20

龙骨安放日期:2003.06.23

制造厂:荷兰IHC

总长LOA132.48 垂线间长LPP:121 型宽B:24.50 型深D:10.10

空船重量:7187.00t 轻载重量 (泥舱关闭)8371 t

总载重量:15814t 100%storage: 1130t (250t+880t)

吃水:

空船 泥舱关闭: Fore 1.608 aft: 4.63 mean: 3.12

空船 泥舱关闭 100%备品: Fore: 1.98 aft: 5.11 mean: 3.54

空船 泥舱开启 100%备品: Fore: 2.84 aft: 5.71 mean: 4.23

满载吃水:

夏季干舷:7.53 疏浚标志:平均吃水8.75

- 最高溢流位时的舱容(最大舱容,溢流管高度:13.8m, ………………10028m3

- 最低溢流管高度8.5 m)……………………..5541 m3

- 耙吸管内径………………………………………………………………1000mm

- 耙吸管与船体基线夹角45°时轻载水线下的正常挖深(即:10%贮备及泥舱水面与吃水线齐平时)………………………………………………………..28m

- 耙吸管与船体基线夹角55°时轻载水线下的最大挖深(即:10%贮备及泥舱装满水时)……………………………………………………………………..39m

- 2台主机在510转时每台输出功率……………………………………..6000kW

- 2台主发电机(交流)每台输出功率…………………………………..2480kW

- 1台辅助发电机组(交流)输出功率……………………………………812kW

- 1台应急发电机组(交流)输出功率………………………………….. 408kW

- 2台电动高压冲水泵每台输出功率……………………………………..1135kW

- 2台电动艏侧推器每台输出功率……………………………………….. .500kW

- 8.75m平均吃水时航速(另见A6节)………………………………….15.0节

燃油、润滑油和淡水贮量:

- 重油总贮藏量………………………………………………………..约1700m3

- 柴油总贮藏量………………………………………………………..约 200m3

- 润滑油总贮藏量……………………………………………………..约 30m3

- 淡水总贮藏量………………………………………………………..约 500m3

续航力:

用二台主机以100%的最大持续功率连续运转时,上述舱容能满足本船空载航行25天。此时本船电力由主发电机供给。

当本船以A5项所示载重量航行,用二台主机以100%的最大持续功率连续运转时,续航力为15天。此时本船电力由主发电机供给。

主机:

主机型式及数量:Diesel Engine 8ZAL40S, 2; 额定功率及转速:6000.00KW×2, 510.00r/min

主机制造者:Wartsila Italia S.p.A., Italy

发电机组:

原动机型式及数量: Diesel Engine35058B DITA,1 M.E. shaft driven, 2

额定功率,电压: 812KW×1,400V

2480KW×2,690V

挖泥设备:

挖深:28m/加长耙臂管39m双耙(耙管Ф1000)

泥泵功率:挖泥1530KW 吹岸:3000KW

吹距:3000m

高压冲水泵:1135KW×2

本船载重量规定如下:

重柴油………………………………………………………………….710t

轻柴油………………………………………………………………….100t

润滑油…………………………………………………………………...25t

淡水…………………………………………………………………….180t

船员及食品………………………………………………………………15t

备件和船员属具………………………………………………………..100t

泥砂(1.4642t/m3×10028m3)…………………………………..…14684t

总载重量……………………………………………………………(1130t)

净载重量: 8124m3。泥舱载量为14684t,其中砂为6905 m3(比重1950kg/ m3),水为1219 m3。

总用/消防/舱底水泵(两台)

功率:37KW 排量:68m3/h 压力6.2bar

应急消防泵:

功率:30KW 排量:45 m3/h 压力6.2bar

注意: 为防止恶劣海况对船艏的损害, 艏吃水必须不小于4.84m!

范文四:10288m3”浚海6“耙吸挖泥船概况

10288m3“浚海 6”耙吸挖泥船

详细信息 船 型 类 型 : 设 计 单 位 : 承 造 单 位 : 船 东 : 首 制 船 : 工程船-挖泥船 中国船舶及海洋工程设计研究院 广州文冲船厂有限责任公司 中交广州航道局有限公司 2012 年设计特点(Design Characteristic): 本船为双导管架、双机复合驱动、双耙、单甲板、球鼻艏、带导流鳍型 钢质焊接流线型船体的自航耙吸挖泥船。适用于长江口、珠江口和沿海 港口、航道的疏浚、维护和吹填工程。无限航区调遣。 主要尺寸(Main dimensions): 总 长 Loa(m): 垂线间长 Lpp(m): 型 宽 B(m): 型 深 D(m): 设 计 吃 水 d(m): 结 构吃 水 ds(m): 载重量(Deadweight): 设计吃水时 DW(t): 15570 航速、油耗及续 航距离(Speed , etc.): 服务航速 Vs(kn): 15 容量(Capacity): 发电机及容量(Generator and capacity): 推进柴油机 2×5780、轴带发电机 2×2500、 柴油发电机(台): 辅发电机组 800 船级: 船型英文名称: 最大挖深(m): 泥舱舱容(m3): 泥泵(kw): 耙管(m): CSA 10288m3 "JUN HAI6"TRAILING SUCTION HOPPER DREDGER 28/39/45 10288 1300/2600 0.9 131.30 122.30 25.4 9.8 7 8.45

范文五:耙吸式挖泥船施工工艺

耙吸式挖泥船施工工艺

1.耙吸式挖泥船的操作工艺

自航耙吸式挖泥船的施工方法一般有三种:装舱施工法;边抛施工法;吹填施工法。黄骅港工程航道疏浚工程中主要采用的是装舱施工法。工程初期开挖边坡时,由于自然水深无法满足自航耙吸挖泥船满载施工的需要,也采用过边抛施工法,然后采用“二次搬运”的方式再挖除因边抛回淤至航道内的淤泥。

装舱溢流法是指挖泥船进入指定的开挖段内,将耙管放到水下水平状态后启动泵机,根据当时潮位将耙头下放到泥面,将耙管内的清水和低浓度泥浆直接排出舷外,待泥浆浓度正常后再打开进舱闸阀装舱;当泥舱装满后仍继续泵吸泥浆进舱,使泥舱上层低浓度泥浆通过溢流筒溢出。采取这一施工方法必须对溢流时间加以控制,根据不同土质控制不同溢流时间,以尽可能使泥舱装载量达到最大,然后停泵起耙,把泥沙运到指定抛泥区抛卸。在黄骅港施工过程中,我们根据施工区段长度和挖泥航速,确定适度的溢流时间,保证每船最大的装舱量,并提高挖泥船次,以做到多装快跑。

挖泥航速的选用。耙吸挖泥船挖泥作业时,其对地航速的快慢与挖泥效率有着很大的关系,应根据所挖土质不同,而选用不同的航速。这是因为耙头吸入泥沙多少,除受泵机功率、水深等制约外,基本上是由单位时间内耙头拖移过的河床面积与可能吸动土壤的深度决定的,因所配用耙头的宽度和齿深不变,可变的在于对地航速。淤泥或软土很容易被耙吸,松土深度较大,对地航速可以低些,一般在2节左右;挖浮泥时,对地航速还可以更低;如果土质为较高塑性粘土、亚粘土、密实细沙,耙齿能入土深度较小,必须增大耙头动能来加强剪切和扩大耙挖面积,从而提高松动量,对地航速一般为3-4节。但航速过快,往往不易控制挖泥深度,并招致水流作用于耙管产生上举分力,耙头与泥面保持不了正常的密切接触,泥浆浓度反而下降。这种动向,水深越大越早发生。反之对地航速过

慢,不仅吸处可能变深,松动泥沙供应下降,吸入泥浆自然低落,产量下降。 在黄骅港施工过程中,我们根据黄骅港细粉沙的特点,现场采集数据分析、测试,得出挖泥航速控制在3.0~3.5节泥浆浓度最高的结论。

2.根据不同施工地段选用不同施工工艺

1)槽内及边坡施工。在施工过程中,我们根据自航耙吸挖泥船具体施工长度、挖深等确定分段、分带与分层开挖。每段之间搭接100米,在施工中将边坡分成6-8带,由各施工船舶所划分区段采取分层开挖,分层厚度不超过1米。

2)扫浅施工。由于自航耙吸式挖泥船施工时是处于航行状态,挖槽平整度的控制相对其它挖泥船较差。所以在工程尾期扫浅,是我们必须面对的问题。航道浅点的特点是浅点孤立,水深落差大,分布不集中,路线长,土质坚硬,难于挖掘。通过长期实践,我们积累了一套行之有效的扫浅施工工艺:首先对航道内浅点进行统一编号,然后采用进退拉锯扫浅法以及“S”形绕行扫浅法,对各浅点逐个挖除。进退拉锯扫浅法就是当船舶挖过浅点后,起耙将耙头提升到离开泥面,然后倒车退回并越过起点,待船舶不再存在对地航速,转而微微进车,再下耙着底挖泥,如此反复在浅点上拉锯式施工。“S”形绕行扫浅法就是根据散布浅点或浅埂的分布,使船舶成“S”形轨迹与浅点、浅埂呈斜交挖泥,利用耙齿削切浅点。

3.改进挖掘机具,是提高施工效果的有效途径

耙头是自航耙吸挖泥船直接挖掘机具,是主要疏浚设备,对挖泥船的生产效率有着很大影响。提高耙头破土能力是提高自航耙吸式挖泥船效率的关键之一。我们针对黄骅港土质密实度高、板结力强(标准贯入击数8~15,最大可达到26)、一般耙头根本无法挖掘的特点,不断改进现用加利福尼亚冲水耙头的耙齿,摸索出犁形耙齿能够有效增强耙头在粉质土中的破土能力。经过施工检验证明,该耙齿入土深度大,破土能力强,泥浆进舱浓度高,施工效率明显提高。

耙吸式挖泥泥船施工管理

施工管理就是要通过计划、组织、指挥、协调和控制,实施对疏浚施工全过程的管理,安全、优质、高效地完成施工任务,根据自航耙吸式挖泥船的特点,我们主要采取了以下一些管理措施:

1.组建现场调度,合理指挥,增加有效作业时间

为了不影响港口生产营运,港口航道疏浚一般选用自航耙吸式挖泥船施工。但由于黄骅港航道140米的底宽,不能满足航道内挖泥船与生产营运船舶交会的需要。为了增加施工船舶作业时间,在港方大力支持下,在现场接通了黄骅VTS交管中心的信息讯号,使现场调度员对施工作业船舶动态可进行实时跟踪。由于现场调度指挥与交管中心及施工船舶联络信息畅通,确保了施工船舶和航行船舶的安全避让,增加了挖泥施工时间。

2.每日召开施工生产例会,解决施工难点,协调内外关系

实行业主、施工单位及监理单位每日“碰头会”制度,通报每日施工情况,分析施工中存在的问题,及时解决施工中的难点,协调内外各种关系,是保障工程顺利进行的基础。

3.实行单船分段包干考核奖惩制度

根据工程进度要求,定期对施工船舶施工的航行轨迹进行分析,并根据航道测图,检测施工船舶前段的施工效果。将施工效果与当月绩效工资挂钩,极大地调动了施工船舶的积极性。

4.编写《疏浚施工作业指导书》等文件以指导船舶施工

疏浚工程师驻船了解、掌握船舶施工情况,根据各船性能和特点,制定详细的施工作业指导书,以指导船舶施工。加强与船长、驾驶员的沟通,将每天施工

意图落实到各个工班。分析航道测图,绘制航道断面图,及时送达各施工船舶,使各船对施工效果能一目了然,并对施工不足之处,作科学合理的调整。每月召集施工船舶船长、驾驶员到项目部进行月度施工总结、分析,不断完善施工工艺。

5.施工作业安排以动态管理为原则

每5至7天对航道进行一次全面测量,并根据历次测图情况仔细分析研究,结合各施工船舶作业特点及时调整各施工船舶的作业区段。

6.加强船舶设备的管理,提高施工船舶时间利用率

良好的设备状况是保证施工能力的基础。要求各施工船舶加强现场设备管理,严格按照制度做好设备日常巡查和维护工作,利用补给抛锚的时间,合理安排一些设备维护保养工作,力争提高设备利用率。及时发现与消除安全隐患,为设备安全运行提供保障。

7.加强施工安全管理

自航耙吸式挖泥船在施工过程中始终是在航行状态,相对定泊式挖泥船安全风险更大,这就要求我们在施工过程中要将安全放在首位,做好各种安全措施。在黄骅港施工过程中,我们认真细致地制定耙吸挖泥船的避让、防风、防搁浅、防压耙等安全措施以及冰凌期的施工安全措施预案等,避免事故发生,保证工程顺利进行。

范文六:3耙吸挖泥船泥舱结构分析'> 9000m3耙吸挖泥船泥舱结构分析

摘要:本文对9 000 m3耙吸挖泥船的泥舱区结构形式、泥舱围板、泥门处船体结构等进行分析,对以后设计制造类似船舶或超大型挖泥船起着借鉴作用。

关键词:耙吸挖泥船;泥舱;结构强度

Analysis on Structure of Hopper for 9 000 m3 Trailing Suction Hopper Dredger

LIN Zhixin,LI Xiaoyan,HUANG Xuxin

( CCCC Guangzhou Dredging Co., Ltd. Guangzhou 510221)

Abstract: This paper analyses the strcture type of hopper area, cabin coaming and hull structure around dump door for 9 000 m3 trailing suction hopper dredger.

Key words: Trailing suction hopper dredger; Hopper; SturcturaL strength

1前言

9 000 m3耙吸挖泥船泥舱区设计在中部,由于大型挖泥船的设计特点是肥大型和泥舱区大开口的型式,决定了泥舱的结构设计是整船设计的重点,由于泥舱区频繁地承受因装卸泥作业而引起的交变载荷作用,结构的强度保证要求更高,本文通过对9 000 m3耙吸挖泥船泥舱区结构的分析对以后制造类似船舶或超大型挖泥船起着借鉴作用。

29 000 m3耙吸挖泥船基本特点

2.1基本设置及功能

① 双尾耙疏浚作业。

② 可将耙吸的泥浆装舱,或当泥浆浓度过低时可直接进行舷外排放。

③ 具有泥沙回填功能,通过右泥泵抽舱,可把泥舱的泥沙从左耙头回填致海底沟槽中。

④ 通过船底两排锥形泥门抛泥。

⑤ 挖泥前可使用右泥泵抽舱,直至抽至泥泵吸口高度为止。

⑥ 在维修泥门时可使用泥舱射流泵余水抽吸系统抽干泥舱内余水,射流泵材料选用球墨铸铁。

⑦ 可采用抽舱系统、首吹接头及吹泥浮管,通过双泵串联或右泵进行首吹排岸作业。

⑧ 可采用抽舱系统、首部喷嘴,通过双泵串联或右泵进行船首首喷作业。

⑨ 采用配有高压冲水和可卸式耙齿的耙头来疏松密实土。

⑩ 可采用两台高压冲水泵进行冲舱,稀释和松散泥舱内的泥砂而有助于抛泥和抽舱作业。冲舱时高压冲水压力可达8 bar。

11泥门由一台液压缸启闭,在驾驶室进行遥控。

12泥舱带有舱口围板,并在舱口四周设有防溅板。

13 驶室遥控操作一只溢流筒的液压缸,在舱容约5 000 m3到最大舱容9 000 m3范围内进行连续调节。

2.2主要参数

总长 约125 m

垂线间长 116 m

型宽 25.4 m

型深 9.8 m

平均型吃水(夏季载重线,国际干舷) 7.0 m

挖泥吃水 8.35 m

泥舱载量 约13 235 t

总载重量(吃水8.35 m)约14 410 m

舱容 满载挖泥吃水8.35 m时 9 000 m3

3泥舱结构

3.1结构型式

本船泥舱区结构采用纵骨架式,箱形龙骨、泥舱边舱和泥舱围板的强框架间距为4 900 mm;根据本船2列共18只锥形泥门的设置要求,每个泥门间设置平板肋板,间距亦为4 900 mm;对应平板肋板的位置,泥舱甲板处设置架空横梁,形成横向强框架;泥舱底部均衡设置18只锥形泥门,并在箱形龙骨两侧设置抽舱通道。

3.2泥舱肋板

对于布置双列泥门的耙吸挖泥船,一般在泥舱中间沿船长方向设有箱形龙骨,箱形龙骨内的空间可作为管系的通道。前后每扇泥门之间设有肋板。泥门间的肋板型式主要有两种:平板肋板和箱形肋板。本船采用平板肋板形式。其优点如下:

本船箱形龙骨两侧设有抽舱通道,相对箱形肋板,采用平板肋板型式,结构更简单,也易于施工;采用平板肋板,其端部与泥舱边舱及箱形龙骨内的强框架的连接更易处理;采用平板肋板,不仅节省钢材,对泥舱的舱容影响也小。

3.3泥门处船体结构

泥舱底部每只泥门处所均为方形泥门围阱,其间设置锥型泥门,这样在泥门围阱的四角容易积泥,本船采用在泥门四周设置泥门包板办法,并尽量增大泥门包板的倾角,以方便卸泥。这样比采用箱型肋板要好得多,见图1。

3.4泥舱围板

本船泥舱底部采用锥型泥门。泥门的型式和结构受力与方型泥门不同,它们通过阀杆连接到位于泥舱围板甲板上的液压油缸装置,其关闭完全通过液压油缸作用,对液压油缸的反作用力直接传递给泥舱围板的箱形甲板结构。因此泥舱围板结构强度要求比较大,在油缸穿过处的围板采用箱形结构以增加因受泥门油缸集中力所带来的抗弯抗扭能力;该处结构采用高强度钢,增加局部强度。另在中间处采用架空横梁增加其强度,节点图见图2。

3.5泥舱中部的三角舱

泥舱中部的三角舱结构是耙吸挖泥船的特殊结构,是确保总纵强度的重要结构,设计成三角形式目的是为了泥舱能快速卸泥;在内部结构上采用每三档有一个强肋骨形式,这样能保证整个三角舱的强度,同时也保证每个泥门舱的结构强度,见图3。

3.6泥舱边舱结构

耙吸挖泥船应满足《国际防止船舶造成污染公约》(MARPOL 公约),即对泥舱的边燃油舱外壳需设置双壳结构。由于现今耙吸挖泥船船型的日益肥大化,L/B值通常较小,本船尤为突出(L/B为4.567),为了满足公约要求,保证不占用燃油舱的空间,设计时尽量使隔舱保持最小,解决了这一难题,见图4。

3.7溢流筒与船体焊接结构

泥舱内的溢流筒的作用是保证挖泥过程中泥浆的浓度,泥舱内的泥浆通过溢流筒可以将泥浆多余的水去掉,从而达到升高泥浆的浓度。溢流筒是与船底板连接在一起的,它的结构比较重要,一方面要受到不断流入溢流筒的泥浆的冲力和磨擦力,另一方面要承受外面水流的压力,9 000 m3挖泥船溢流筒采用双层板设计,内层采用耐磨板HARDOx400,15 mm板材,外层采用高强度钢CCSAH36,20 mm,另溢流筒和船底板的焊接要求焊透,如图5。

4 泥门结构

4.1泥门形式

目前国际流行的泥门形式有锥形泥门和方形泥门两种,锥形泥门与船体的密性比方形泥门好,而且本身强度也比较高,但其缺点是结构比较复杂,所占有的重量较大。而方形泥门虽然结构比较简单,也利于卸泥,但与船体的密性较差,维修成本比较高。综合平衡决定本船采用锥形泥门形式。

4.2国内最大直径的泥门尺寸

本船是国内耙吸挖泥船设计中首次采用直径达4 m以上的锥形泥门形式,对结构来说,泥门直径的加大,不利于底部结构强度的保证,同时也使泥门围板结构所受的集中力增加。

4.3泥门结构形式

采用的泥门结构形式如图6,为了保证泥门的重量不能太大,在泥门的各种连接板和加强板都采用减轻孔的形式,另处在泥门的上端设置了防掉落装置,保证施工时泥门的意外掉落。

5泥舱两端结构

由于泥舱的大开口和挖泥形式,决定了泥舱两端的应力集中非常严重,所以对泥舱两端的结构结强应给予高度重视,我单位由IHC建造的两艘耙吸挖泥船“万顷沙”和“广州”号就相继在泥舱两端舱壁出现裂纹,证明了该处结构应力集中非常严重,对泥舱两端结构的加强函待提高。9 000 m3挖泥船对两端舱壁结构进行了改进。 改进措施如下:

1)在保证船体剪切强度方面,泥舱纵壁结构在向首尾泥舱区处的两端过渡时,应延伸泥舱纵壁至少4个肋位以上,以保证该处结构的强度。图7为高压冲水泵舱在泥舱纵壁(距CL8 900)延伸的结构,在舱内甲板以下,纵壁延伸了16个肋位,在舱内甲板以上,纵壁延伸了4个肋位。笔者认为如果设备布置允许,最好是6个肋位。

2)在三角舱应力最集中的地方在舱壁处设计三角结构加强,如图8为泥舱舱壁在FR119,在高压冲水泵舱内所看到的三角舱延伸结构加强图,另处在舱内三角斜板和舱壁板的焊接要求焊透,避免该处局部应力过大而造成裂纹的现象。

9 000 m3挖泥船经过一年多的航行实践,应力集中现象得到解决,没有出现舱壁裂纹现象。

6结束语

9 000 m3挖泥船目前已完成了所有的建造,共有“浚海1”和“浚海2”两艘船并且在疏浚市场上发挥了重要的作用,据两艘船的船长反映,该船的泥舱结构特别结实,相比同类型船“万顷沙”号的泥舱结构要强,在此由衷的感到高兴,但愿在以后大型或超大型耙吸挖泥船的设计和建造中能越做越好,并尽早实现大型耙吸挖泥船的国产化。摘要:本文对9 000 m3耙吸挖泥船的泥舱区结构形式、泥舱围板、泥门处船体结构等进行分析,对以后设计制造类似船舶或超大型挖泥船起着借鉴作用。

关键词:耙吸挖泥船;泥舱;结构强度

Analysis on Structure of Hopper for 9 000 m3 Trailing Suction Hopper Dredger

LIN Zhixin,LI Xiaoyan,HUANG Xuxin

( CCCC Guangzhou Dredging Co., Ltd. Guangzhou 510221)

Abstract: This paper analyses the strcture type of hopper area, cabin coaming and hull structure around dump door for 9 000 m3 trailing suction hopper dredger.

Key words: Trailing suction hopper dredger; Hopper; SturcturaL strength

1前言

9 000 m3耙吸挖泥船泥舱区设计在中部,由于大型挖泥船的设计特点是肥大型和泥舱区大开口的型式,决定了泥舱的结构设计是整船设计的重点,由于泥舱区频繁地承受因装卸泥作业而引起的交变载荷作用,结构的强度保证要求更高,本文通过对9 000 m3耙吸挖泥船泥舱区结构的分析对以后制造类似船舶或超大型挖泥船起着借鉴作用。

29 000 m3耙吸挖泥船基本特点

2.1基本设置及功能

① 双尾耙疏浚作业。

② 可将耙吸的泥浆装舱,或当泥浆浓度过低时可直接进行舷外排放。

③ 具有泥沙回填功能,通过右泥泵抽舱,可把泥舱的泥沙从左耙头回填致海底沟槽中。

④ 通过船底两排锥形泥门抛泥。

⑤ 挖泥前可使用右泥泵抽舱,直至抽至泥泵吸口高度为止。

⑥ 在维修泥门时可使用泥舱射流泵余水抽吸系统抽干泥舱内余水,射流泵材料选用球墨铸铁。

⑦ 可采用抽舱系统、首吹接头及吹泥浮管,通过双泵串联或右泵进行首吹排岸作业。

⑧ 可采用抽舱系统、首部喷嘴,通过双泵串联或右泵进行船首首喷作业。

⑨ 采用配有高压冲水和可卸式耙齿的耙头来疏松密实土。

⑩ 可采用两台高压冲水泵进行冲舱,稀释和松散泥舱内的泥砂而有助于抛泥和抽舱作业。冲舱时高压冲水压力可达8 bar。

11泥门由一台液压缸启闭,在驾驶室进行遥控。

12泥舱带有舱口围板,并在舱口四周设有防溅板。

13 驶室遥控操作一只溢流筒的液压缸,在舱容约5 000 m3到最大舱容9 000 m3范围内进行连续调节。

2.2主要参数

总长 约125 m

垂线间长 116 m

型宽 25.4 m

型深 9.8 m

平均型吃水(夏季载重线,国际干舷) 7.0 m

挖泥吃水 8.35 m

泥舱载量 约13 235 t

总载重量(吃水8.35 m)约14 410 m

舱容 满载挖泥吃水8.35 m时 9 000 m3

3泥舱结构

3.1结构型式

本船泥舱区结构采用纵骨架式,箱形龙骨、泥舱边舱和泥舱围板的强框架间距为4 900 mm;根据本船2列共18只锥形泥门的设置要求,每个泥门间设置平板肋板,间距亦为4 900 mm;对应平板肋板的位置,泥舱甲板处设置架空横梁,形成横向强框架;泥舱底部均衡设置18只锥形泥门,并在箱形龙骨两侧设置抽舱通道。

3.2泥舱肋板

对于布置双列泥门的耙吸挖泥船,一般在泥舱中间沿船长方向设有箱形龙骨,箱形龙骨内的空间可作为管系的通道。前后每扇泥门之间设有肋板。泥门间的肋板型式主要有两种:平板肋板和箱形肋板。本船采用平板肋板形式。其优点如下:

本船箱形龙骨两侧设有抽舱通道,相对箱形肋板,采用平板肋板型式,结构更简单,也易于施工;采用平板肋板,其端部与泥舱边舱及箱形龙骨内的强框架的连接更易处理;采用平板肋板,不仅节省钢材,对泥舱的舱容影响也小。

3.3泥门处船体结构

泥舱底部每只泥门处所均为方形泥门围阱,其间设置锥型泥门,这样在泥门围阱的四角容易积泥,本船采用在泥门四周设置泥门包板办法,并尽量增大泥门包板的倾角,以方便卸泥。这样比采用箱型肋板要好得多,见图1。

3.4泥舱围板

本船泥舱底部采用锥型泥门。泥门的型式和结构受力与方型泥门不同,它们通过阀杆连接到位于泥舱围板甲板上的液压油缸装置,其关闭完全通过液压油缸作用,对液压油缸的反作用力直接传递给泥舱围板的箱形甲板结构。因此泥舱围板结构强度要求比较大,在油缸穿过处的围板采用箱形结构以增加因受泥门油缸集中力所带来的抗弯抗扭能力;该处结构采用高强度钢,增加局部强度。另在中间处采用架空横梁增加其强度,节点图见图2。

3.5泥舱中部的三角舱

泥舱中部的三角舱结构是耙吸挖泥船的特殊结构,是确保总纵强度的重要结构,设计成三角形式目的是为了泥舱能快速卸泥;在内部结构上采用每三档有一个强肋骨形式,这样能保证整个三角舱的强度,同时也保证每个泥门舱的结构强度,见图3。

3.6泥舱边舱结构

耙吸挖泥船应满足《国际防止船舶造成污染公约》(MARPOL 公约),即对泥舱的边燃油舱外壳需设置双壳结构。由于现今耙吸挖泥船船型的日益肥大化,L/B值通常较小,本船尤为突出(L/B为4.567),为了满足公约要求,保证不占用燃油舱的空间,设计时尽量使隔舱保持最小,解决了这一难题,见图4。

3.7溢流筒与船体焊接结构

泥舱内的溢流筒的作用是保证挖泥过程中泥浆的浓度,泥舱内的泥浆通过溢流筒可以将泥浆多余的水去掉,从而达到升高泥浆的浓度。溢流筒是与船底板连接在一起的,它的结构比较重要,一方面要受到不断流入溢流筒的泥浆的冲力和磨擦力,另一方面要承受外面水流的压力,9 000 m3挖泥船溢流筒采用双层板设计,内层采用耐磨板HARDOx400,15 mm板材,外层采用高强度钢CCSAH36,20 mm,另溢流筒和船底板的焊接要求焊透,如图5。

4 泥门结构

4.1泥门形式

目前国际流行的泥门形式有锥形泥门和方形泥门两种,锥形泥门与船体的密性比方形泥门好,而且本身强度也比较高,但其缺点是结构比较复杂,所占有的重量较大。而方形泥门虽然结构比较简单,也利于卸泥,但与船体的密性较差,维修成本比较高。综合平衡决定本船采用锥形泥门形式。

4.2国内最大直径的泥门尺寸

本船是国内耙吸挖泥船设计中首次采用直径达4 m以上的锥形泥门形式,对结构来说,泥门直径的加大,不利于底部结构强度的保证,同时也使泥门围板结构所受的集中力增加。

4.3泥门结构形式

采用的泥门结构形式如图6,为了保证泥门的重量不能太大,在泥门的各种连接板和加强板都采用减轻孔的形式,另处在泥门的上端设置了防掉落装置,保证施工时泥门的意外掉落。

5泥舱两端结构

由于泥舱的大开口和挖泥形式,决定了泥舱两端的应力集中非常严重,所以对泥舱两端的结构结强应给予高度重视,我单位由IHC建造的两艘耙吸挖泥船“万顷沙”和“广州”号就相继在泥舱两端舱壁出现裂纹,证明了该处结构应力集中非常严重,对泥舱两端结构的加强函待提高。9 000 m3挖泥船对两端舱壁结构进行了改进。 改进措施如下:

1)在保证船体剪切强度方面,泥舱纵壁结构在向首尾泥舱区处的两端过渡时,应延伸泥舱纵壁至少4个肋位以上,以保证该处结构的强度。图7为高压冲水泵舱在泥舱纵壁(距CL8 900)延伸的结构,在舱内甲板以下,纵壁延伸了16个肋位,在舱内甲板以上,纵壁延伸了4个肋位。笔者认为如果设备布置允许,最好是6个肋位。

2)在三角舱应力最集中的地方在舱壁处设计三角结构加强,如图8为泥舱舱壁在FR119,在高压冲水泵舱内所看到的三角舱延伸结构加强图,另处在舱内三角斜板和舱壁板的焊接要求焊透,避免该处局部应力过大而造成裂纹的现象。

9 000 m3挖泥船经过一年多的航行实践,应力集中现象得到解决,没有出现舱壁裂纹现象。

6结束语

9 000 m3挖泥船目前已完成了所有的建造,共有“浚海1”和“浚海2”两艘船并且在疏浚市场上发挥了重要的作用,据两艘船的船长反映,该船的泥舱结构特别结实,相比同类型船“万顷沙”号的泥舱结构要强,在此由衷的感到高兴,但愿在以后大型或超大型耙吸挖泥船的设计和建造中能越做越好,并尽早实现大型耙吸挖泥船的国产化。

范文七:中小型耙吸挖泥船船型的发展趋势

SHIP ENGINEERING 船 舶 工 程

Vol.32 Supplement2 2010 总第32卷,2010年增刊2

中小型耙吸挖泥船船型的发展趋势

陈 成,刘亚东

(上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240)

摘 要:中小型耙吸挖泥船灵活机动,适应性强,拥有广大的市场空间.近些年国外中小型耙吸挖泥船发展迅速,开发的新船型经济性能优越.文中分析了IHC公司近20年来中小型耙吸挖泥船船型数据,从主尺度、线型、动力布置等方面分析其发展趋势,为新式中小型耙吸挖泥船的设计提供参考.

关键词:中小型耙吸挖泥船;船型;发展趋势

中图分类号:U674.31 文献标志码:A 文章编号:1000-6982 (2010) S2-0001-04

Development Trend of Middle-small Size Trailing

Suction Hopper Dredger

CHEN Cheng, LIU Ya-dong

(School of Naval Architecture, Ocean and Civil Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)

Abstract: Middle-small size TSHD has excellent mobility and adaptability which make it very popular on the market. In recent years, middle-small size TSHD developed rapidly abroad, the economic performance of new ship form is superior. This paper analyzed statistics of middle-small size TSHD of IHC company in last 20 years and investigated the development from the main dimensions, hull form and power arrangement to help the design of new form middle-small size TSHD. Key words: middle-small size TSHD; ship form; development trend

1 概述

耙吸挖泥船是一种边走边挖,且挖泥、装泥和卸泥等全部工作都由自身来完成的疏浚工程船,它的主要设备由泥耙、泥泵、闸阀、管道系统和泥舱组成.泥耙上装有吸管,挖泥时,船上强有力的泥泵把耙起的泥连同水一起吸入到泥舱中,在泥舱中,泥往下沉淀,水溢出泥舱,这样连续不断的耙吸,直到泥舱中装满了泥,然后开到卸泥区卸泥.

根据IHC公司的分类方法,可按舱容的大小将耙吸挖泥船分为四类:小型、中型、大型和超大型(见表1)[1].

中小型耙吸挖泥船吃水浅、船长小而灵活机动,适应性强,非常适合航道的日常维护,且初期投资较小,拥有广大的市场空间.

而国内中小型耙吸挖泥船的设计建造情况却不收稿日期:2010-08-16;修回日期:2010-08-23

容乐观,表2为国内2008年完工的5500m3耙吸挖泥船与“MARIEKE”号的主要数据对比.“MARIEKE”和“REYNAERT”是2006年IHC为DEME建造的姐妹船,该船型成功应用了IHC在耙吸挖泥船浅水性能研究中取得的成果,具有良好的浅水适应性,功率因数(装机功率与泥舱容量之比)为1.21[2],而国产耙吸挖泥船的功率因数为1.732.

表1 耙吸挖泥船分类[1]

分类

仓容/m3

小型耙吸挖泥船中型耙吸挖泥船大型耙吸挖泥船超大型耙吸挖泥船

作者简介:陈成(1985-),男,硕士在读,研究方向:船舶与海洋结构物设计制造.

— 1 —

表2 中外船型对比

船名5500m3耙吸挖泥船

105 95.2 19 8 7.2 5500 12 30 9526

loa主要尺度

lbpdm泥舱容量C/m3航速V最大挖深总装机功率

以上对比说明国产中小型耙吸挖泥船技术经济

DCI

船名

DREDGE XII

建造年份 泥舱容量C/m3

指标与国外相差较大,船型概念比较老旧.文章也指出,国产中小型耙吸挖泥船经济性较差,单方成本高出国外品牌50%[3].

本文将统计IHC公司近二十年来5000m3左右中小型耙吸挖泥船的船型数据,从主尺度、线型、动力布置等方面分析其发展趋势,为国内自主设计建造新式中小型耙吸挖泥船提供参考.

2 主尺度变化趋势

主尺度是表征船舶总体性能的一些参数,主尺度的选择是船舶设计初期就需要考虑的重要问题.表3中给出了各个时期IHC公司5000m3左右中小型耙吸挖泥船的典型船型数据,下面将分析这些数据,给出中小型耙吸挖泥船主尺度的发展趋势.

表3 典型中小型耙吸挖泥船

VOLVOX IBERIA

通力

VOLVOXATALANTA

HAM317

VOLVOX OLYMPIA 2003 4750 97.75 84.95 8.2 7.2 4.27 2.43 0.15 0.34 32 6487

loa主 尺 度

lbpBDLbp/B航速V/kn 速长比V/lbp 舱容系数 载重量/t 挖深/m 人员数 总装机功率/kW

dmB/dm

2.1 长宽比Lbp/B

据统计,20世纪70年代耙吸挖泥船Lbp/B平均为5.7左右[4],从图1中可看出,进入20世纪90年代后长宽比明显减少,大体接近5,而“PALLIETER”船型更是达到3.93,实际使用也证实了该船型性能优越,之后IHC设计建造的船型长宽比基本固定在3.93.

船长的大小不仅关系到阻力与操纵性能,而且对造价也有十分大的影响.从图2中不难发现,船长

缩短而型宽变化不明显是使长宽比减小的重要原因.

一方面由于近年来中小耙吸挖泥船的设备布置更为紧凑,船长得到缩短,另一方面船长缩短也能带来诸多好处:

1)降低阻力:耙吸挖泥船属于中低速船,在挖泥装舱时更是处于低速状态,对地航速在3kn左右,其摩擦阻力占总阻力的大部分,缩短船长使得船体湿面积减少,可以降低摩擦阻力,从而降低总阻力.

2)降低建造成本:船长对船体钢料重量的影响

— 2 —

最为显著,缩短船长可以降低空船重量,提高船舶经济性.

提高操纵性能:中小型耙吸挖泥船对操纵性要求较高,减小船长可以减小回转半径. 2.2 船宽吃水比B/dm

耙吸挖泥船属于浅吃水肥大型船,B/dm较大.在水深足够的情况下增加吃水可以增加泥舱容积,但吃水往往受到施工地点水深的限制.吃水浅的挖泥船适应性更好,能够进入同一级别其他船只因受吃水的限制而无法进入的水域作业,所以减小吃水以提高船舶适应性将是以后的研究方向. 2.3 速长比V/Lbp

近20年中,速长比的变化并不明显(图3).这说明近年来中小耙吸挖泥船的改进重点并不在提高航速方面.但是较高的航速可以缩短满载和空载的时间,从而提高产量,所以探索降低阻力增大航速的方法也会成为中小型耙吸船研究的一个方向.

105 100 LPP

95 90

1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 85

速长比 0.150.20

0.10

1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

泥舱容积系数

年份 年份

图2 垂线间长变化趋势 图3 速长比变化趋势 图4 泥舱容积系数变化趋势

3 线型

从IHC公司浅水阻力研究中可以看出(图5),当耙吸挖泥船航速为13kn,水深小于吃水的十倍时,会出现回流现象,回流会产生较高的摩擦阻力,同时造成吃水增加.当水深小于吃水的三倍时,艏艉波会增强,当水深继续减小,在相同航速下兴波阻力将增大[6].

15 回流影响下限(包括航行附加吃水) 10

波浪影响下限5

中小型挖泥船施工点

水深/吃水比

0 5 10 15

20 25 30

35

航速 /kn

图5 浅水对航行船舶的影响范围

近些年耙吸挖泥船线型的研究主要集中在如何

改善浅水性能方面.荷兰IHC公司联合一些研究机构在这方面做了很多工作,主要改进有:

1)开发长球首:近几年IHC设计建造了一系列具有长球首的耙吸挖泥船(图6),这种独特的球鼻首可以减少浅水中的兴波阻力,并使浮心前移,缓和艏部型线变化从而消除前肩.

图6 PALLIETER号的艏艉部形式

2)加装艉部附体:双尾鳍结构可以使流向螺旋桨的水流产生预旋,从而提高螺旋桨效率[7].导流鳍可以改善尾流防止尾部漩涡的出现.

— 3 —

1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

年份

1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 年份

图1 长宽比变化趋势

0.420.400.380.360.340.320.300.280.26

2.4 泥舱容积系数C/LbpBD

C为泥舱容积,泥舱是耙吸挖泥船中最主要的舱,长度一般在船长的一半左右.泥舱容积系数为一艘耙吸船的经济系数,较大的泥舱容积系数意味着船舶主尺度相对较小,造价较低,较为经济[5].如图4所示,近年来泥舱容积系数一直在增大,说明现代中小型耙吸挖泥船船型更加优化,布置更为紧凑.

5.2

5.0

4.8 4.6

4.4

4.2

4.0

3.8

L/B

3)使用导管浆:导管浆可以提高螺旋桨效率,使螺旋桨直径减小,符合耙吸船浅吃水的要求.

4 动力布置

耙吸挖泥船的动力分配有其自身的特点:在作业工况时船舶航速较低或停航,因此螺旋桨消耗功率较少,泥泵消耗大部分功率;在航行工况时泥泵停止工作,螺旋桨消耗绝大部分功率.因此耙吸挖泥船螺旋桨与泥泵消耗功率的高峰正好错开[5].

由于以上特点中小型耙吸式挖泥船动力布置大体有以下几种:

1)主机直接驱动泥泵[6]:在这种方式中,螺旋桨和泥泵同时由一台主机驱动,螺旋桨轴位于主机之前,泥泵轴位于主机之后(图7).因此,泵舱必须紧贴着机舱布置在艉部,船体重心移向艉部方向,为了平衡船体重量,甲板室一般布置于艏部.由于螺旋桨与泥泵消耗功率的高峰正好错开,各个工况消耗总功率相差不多,所以主机功率得到充分利用.甲板室位于艏部使得视野开阔,而且远离机舱,可以减小震动.由于主机功率利用充分这种布置方式较为常见.但这种布置方式会导致艏部空间利用率不高.由于泥泵、耙臂布置靠近艉部,所以泥管长度也受到限制.

图7 主机直接驱动泥泵的典型布置

2)电力驱动泥泵[6]:这种方式由一台主机同时驱动螺旋桨和发电机.而由发电机为泥泵提供动力,泥泵一般布置于艏部(图8).采用这种布置方式主机功率也可充分利用,并且避免了艏艉重量不均衡的情况,易于布置,同时耙臂位于艏部可以设置更长的泥管以增加挖深,并且泥泵的转速独立于主机转速.但这种布置方法需要设置驱动泥泵的发电机和电动机,能量多次转化会造成功率的损失,所以此种布置方式并不常见.

图8 电力驱动泥泵的典型布置

3)泥泵单独驱动:这种方式需要分别设置驱动泥泵的柴油机和驱动螺旋桨的柴油机.泥泵主机与泥泵一起布置于艏部.这种方式虽然全船重量比较平均,空间利用较好,设备也比较简单.但在挖泥装舱时航行主机低功率工作,而在航行时泥泵柴油机闲置,所以功率并不能充分利用.

现阶段,第一种布置方式最为常见,而在国内由于技术原因仍有不少中小型挖泥船采用第三种布置方式.第二种方式由于能耗较大还未普及,但是也有不少机构正在研究如何减少能量转化时的能耗,相信电力驱动泥泵的布置方式也会成为一种发展的趋势.

另外,近几年中小型耙吸挖泥船的泥舱布置较为固定,一般位于船舯,机舱布置在泥舱之后.耙吸船对操纵性要求较高,作业时需要经常调头,所以除使用双机双桨外还需使用艏部侧推装置.

此外,双尾鳍的艉部形式除了可以改善推进性能外在布置方面也有其优点,这种形式可以加大艉部空间,使泥舱后移,增加泥舱长度[6](图9).

国外新造中小型耙吸挖泥船一般采用单耙,这样可以使投资成本减少,重量减轻,而且易于维修.而国内中小型船一般为双耙,双耙可以使挖泥船往返施工,但投资和维护成本不容忽视.

图9 双尾鳍使泥舱后移

5 总结与展望

综上所述,国外中小型耙吸挖泥船近些年向更集约化的方向发展,船长缩短,船体更加肥大,增加长球艏和双尾鳍,注重浅水性能的改进;降低总装机功率,提高功率因数;提高自动化程度和装备性能.以上变化使得国外先进船型经济性能突出,竞争力强.

国产中小型耙吸挖泥船的设计建造应参考国外先进经验从以下方面进行改进:

1)综合分析中小型耙吸挖泥船经济性能,优化主尺度;

(下转第47页)

— 4 —

式(3)中,wr为流体相对速度的径向分量,有关其它参数表达式及意义见文献[6].计算中尾涡模型采用J.E.Kerwin的方法[7].由升力面理论计算得到的不同直径时螺旋桨的KT, 10KQ和效率η与试验结果的比较见图5.图中实线表示试验值,点划线表示计算值.

由图5可以看出理论计算得到的推力系数KT

和转矩系数KQ随进速的变化趋势和敞水试验结果一致,即在相同的进速系数下,随着切割量增大,推力系数和转矩系数随着增大,但理论预报值比试验值稍高.推力系数和转矩系数的平均计算误差分别为8%和7%.对于η,在小于最佳效率的范围内,随着切割量增大敞水效率呈下降趋势.造成计算误差较大的原因有很多,其中边界条件和桨叶结构的处理,粘性修正,尾涡模型等因素对计算结果的精度有一定影响,这些因素需要在计算程序中进一步调整.

4 结论

1)切割螺旋桨直径是解决螺旋桨过“重”,提高其转速的一种适用、简便、可靠的方法.本文得到的转速相对改变量与直径相对切割量的关系图谱具有一定的参考价值.

2)本文研究中直径切割量最大达20%,这对螺旋桨桨叶折断时(如实例1)的应用计算会有意义.尽管如此,但桨叶面积切割量应控制在10%以内.因此在切割过程中应控制好面积损失,以免出现空泡问题.

(上接第4页)

3)从图4可知,在直径切割量不超过5%,J值不超过0.5的情况下,螺旋桨转速相对改变量Δn/n0与直径切割量ΔD/D0基本成线性关系.由此得到关系式:图4(a)中:Δn/n0=0.74×ΔD/D0;图4(b)中:Δn/n0= 0.49×ΔD/D0.利用这些公式可快速计算所需的切割量.

4)从升力面计算结果可知在误差允许情况下,升力面方法可用于螺旋桨直径切割计算.要缩小理论计算误差,需要更好的边界条件简化,尾涡模型和对粘性的修正.但切割是个逐渐逼近的过程,因此需要多次的计算和操作.

参考文献:

[1] 许云飞. 螺旋桨修边技术介绍[J]. 江苏船舶, 1994(4):

11-19.

[2] 邱嗣镐.一种综合修改螺旋桨的方法[J]. 浙江造船,

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[7] Kerwin J E, Lee S C. Prediction of Steady and

Unsteady Marine Propeller Performance by Lifting Surface Theory[J]. Tran. SNAME, 1978: 86.

2)进行耙吸挖泥船浅水性能的研究,优化船型; 3)改进船舶设备,合理配置,充分利用主机功率,降低总装机功率.

参考文献:

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Dredger PALLIETER [J]. Parts and Dredging, 2004 (161): 10-13.

— 47 —

范文八:浅谈耙吸挖泥船施工技术

作者简介:秦建卫(1982―),男,工程师,主要从事港航工程项目管理工作。

摘要:耙吸挖泥船在港口建设中有着较重要的应用,尤其在长距离深水航道和运营港区的维护工程中,其特性更加具有优势。本文针对耙吸挖泥船施工中的技术重点和难点,阐述了耙吸挖泥船如何提高施工效率、边坡施工及扫浅实施,有助于类似工程的安全、高效、节能、经济施工。

关键词:耙吸挖泥船;施工技术;装舱;边坡;扫浅

中图分类号:U674.31 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)04(a)-0000-00

耙吸挖泥船具有自航、自挖、自载和自卸的性能,各道工序都由其本身来单独完成,不需要其他辅助船舶和设备配合施工,从一定程度上比船组施工的挖泥船降低了成本;并且随着疏浚技术和造船技术的发展,通过安装各种新型耙头、各种不同形式耙齿和运用高压冲水、水下泵等,同时配合先进的疏浚设备,耙吸挖泥船的性能不断改进,经济效益也得到提高。耙吸挖泥船具有以下优点:操作灵活,施工时处于航行当中,不需要占用大量水域,故施工中对航行船舶影响很小,不影响港口的正常生产;具有良好的航海性能,能够在比较恶劣的海况下施工;调遣十分方便,能根据工程需要迅速转移至其它施工区,如一些突击抢挖任务;特别适合于较长距离的航道施工和港池、泊位的维护工程。

近年来国家港口事业发展迅速,新港口的开工建设和老港口的扩

建增容给航道事业带来新的发展契机,但机遇存在的同时也伴随着挑战,疏浚市场的竞争日益激烈,如何在利润空间缩小的大背景下挖掘更多的利润保持企业的稳步发展,作为生产第一线的施工船舶的施工技术将越来越重要,本人通过参与一些工程对耙吸挖泥船的施工技术谈几点见解。

1 最佳装舱时间的确定

耙吸挖泥船一般以采用装舱抛泥法为主,整个疏浚周期分为重载

航行、抛泥、轻载航行、装舱等4个过程,运转生产率计算公式用文字表述为:运转生产率=装舱实得土方量/(重载航行时间+抛泥时间+轻载航行时间+装舱时间+调头及上线时间),其中重载航行时间、抛泥时间、轻载航行时间和调头及上线时间是基本固定的变化很小,装舱实得土方量和装舱时间是影响运转生产率高低的主变量,由此可以看出装舱过程是整个疏浚周期中的关键,装舱效果的好坏决定着挖泥船的效率和效益。装舱过程可以分为三个阶段:

(1) 从空舱开始挖泥装舱,除了极细小的物质(粉土、淤泥等)

外,疏浚物质均在泥舱内沉淀,这个阶段持续到装舱到达溢流面。

(2) 进舱泥浆浓度大于舱内水的密度,泥浆呈柱状沉向舱内已沉

淀的泥面,同时继续以某一密度在沉降的泥面以上流向溢流口,流动途中较大颗粒就沉淀下来。

(3) 舱内沉淀土面升高使泥浆流形态改变,阻止泥浆向下流动,

泥浆进舱后立即流向四边,泥面上流速很大,泥浆颗粒沉淀的同时沉淀土顶层发生冲刷,溢流损失急剧增加,在一定的装舱量下,溢流损失可以达到100%,此时就必须停止挖泥。

由此可以确定装舱曲线总体趋势:装舱初期没有溢流损失,装舱曲线按照一条直线上升,直到泥浆到达溢流面为止。然后,由于通过溢流口溢出的泥土越来越多,曲线逐渐变得平坦。如图1:

泥舱实载土方量( )为:

式中: -泥舱实载土方量( )

-泥舱实载泥浆总质量( t )

-泥舱实际使用容积( )

-原状土的天然容重(t/ )

-当地水的容重(t/ )

如前所述,装舱实得土方量和装舱时间是影响运转生产率高低的主变量,而且从实际施工中我们也知道装舱溢流时间不能完全由获取最大可能装舱土方量来决定,否则,可能导致生产率反而降低。那么,应该何时停止装舱呢?即如何确定最佳装舱时间?

确定该时间点的方法是(如图2):

挖泥船从装舱开始,连续记录装舱时间和实载土方量至装舱结束,利用所得记录画出装舱曲线(图1)。

记录疏浚周期中其它几项时间,即重载航行时间、抛泥时间、轻载航行时间等,这些时间是容易测定的,假设总共为A分钟,结合装舱曲线,得出一个完整的疏浚循环图。

根据数学原理,从零点开始,作一条直线与装舱曲线相切,在这切点上,实载土方量/周期时间=运转生产率有最大值,即应该在B分钟时停止装舱(此时实载土方量为C),起耙出去抛泥。

以上是对最佳装舱时间的推导过程,虽然理论上较简单,但实际施工中具有一定的实践指导意义,有助于获得高效率。2007年3月29日~6月5日连云港庙岭三期突堤码头疏浚工程老港区三角部分,该部分属于基建施工,浚前平均水深-9.7m,设计挖深-11.0m,超深0.4m,土质主要为粘土,运距11.4Km,重载航行+抛泥+轻载航行时间约为105分钟。第一种施工方法:最大装载法,即装舱溢流直至达到最大吃水为止,经统计,从空舱装至满舱时间约为15分钟,接下来开始溢流,装载土方量逐渐增加,溢流45分钟后挖泥船达到最大吃水,起耙出去抛泥(此时实载土方量约为600方,一个疏浚循环时间=105+15+45=165分钟=2.75小时,运转生产率=600/2.75=218方/小时)。第二种施工方法:按照最佳装舱时间理论,绘制装舱曲线,画出装舱曲线的切线,根据对应的切点找到最佳装舱时间应为35分钟(即溢流时间应缩短为20分钟),此时对应的实载土方量约为530方,一个疏浚循环时间=105+35=140分钟=2.33小时,运转生产率=530/2.33=227方/小时,比第一种方法提高9方/小时。由此可以看出如果单纯地追求最大实载土方量,反而会导致生产率的降低,对比两种施工方法,运用最佳装舱时间法后,运转生产率提高比例4.1%,即该船的产量可提高4.1%。   对于基建施工,土质较易沉淀,随着溢流时间的增长一般都能达到最大吃水,溢流时间也比较长;而维护施工中土质为淤泥,较难沉淀,泥舱装满后溢流损失很快就达到100%,溢流时间很短甚至采取不溢流,所以相对来说最佳装舱法在基建施工时适用性较好。

2 边坡施工

耙吸挖泥船在挖泥作业中是在航行和漂浮状态下作业,加上驾驶的操纵水平也有高有低,所以垂直面上挖槽平整度和水平面上边线控制相对其它挖泥船较难控制。实际工程中,往往有业主对施工范围边线上的浅点提出异议,他们认为既然给了超宽和边坡工程量就应该保证边坡施工到位,边线上不允许出现浅点,从这一点上讲就对我们施工单位提出了更高的要求,如何既满足业主的要求又合理地节省边坡工程量降低施工成本使边坡施工更显其重要性。

边坡施工绝大多数是深槽向浅滩放坡,槽外水深远浅于槽内,往往会出现船艏向槽内深水侧偏转动向,船艉则趋向槽外,存在因水位变化导致尾部擦浅的危险,所以为了确保安全,边坡施工一般选择高水位时进行。

耙吸挖泥船边坡施工必须从工程一开始就抓起,在全槽均匀增深的同时注意边坡的开挖,合理地利用超宽,合理超宽也有利于边线附近槽内的施工。若不注意边坡施工,边线控制太死,会造成边线和槽内的水深相差太大(尤其是基建土开挖),形成很陡峭的坡,造成接下来施工边线时耙头倾斜失去挖掘能力或耙头上不了坡(尤其是小耙)出现滑耙甚至压耙的不利情况,给船舶设备带来损坏隐患;此时要保证边线施工到位只有唯一的补救办法,那就是放出很大的超宽去重新开挖有利于边线施工的边坡,不仅施工难度增大而且增加工程成本影响工程进度,所以在前期施工中就应注意挖足边坡,为提高效益加快进度打下基础。

3扫浅施工

当施工区域内大部分水深已经达到设计要求时,耙吸挖泥船就进入了扫浅

施工阶段,由于浅点比较分散且高低不一,施工难度比正常施工加大,若扫浅方法不当,就会是纯粹的“油换水”,施工成本急剧增加,所以如何提高扫浅效率加快扫浅进度是耙吸挖泥船施工技术的一个重要方面。扫浅施工一般遵循以下要点:

根据测量图纸分析浅点分布情况和浅点的泥层厚度,结合施工区域的

潮流、船舶进出、施工干扰等现场条件,制定总体扫浅方案,并向班组进行技术交底,合理分配扫浅任务,避免重挖和漏挖。

扫浅过程中加强测量密度,根据测量资料对浅点精确定位,这是扫浅

成功的首要前提。把测量成果第一时间反馈至施工船舶,使施工船舶及时掌握扫浅效果,做到有的放矢同时根据实际情况调整施工方法,提高扫浅效率。

综合运用施工方法和施工工艺:(1)扫浅初期扫浅面积相对较大,在

中部开阔水域采用回旋挖泥法,可以在较短的时间内扫除多个浅点,缩短空跑的时间。(2)泊位扫浅和施工区域边线附近扫浅时,采用往返挖泥法,往返施工法具有船舶操纵难度小的优点,一般采用逆流施工,流较快时不宜顺流施工以避免压耙。(3)对于最后个别顽固的孤立浅点,一方面进行分层施工,定耙深度略深于浅点峰值,待耙头碰到浅点,依靠耙齿切削挖泥,可避免滑耙的发生,使扫浅效果得到改善;另一方面船舶操纵上采用进退挖泥法,进退挖泥法特别适合对孤立浅点的扫除,但要高度注意防止耙管在倒退中折损。

4 结语

随着港口发展的大型化和深水化,耙吸挖泥船将在港口建设中承担更为重要的建设任务,在实际施工中,在针对不同工况调查分析的基础上,以常规的技术理论为基础,通过合理的试验,选择合理的施工方案,优化施工工艺和施工方法,采取恰当的施工技术管理措施,从而达到安全、高效、节能、经济的目的。

范文九:某大型自航耙吸挖泥船轴系振动测试研究

第11卷2011年第11期11月中国水运ChinaWaterTransportVol.11

NovemberNo.11

2011

某大型自航耙吸挖泥船轴系振动测试研究

(江苏海新船务重工有限公司,江苏南通226100)

要:依据相关规范,对某大型自航耙吸挖泥船轴系扭转振动、纵向振动、横向振动进行了测试研究,测试结果

表明该船轴系设计、组装以及与机桨匹配的合理性。另外该项测试为今后的相关研究提供的基础和依据。关键词:扭转振动;纵向振动;横向振动;测试研究中图分类号:U615.351.2

文献标识码:A

文章编号:1006-7973(2011)11-0125-02

零螺距工作。在主机转速范围内,从300r/min至510r/min,每间隔10r/min左右分档测量,电脑记录测试数据。

2.测试结果及分析

螺旋桨合排,变螺距工作时,在421.75r/min测到7节3.5谐次共振转速。轴系扭转振动测量与计算频率对比如表1所示。

表1共振转速、实测频率

共振转速

节数

谐次

r/min

6

3.5

421.75

l/min1476.13

l/min1385.59

%6.53

(deg)0.0609

实测频率

计算频率

相对误差

测点振幅

螺旋桨的激振力可以使船舶推进轴系产生扭转、横向、纵向振动以及这些振动形式的藕合。轴系振动的产生会加大各相关部件的应力和磨损,加速部件疲劳,造成断裂,影响船舶正常运行,甚至引发安全事故。本文研究对象是一艘国内自主研制的大型自航耙吸挖泥船,该船的设计准了国际先进水平,而轮机系统的设计构思也紧随国际先进方向,主要

体现在:动力装置“复合驱动”等先进技术的应用。作为该

船试航性能测试的重要组成,本文对该船的轴系振动进行了测试研究。

一、测试条件

此次测试研究的依据是根据GB/T3471-1995《海船系泊和航行试验通则》、《钢质海船入级规范(2006)》和该挖泥船航行试验大纲进行。采用的设备主要是ZDCL-IV轴系振动测量分析仪。船舶主要参数如下:

船体总长:157.80m型宽:27.00m型深:10.50m

设计吃水(国际干舷):7.50m泥舱名义舱容:13,280m2航速:15.5knots主机型:号8L48/60B主机额定功率:8,930kW主机额定转速:514r/min二、轴系扭振测试

导致船舶推进轴系扭转振动的主要因素有柴油机的间歇性喷油与燃烧、输出扭矩的不均匀性齿轮系统的误差激励和啮合冲击激励船舶推进轴系部件的安装上的不对中、材料的不均匀、加工的不精确,以及自身质量的不平衡螺旋桨在船舰不均匀流场中旋转产生对轴系的不均匀的激励。严重的扭转振动将导致曲轴与柴油机与轴系的布置相关、中间轴断裂弹性联轴器连接螺栓切断弹性元件碎裂传动齿轮齿面点蚀和齿断裂凸轮轴断裂局部轴段发热等等。

1.测试方法与内容

测试时,在主机飞轮位置布置数齿传感器,把信号接入ZDCL-IV轴系振动测量分析仪,由电脑自动记录数据。测试内容分为两种:螺旋桨合排,变螺距工作;螺旋桨合排,

收稿日期:2011-08-15作者简介:李

6

3.5

节数

谐次

由上表比较可知,轴系计算频率与实测频率的相对误差为6.53%,满足船级社规范要求,故可以根据测点振幅按自由振动的Holzer表进行推算轴系各部件承受的扭振力矩或扭应力,计算结果如表2。

表2

轴系相关部件扭转应力与扭矩计算表

2

实测值5.9678620458708.360.5

许用值2836000530002646

曲轴应力(N/mm)联轴器扭矩(Nm)齿轮箱啮合力矩(Nm)螺旋桨轴应力(N/mm)

2

螺旋桨合排,零螺距工作时,在415.23r/min测到6节3.5谐次共振转速。轴系扭转振动测量与计算频率对比如表3所示。

表3共振转速、实测频率

共振转速r/min415.23

实测频率l/min1453.31

计算频率l/min1385.59

相对误差

%4.89

测点振幅(deg)0.0920

由上表比较可知,轴系计算频率与实测频率的相对误差为4.89%,满足船级社规范要求,故可以根据测点振幅按自由振动的Holzer表进行推算轴系各部件承受的扭振力矩或扭应力,计算结果如表4。

江(1977-),男,江苏海新船务重工有限公司工程师,研究方向为轮机工程。

范文十:大型耙吸式挖泥船闸阀控制

第2l 第 4期  卷 02 13 1年2 月

州广航学 院学报

海JO URANL   O F  GUAN G ZHO U M AR T IIM E  INS T T UI TE

0 1. 2   loN. 4

D ee. 2l0 3

型 吸 式耙挖 泥 船 闸控阀制  王永

, 周祥 晓莹   张,  雷。

( 1  广.州航海院学船g A . Y程,系 东广广州 51 0 7 2 ; 5 .广2州文 船冲厂任责限公司有 技科术 广, 广东 州51 0 2 75)

要 :

挖泥船 由有于 多种 浚疏模式 , 每种 疏浚 模式过 闸阀切换 建立管通路, 实现挖 船泥 排吸泥 务 任

闸阀控制的 统系, 分析工作流其程 ,建 立阀闸动或启关闭信 号逻辑能功 制控 ,现实闸 的阀或 开的操关.

作键关 :吸排 词泥 闸;控阀 制;疏 浚 式 模

图中类 分 :U号 61 5

献文 标识码 A  :

章文 号 编1: 0 9—085 2 6 ( 2 1 0 )3 40 0—0 0 8 — 40

0 引言

耙 吸 挖式泥 船 是 真 正 将 所 有 挖 泥 备设集 于

闸阀外 型及 作 动 述 描

管 路闸阀开闭 是通 过液 压 油 缸 来实 现 ,液压 油

身的 挖 泥船 , 的它主 要设 备有 泥 、耙泥泵 、 闸

动 缸 的作构 结如 图 1图所示 P为, 进 油,口T为 回油

, H口V 2 1 .C 圈线通 电时 闭管关路 闸阀 H V, 1 . O2线

阀、 管道系统 和 泥舱 组成 .为了 满 足 客 户 对 挖泥

船 多 种功能 需的要 ( 如 吸挖耙 泥 、抛泥、 吹 等 填  况工 ,) 浆泥道管系安统液 装 压闸 , 阀操耙 手 可通 过

挖 泥 纵 台操 I上H DC S的 S C AD A 界面 液 压闸 阀   进行置操预 , 建作 用立户 要 需管的路 通道 , 如 耙单  泥 、挖双 耙 泥挖 、左泥 泵 冲 舱等多 种 疏 浚 工作

式模.

通 电 打时开管路 闸阀 J , 图  2为 安装在 吸 泥 排管 路 闸阀 实 物 , 图液 油压缸 装有 内 置 式位 移 传感 器   根( 据需要可为 模量 拟或开 关 量 ).闸 阀位 反 馈置信  号 输到传 挖泥操 作上 台 H I C SD的S C A D界面 , 操 A耙

手 可以 在 操作 室了解闸 的阀开闭 态 状,通 过 各个 阀闸

的通断控制 组合   来实现各 种疏浚,式模的管 建立 .

路图1   闸阀压液 油动缸 结作构 图

图 2 装在 管安上 闸路

稿 日期收:2 1 03— 0 6— 50  基金项 目 :东广教省育产学部结研项 合( 2目 0   1   1 B0 9 4 0 002 8 7 ) 作

者简 介:王永 ( 1 9祥 66 一 ) ,男 ,教授 , 主要副事船从舶自动 化 控制的学与研教

究 第期

4王

永等 祥: 大 型耙吸 挖式泥船 闸控制阀

以在

置 前应 预 满 限足制条 件 . 并 且在 阀闸 置 预 程过

2 闸阀控 制 功 能 要及求  大型

挖船泥闸 阀 控制是 采 用 s 7— 40 0 P L C来  实 的_现 2 』 由, 于阀闸 构 复结杂 ,使环用境恶 , 同劣 时

了为减少 操 作 员 的劳人 强动度 在,编 写闸 控 制 阀 序程

中, 闸 阀 可 以不 单 独控 ,制只 在有 预 置 之 或 之 前 后

单能独制闸控 , 达阀所到望 希结的果.

3 闸

阀控 制实 现

闸 阀 控 通制过 S 7— 40 0功 能 模的块 实 的现, 包

考时虑 生到产 工艺 需的要 , 定义了 闸阀 的 种多状  态 , 在不 同 况情 ,下 闸动作可阀 为 分:开启过程 、

闸括阀的单 控功 能 C F7, 闸 阀路管 浚模 疏 建 立式功  能 模 F块 C 6 1 ,阀管闸路预 置 令命 块模 CF 60 , 闸 阀

路管预 完 置成模 块 C 6F2 , 闸假 开阀关假状 确态认 块模

F C1 来完0成 .

过程 闭、假 (开在预 时定 内未开 到位间 状的态) 、 假   关 在( 预 定时 间 内未 关位 到 的 态状 、 开)到位、 关  到位

假 开确 认 ( 手,动确认 其 到开 位) 假关、 确 ( 认 手动 确 认其 关 位到 )等 不 同 的状 态 . 当 然 ,这 些 状 在态现  场 只 有 开关过 以程及开 关 位到能 显 示 S C A在 A 界  面, 如D 出果现 开 、假 假关等态 , 操 作状人 员 必 到须 现

场 查 闸看阀 状的 态 .

3   .1  闸 单阀 控

F C7 闸单阀控可 单独 打/开 关闭闸 , 阀 阀闸 控单 如

图 3所示 , 前 提 没是 其有他 闸预阀置 正在进 行 或 置预 完 之 后 , 成打 开/ 关闭闸 阀由块 FC9 完成 , 闸阀

. 12  阀 工 闸作条

挖 件 船泥论 进 行无 吸 排 泥路管建 立、 还 是 进行 闸

从  打开/ 关 闭 到开/ 关 位限有 时 问 t mie s e t定 ,设超 过 时  间 阀 闸未开 到 位 视 假 开/ 假为关, 假 即设开/ 关 ,

的阀单独调 试, 都须必 满足如下 条件 : ① 液压系   统可用. 左泥泵②有运没行 ③ 右泥。泵没有运行. 没④ 有 他其闸的阀预置进行在.⑤左泥 泵的维开关修不 在维 修位.置 ⑥ 右泥泵 的修 维开关不 维在位修置  .⑦没 有急关闭紧阀闸的动作. ⑧任意 一台阀冲闸洗 水

泵运 行 .

此时需在  FC 10给一 个

复位信 ,号使其 开/假假关确  ,认 手确认动到其位 ,闸是阀控单闸或群控阀成完  .

2. 阀闸控 制分 手为 动 单控 在满

足 闸 阀工 条作件 , 下统要系 求能够对 闸阀 进行 独 测单试和 维修 调试 ,操 作 人 可员以通 S C过 A D A  界 面“ 打 ” 开、 “ 关闭 按” 钮进行 操作 ,当 闸打阀开 或 关 超闭 时 时 ,显假示 开 、关状假 , 工作态 员 可 人到以 场  现看查 闸的阀况情 ,以便 进 维行护相应 处理或  .

. 3 阀闸群控 模 式

样同 在足 满 闸 阀工作前 提 条 下件 , 闸阀 群 功  控用能于 建立 种 预 各置模 ,式各 种 预 模 置式完 成 就 建 立

应相吸排 泥 管路, 以满 足用 户吸 泥 、排 泥 、吹填 等

要需

图 3. 闸 单阀 控 流 程图

左)单耙耙吸挖耙.泥2 )耙 耙双吸 挖泥. ) 右  耙 单3 耙耙 挖吸泥 . 4 ) 左 泥泵 舱冲.5 右) 泥 冲泵.

. 32 闸 阀预 置

闸阀 预置P L C 3由F C6 0预置 经由,F C6 1( 带 预

) / 右泥泵左舱冲 7 . 左泥泵)泵单填吹 . ) 右泥8单泵

吹泵 填.9 左) /右泵 泥串联吹.填1 0 )关 闭 所 有疏

的背 景数 置据D )B 预 置开 始 群控 打开/ 关闭 闸 阀 经 ,

C6 2 判 断预置成完 然,后F C 6 4建立 阀闸路 ,管 路管  立建允后泥泵许合.排 若 闸开过阀 程中因种各原因   在却定时 间设内未 认确 /开关 到位 , 闸阀假开 假或

浚 闸

.阀 1 ) 1泵 稀 右左释泵吹 填 .   挖 泥 吸排船 泥 程过是 通 过 置预闸 的开 关阀  来 现实的 , 闸动 作阀 有优 先级 , 闸 阀动 作 前 关需 泥  门 及 屏以 蔽绞 动车 作 否 则,闸 受 阀泥 优 门 级 先以及 绞

,可经 F C 01假开假确认关, 给个一位复信号, 人

手动 确认 闸 阀 工开/关 到位 ,也 可 完 预 成模制 式 .流

程  如 图所示 4.

优车 级限先制, 法无开打 关 /, 闭影预置响 果 结 ,

所1

广州 航 海学 院 学报

第2

1  卷

O O

1 O

l 1

O 0   0 O   X    XO  0 0

图4 闸 阀 预置 式 流模程 图

0 O    1   0 0 X  X O   O

3. 3 预模式置管路

泵单 泵吹 填一 喷艏 ,左 / 右泥 泵 联 吹串 填 一艏喷 等  1 1,种预置 数 据如 表 1示 所 1表, 示阀 门打 , 0开  据 表表存 在 D放 B 据模数块 中 .  0

O  0  0 O  O  O  O   0O   O ●  0    O O 0

11 模式 种 : 左耙 耙 单 吸耙挖 泥 ,双 耙  耙

吸挖

泥, 右单 耙 耙 吸耙挖 ,泥 左 泥泵冲 舱 右 , 泥 泵冲

舱 L,/ 右 泥泵 冲 舱, 泥 右 泵单 吹 泵一填 艏吹 , 左/   右泥泵串联 吹填一 艏吹 关, 闭 有所的 浚 疏闸阀 , 右  泥

示 阀 门

合闭 ,x表 示 阀既 可打门 开可 也 合闭 下 以0 O   O,  0  数  0  0

OO

表1 闸 预 置阀数 表据

0   0  O  0   0   0  0 l

状态

左  吸左 泥左后 左 右前吸 后右右前 旁左 右 甲板旁 舱内左 舷右舷排岸 船 艏岸 抽舱 排岸排 口闸 泵 装 舱 装舱排 闸 口装舱装 舱 通闸通 串闸 泵联串 舱抽抽舱 总管 闸 阀O  0阀闸  0 闸 阀  0O 转换    O  O

阀 出闸 闸阀 阀闸 阀 闸  阀闸阀  阀阀  阀闸 闸联 闸阀 闸 阀 闸 阀

O 阀O   0  O

O  O    O

部全关 闭   有舷耙 吸

双耙 吸耙

0O

舷 耙吸 左 泥 泵 冲 舱  泥右泵 冲 舱 左/ 右 泵泥 冲

左 舱泥 泵 吹填

0 O

0l

右泥 泵吹 填

右 泵 左联 串填 吹

右泵 稀 释左 泵  吹 填

种模式都单完成独一任项务 , 以左单耙耙耙

吸 (左即低 浓度排放 ) 预置完 成 wi nc 人机c 界面

为适 度合时 , 改 进舱为状 态 以(左泥 泵 舱冲为例 ), 可

先手打开左动泵泥 排闸出 阀,然 后 关左闭旁闸阀 通 形成来装舱管. 路或者打左 泥泵冲舱开预模制式,

左 吸 闸口 阀打 开 、泥左排泵出闸 阀开打 、左 后 装舱 闸阀打 开 、 左前装 舱闸阀 可 以 据需根 要 单在 控 模式 打 或开 关闭 其余, 所有 闸 阀 必 须关 闭, 泵 的启 有动  低 速和 高 2种 速 泥浆进,舱 泵为 低时状 速态 ,非 舱

进时高 速为态状 .

例 如,图5示所 ,闸预阀置在左泥冲舱泵模 式J 左

吸 口,阀开闸限位和到左

旁通闸开阀限到位, 其他闸  阀 道管限 位 ( 别 个 开 可可 , 关不 影响预 置 果 )结 ,从

吸 口左泥吸左到 旁 通 ,把度浓低 的泥浆排到 大海 (

2 个圆表圈 示 海大) 的吸 排 管 路 建泥 立 此,时 再 启  动 泥泵 , 可即进 行泥 浆 低浓 排 放度, 一 直到泥 浓浆