浅谈悬链线在跨管线抛锚中的应用

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
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浅谈悬链线在跨管线抛锚中的应用

陈昆明

广州打捞局广东广州510260

摘要:本文通过对悬链线的基本特征进行分析,结合海洋工程的实际应用,分析其在工程船跨管线抛锚时挂浮筒的计算。

关键词:悬链线;锚泊系统;跨管线抛锚

一、引言

在海洋工程施工作业中经常面临着工程船舶定位锚系统中挂浮筒计算,具有悬链线的特征。悬链线曲线因悬在两端的绳索在引力作用下而形成的形状得名。本文通过对悬链线的特征及其各参数进行分析,浅略分析其在跨管线抛锚中的应用。

二、悬链线的数学表达式

1、基本假设

(1)悬索是理想柔性的,既不能受压也不能受弯。因为索的截面尺寸与索长相比十分微小,因而截面的抗弯刚度在计算中可不考虑;

(2)悬索的横截面面积在自重及外荷载作用下的变化量十分微小,即忽略了悬索的伸长变形;

(3)悬索的质量在绳长上均匀分布。

2、单边悬链线的数理方程

x2+x3=X-XB(18)

可求得x2和x3,继而求得s2和s3。所以抛出锚缆总长度L为,

L=TD+s1+s2+s3(19)

由公式(15)可以看出,锚与着泥点的距离TD和锚缆张力、锚缆水中重量和浮筒和锚之间的锚缆长度有关。为了防止由于锚缆张力过大,着泥点TD离锚太小,使锚受到向上的分力,产生走锚的危险,挂浮筒时应该保证浮筒和锚之间的锚缆有足够的长度。

在船舶拖带作业中,拖带缆的计算与计算BCD段类似(如图3)。因为拖轮上拖缆的入水角(拖缆与水平线的夹角)较小且拖缆长度相对较小,所以水平分力H可以近似等于拖缆力T,因此在知道拖轮和被拖轮之间水平距离和a的情况下,可以通过公式(18)和(19)计算出拖缆的长度和拖缆上最低点(如图3点C)。

参考文献:

[1]余龙,谭家华.深水中悬链线锚泊系统设计研究进展.中国海洋平台,2004.

[2]马志良,汤雪峰.系统浮体布链方式优劣的理论分析.海河大学学报,2001.

[3]张应春.悬链线与单跨悬索张力的研究.林业科学,1979.

[4]罗桂生等.悬链线理论及其应用研究Ⅲ悬链线精确算法单跨索道设计模型.福建林学院学报,1999.