浅析管节曲率对沉管运动响应的影响

浅析管节曲率对沉管运动响应的影响

李汪讳

广州打捞局广东广州510260

摘要：沉管隧道有时受总体路线规划制约，会出现曲线管节。依照以往的施工经验，较之直线管节，曲线管节的安装精度会更加难以把控。由于几何形状的影响，曲线管节在系泊、沉放、对接等各阶段的受力过程均与直线管节有所区别，本文试图从沉管的水动力性能入手，探讨管节曲率对沉管运动响应的影响，可供类似管节设计、安装过程中参考。

关键词：沉管隧道；曲线管节；水动力性能；运动响应传递函数

Abstract：Accordingtopreviousconstructionexperience,it’salittlebithardtocontroltheaccuracyduringinstallationofthecurvedIMTunitcomparedwithstraightones.Beaffectedbythegeometricalshape,therearesomemechanicaldifferencebetweencurvedIMTunitandstraightonesduringmooring&sinking&jointingprocedure.ThisarticletrytoanalysisthedifferenceinhydrodynamicperformanceofcurvedIMTunitcomparedwithstraightones.

Keywords：immersedtubetunnel;curvedunit;hydrodynamicperformance;RAOs

从图8可以分析管节转动性能的特点，管节在高频区域内（ω≥1.0rad/s）运动性能表现良好，响应幅值很小；横摇在ω=1.0rad/s附近出现峰值，之后随频率的增加而迅速减小；纵摇在ω=0.6rad/s和ω=1.0rad/s附近出现两个峰值，之后随频率的增加而迅速减小；艏摇则在低频段表现平稳而在ω≥1.0rad/s之后随频率的增加而迅速减小。

从图8中各曲率管节的表现来看，管节曲率对管节的转动响应有一定影响。直线管节横摇峰值明显高于各曲线管节，管节曲率增大对于减小管节横摇有一定帮助；直线管节纵摇运动明显小于曲线管节，除了直线管节外，管节曲率越大，纵摇的幅值响应越小；直线管节的艏摇运动明显小于曲线管节，管节曲率越大，管节的艏摇幅值响应越大。

4结论

1）管节曲率变化对管节的运动响应有一定的影响，但基本上在可以接受的范围之内。

2）管节曲率变化对管节的纵荡引起的附加质量有一定的影响，管节曲率越大，纵荡引起的附加质量越大。

3）直管的纵荡响应相比于曲管要小的多。

4）管节曲率变化对管节转动的影响较大，在低频区域内，直管的横摇响应要明显大过曲线管节；直管的纵摇与艏摇响应明显小于曲线管节。

本文通过频域内分析各曲率管节的运动响应，对管节运动响应随管节曲率变化有一定的定性分析，可以为设计人员在管线设计时提供一定的参考依据，同时也能帮助施工人员在面对不同曲率管节时制定不同的系泊、沉放方案提供理论支持。

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