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作者签名: 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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厶亟叁 导师签名: #始 』翌日 大连理工大学硕士学位论文1绪论1.1起重船简介1.1.1起重船的定义和分类 ’起重船属于工程船的一种111,不仅是港口船舶装卸的重要工具,而且在港建水工作业、造船工程、桥梁建筑、水下救捞以及各种海洋工程中均有广泛用途。
起重船也称浮吊(浮动吊车),内河、港湾使用的非自航起重船,通常在方箱型驳船甲板上,设置起重机或吊杆,另再配置动力装置、移船定位设备、船舶系统及生活设施等。
若欲自航则再加装推进系统。
起重船形式较多,大体有以下几种分类方法: ①按使用地区分为内河、港湾和海洋起重船。
②按起重机结构可分为单硬杆、四联杆、硬变幅和软变幅等。
③按起重机功能可分为固定、固定变幅、半回转及全回转起重船。
④按起重系统的起重能力可分为船式起重机、浮式起重船,半潜式起重船和Single-lift起重系统船。
⑤按用途可分为;用于海上吊装、拆卸(平台、大件、结构物等)的大型起重船(大部分装设回转起重机);用于铺设海底油气管的起重铺管船,其上装有大起重量回转式起重机:用于大型水上工程吊装的起重船,其上多数装设固定臂架式起重机。
此外还可按臂架式、旋转机构及支承型式等来区分。
在欧洲,起重船分为: SLB.人字臂架起重驳船(装固定臂架起重机); MHCV:单体起重驳船(装回转式起重机); SSCV:半潜起重船(半潜平台的船体,装回转式起重机,一般装2台); vL SSCV..特大型半潜起重船(同上); Pipe—laying barge.起重铺管船(装回转式起重机)。
1.1.2起重船的国内外发展现状 (1)起重船国外发展状况 .在国外二十世纪40年代,随着集装箱和叉式起重机在船舶货运中的广泛应用,人们开始研究改造起重船。
到了50年代末,各工业国家为了解决能源问题,大力发展海上石油勘探和开采事业,海上移动式和固定式建筑越来越多。
为了尽量缩短海上建造安装时间,以降低海外作业受风浪袭击的风险,减少因受风浪袭击造成的“窝工”损失,这类工程结构组件的尺度和重量越来越大,因此需要大型的起重船。
从60年代初的200t 夏益美:全回转起重船作业稳性仿真 至70年代初的600t,再至1974年的2000t全回转起重船,1978年已建成3000t起重 量的全回转起重船了。
现今,在北海有12000t和14000t起重量的起重船【2J。
表1.1列 出日本的几艘起重船的主尺度。
据韩国方面最近的部分统计:日本有千吨起吊能力以上 的全回转起重船24艘,韩国的七家公司有15艘全回转起重船(50.20000,新加坡的Hong Hang Group有11艘(100-500t),比利时的Jan De Nul、荷兰的Vanoord ACZ、挪威的 OdegaardBergingA/S各有2艘,德国的Bugsier、英国的HumberWorkBoatsLimited各 有3艘,希腊的Tsavliris有1艘。
表1.1日本的几艘起重船资料 Tab.1.1 Reference offloating cran%in Japan 大型起重船的出现,使海上工程周期大为缩短且造价降低,同时又提高了安全性。
目前,世界上拥有起重船较多的国家有日本、韩国、中国、挪威等国,这些起重船大约可分为以下三种形态: ①用大型油轮改装而成。
如“梭尔”(Thor)号和“沃登”(Odin)号均采用油船的前半部分,船长分别为166m及179.4m,并分别将两船用浮箱加宽至40m和42.7m。
它们的造型相仿,艏部为上层建筑,顶上设直升飞机平台,艉部设置一台全回转起重机,起重量分别为2000t和3000t。
②自航起重兼敷管船。
以法国“E T.P.M”1601和1602号为代表的自航单体起重兼敷管船,除具海洋全回转起重船的良好特性外,尚同时设置敷管装备,可以承担海底管线敷设作业。
③半潜式起重船。
这种船型在国外杂志上被称为第三代全回转起重船。
这种起重船分为三个部分,即浮体、上层甲板、起重机。
目前世界上共有6艘半潜式起重船:意大利Saip锄公司的Saipem7000(1988年建成),荷兰Heerema公司的azim(1985年建成), 一2一 大连理工大学硕士学位论文Hermod(1979年建成),Balder(1978年建成),DB·101(1978年建成)和McDermott的DBl00(1979年建成)。
表1.2为其中一些半潜式起重船的基本资料阱。
表1.2一些半潜式起重船的基本资料 Tab.1.2 Reference data of∞ni-submersible crane ships 海洋起重船的发展说明,由于海上工程向外海发展,起重船必须在严酷的海况下工作,因而非自航的方驳型已被摒弃,而代之以各种自航船型和半潜船型.但是,这些半潜式起重船均是建成于上世纪90年代以前,之后再也没有哪家公司愿意再修建这种船舶。
因为它不仅投资巨大,建造困难,而且运营成本也相当的昂贵【3J。
(2)起重船国内发展状况 我国从50年代以来已分别建造了15t至180t的各式中小型起重船。
60年代开始,我国对海洋开发事业,主要是海上石油勘探给予重视,由于海上油田勘探需要吊装各种固定平台的金属构架,相继建成了200t全回转起重船和500t固定式起重船。
90年代以后,随着国家经济建设发展,起重船又有了进一步的发展。
目前,我国已具备了设计建造起吊能力1000t以上的起重船。
图1.1为我国自行设计开发建造的4000t全回转起重船华天龙号【4l。
表1.3列出国内具有代表性的几艘起重船【4l【5】。
图1.1 4000 t全回转起重船—华天龙号【4】 Fig.1.1 HUA TIAN LONG·4000 t revolv/ng floating cl’ane 夏益美:全回转起重船作业稳性仿真 表1.3国内几艘具有代表性的起重船 Tab.1.3 Some representative types of floating cranes in China 1.1。
3起重船技术特点 起重船是技术形态较复杂的工程船,除了涵盖常规船舶的技术特点外,还具有特殊的性能和要求。
(1)起重船总体特点 起重船与常规船在线型,主尺度和装载上有很大的差别: ①甲板面积大,以便安装起重机。
②船舶宽度与吃水之比也远远超出常规船,起重船一般为6--14,常规船约为2 ̄3。
⑧起重船船型以箱型居多。
(2)起重船稳性特点【6l 起重船稳性特点由其作业的特殊性决定的: ①在极短时间内起吊数千吨重物,即在短时间内船舶排水量急剧增加数千吨之多。
②按规范,起吊重物的重心要算在吊钩以上的滑轮心轴上,该点距水面数十米, 甚至上百米,使全船的重心一下提高很多,对船舶稳性极其不利。
③起重重物的重量与吊幅的乘积产生巨大的倾覆力矩,对浮态产生很大影响f而且是在数分钟内发生),静横倾角可能达到7。
埽。
甚至更大。
为了使船舶处于安全浮态(一般横倾<5。
,纵倾<2。
),必须在反向加载大量压载水以部分抵消起吊重物
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