[發明專利]一種惡劣海況條件下跨海大橋水上施工方法

在審

• 申請號: 202210086060.4
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114462840A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 張永濤;馮先導;駱釗;林紅星;仇正中;梁丙臣;趙東梁;肖苡辀;張磊;陳迪郁;韓鵬鵬;高寧波;沈立龍;黃睿奕;劉聰聰;何聰;董科;曾煒;顏俊;王振
• 申請（專利權）人: 中交第二航務工程局有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q10/10;G06Q50/08;G06F30/23;G06F30/28
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 胡茵夢

本發明公開了一種惡劣海況條件下跨海大橋水上施工方法，包括如下步驟：步驟一：得到施工海域模擬波浪后報，從而模擬出各橋墩位處的波浪場條件；步驟二：編制波浪周期雙要素統計表，并對船舶進行選型；步驟三：得到船舶的運動響應；步驟四：確定船舶運動閾值；步驟五：根據船舶運動響應和運動閾值，計算可施工的船舶作業窗口期；步驟六：根據工效要求確定船舶選型；步驟七：現場波浪逐墩預報；步驟八：形成波浪預報與船舶輔助決策系統，并根據此系統對船舶進行派遣。本發明的方法使管理人員在辦公室便能觀測到施工海域的海況及船舶信息，利用波浪預報技術和船舶窗口期，提出有效的調度，提高海上船舶的作業效率，保障海上船舶的高效施工。

技術領域

本發明涉及跨海大橋海上船舶施工領域。更具體地說，本發明涉及一種惡劣海況條件下跨海大橋水上施工方法。

背景技術

伴隨著我國經濟的蓬勃發展，越來越多的工程建設在海洋環境中，與平靜的內河相比，惡劣的涌浪常導致施工船舶較大的搖擺運動，當涌浪大到超過施工船舶作業的允許范圍時，將無法滿足精度要求的進行作業；甚至在更惡劣涌浪下，船舶需前往港灣錨地進行避險，因此有必要盡可能抓住船舶施工窗口期進行作業。另一方面，由于跨海大橋施工時涉及的船舶數量可達到數十艘，但由于交通和溝通不便，特別在海況更為惡劣的海外工程中，施工船舶的組織調度難度非常大，常導致船舶排隊停靠臨時碼頭等工效降低的情況。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種惡劣海況條件下跨海大橋水上施工方法，形成從船舶選型到現場輔助決策的方法，使管理人員在辦公室便能觀測到施工海域的海況及船舶信息，利用波浪預報技術和船舶窗口期，提出有效的調度，提高海上船舶的作業效率，從而保障海上船舶的高效施工。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種惡劣海況條件下跨海大橋水上施工方法，包括如下步驟：

步驟一：得到施工海域模擬波浪后報，從而模擬出各橋墩位處的波浪場條件；

步驟二：編制波浪周期雙要素統計表，并統計出現場不規則波的波浪譜，從而掌握現場各橋墩位處波浪分布的具體情況，并根據此依據對船舶進行選型；

步驟三：基于上述模擬波浪場條件，得到上述備選船舶的運動響應；

步驟四：根據現場的施工工藝確定船舶運動閾值；

步驟五：根據船舶運動響應和運動閾值，計算出可施工的波浪條件，也是可施工的船舶作業窗口期；

步驟六：根據工效要求確定船舶選型，根據步驟五中確定窗口期波浪條件，結合步驟二中的波浪波高、周期分布，確定船舶可施工的頻率；

步驟七：現場波浪逐墩預報；

步驟八：形成波浪預報與船舶輔助決策系統，并根據此系統對船舶進行派遣。

優選的是，所述步驟一具體為：獲取施工海域的地形地勢、風場數據、邊緣條件，并設置在模型中，采用基于動譜平衡方程的WAVEWATCH3數學模型和SWAN模型進行模擬，在大范圍的粗地形網格中采用WAVEWATCH3數學模型進行計算，計算出小范圍的細地形網格邊界處的波浪條件，再將該邊界條件作為SWAN模型細地形網格時的邊界輸入進行計算，從而模擬出各橋墩位處的波浪場條件。

優選的是，采用波浪監測儀在各橋墩位處的某一點位進行多個月份的波浪場條件監測，獲得監測數據后對上述模型進行修正，以提高各橋墩位處的波浪場條件的模擬精度。

優選的是，所述步驟三具體為：基于勢流理論計算方法，計算出船舶在波浪作用下的運動響應，船舶縱橫搖的運動響應，通過挪威船級社DNV研發的SESAM/HydroD進行模擬，或采用ANSYS/AQWA勢流分析軟件進行模擬，從而得出船舶運動響應與波浪輸入參數之間的關系。

優選的是，所述步驟五中，系統內含船舶隨波浪運動反應的庫回歸的計算公式，從而根據船舶船長、船寬、吃水信息，快速獲得船舶的運動窗口期。