[發明專利]一種間接測量海上大型浮體浮運中支墩受力方法

在審

• 申請號: 202210552415.4
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114878049A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 于長一;潘偉;李一勇;岳長喜;徐賓賓;寇小強;陳智軍;曹永華
• 申請（專利權）人: 中交天津港灣工程研究院有限公司;中交第一航務工程局有限公司;天津港灣工程質量檢測中心有限公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L5/16
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

本發明公開了一種間接測量海上大型浮體浮運中支墩受力方法，步驟一：首先建立支墩數值模型，包括迎水面、背水面、兩個側面、底面以及支墩頂部四角位置的連接支耳，定義所述迎水面受縱向力，側面受橫向力，支墩底面受豎向力，支墩頂部的四個連接支耳為固定約束；步驟二：對步驟一構建的支墩數值模型進行受力分析，在支墩迎水面和背水面上分別選取應力特征點，在應力特征點位置安裝應力傳感器；步驟三：建立應力傳感器安裝位置處的應力與支墩受力之間關系的方程組；步驟四：通過應力傳感器采集在沉管浮運實際過程中支墩受到的應力數據，根據步驟三建立的方程組進行反算即可得到支墩所受豎向力和縱向力。

技術領域

本發明屬于海上或水上浮運受力監測技術領域，具體涉及一種間接測量海上大型浮體浮運中支墩受力方法。

背景技術

沉管結構采用鋼殼混凝土管節或鋼筋混凝土管節，通過船舶實現沉管的運輸和安裝。為了解沉管與船舶在浮運過程中相互受力情況，沉管二次舾裝和出塢前，完成船管連接，船管連接主要包括：通過船舶的L纜與沉管4個吊點連接、船體橫梁下方布置有8個支墩及拉索機構(標準管節)，通過8×4個拉索與船管連接。

船體橫梁下方布置有8個支墩及拉索機構，管節管頂布置相應基座、抗剪塊及拉索吊點，E1管節的管頂布置6個基座預埋件，標準管節的管頂布置8個基座預埋件。浮運過程中加固船管連接裝置為綁扎拉索，該裝置在船舶出塢前一天完成安裝連接，單個船體支墩布置4個綁扎拉索，E1管節需要安裝綁扎拉索24個，標準管節需要安裝綁扎拉索32個。船舶的提升絞車(編號L)與管節上的吊點連接，船舶提升系統共6套，每套配有提升絞車、導向滑輪和提升滑輪組，提升絞車鋼絲繩通過滑輪組與沉管相連。

船舶支墩設計時是按照總力控制，但船管連接時，其總力無法直接測得，只能測得應力。故需要解決以下問題：(1)選取應力特征點；(2)特征點的應力與總力之間的關系。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種間接測量海上大型浮體浮運中支墩受力方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種間接測量海上大型浮體浮運中支墩受力方法，包括以下步驟：

步驟一：首先建立支墩數值模型，包括迎水面、背水面、兩個側面、底面以及支墩頂部四角位置的連接支耳，定義所述迎水面受縱向力，側面受橫向力，支墩底面受豎向力，支墩頂部的四個連接支耳為固定約束；

步驟二：對步驟一構建的支墩數值模型進行受力分析，在支墩迎水面和背水面上分別選取應力特征點，在應力特征點位置安裝應力傳感器；

步驟三：建立應力傳感器安裝位置處的應力與支墩受力之間關系的方程組；

步驟四：通過應力傳感器采集在沉管浮運實際過程中支墩受到的應力數據，根據步驟三建立的方程組進行反算即可得到支墩所受豎向力和縱向力。

在上述技術方案中，步驟二中，選取迎水面和背水面的豎直中線作為特征線，在特征線上選取用于安裝安裝應力傳感器的應力特征點。

在上述技術方案中，步驟二中，選取兩組應力特征點來安裝應力傳感器，包括：在支墩只受豎向力狀態下選取一組以及支墩同時受縱向和豎向力狀態下選取一組；在支墩只受豎向力狀態下選取的一組應力特征點包括迎水面上的特征線上的一個應力特征點和背水面上的特征線上的一個應力特征點，這兩個應力特征點對稱布置；在支墩同時受縱向和豎向力狀態下選取的一組應力特征點包括迎水面上的特征線上的一個應力特征點和背水面上的特征線上的一個應力特征點，這兩個應力特征點對稱布置。

在上述技術方案中，步驟三中，根據選取的兩組應力特征點建立兩個方程組，進而計算得到兩組F_級和F_豎，通過對兩組F_級和F_豎進行加權求平均，從而得到最終支墩收到的縱向力和豎向力。

本發明的優點和有益效果為：