一种用于获得绞吸挖泥船最大挖深的方法技术

一种用于获得绞吸挖泥船最大挖深的方法，根据桥架吊升装置结构特点及船体几何参数，以挖泥船桥架耳轴中心点A、龙门架滑轮中心点B、桥架吊耳中心点C、龙门架截面右下角点D、绞刀前端点E为计算基点，以线BC距点D距离不小于最小安全距离为要求，根据各计算基点相对位置及距离，计算确定线AE与水平线最大夹角，即桥架最大下放角度；同时优化船体浮态，使船体保持一定前倾角；根据桥架最大下放角度、船体前倾角、点A距水面高度和点A、点E之间距离，计算确定绞吸挖泥船最大挖深Hmax。本发明专利技术根据大型绞吸挖泥船桥架吊升装置结构特点及船体几何参数，合理确定满足安全要求的最大挖掘深度，实现大型绞吸挖泥船超设计挖深挖掘施工。

A method for obtaining maximum excavation depth of cutter suction dredger

A method for obtaining the maximum excavation depth of cutter suction dredger is presented. According to the structural characteristics of the bridge lifting device and the geometric parameters of the hull, the center point A of the trunnion shaft, the center point B of the gantry pulley, the center point C of the gantry lug, the lower right corner point D of the gantry section and the front end point E of the cutter are taken as the calculation basis points, and the distance between line BC and point D is not small. According to the relative position and distance of each calculation base point, the maximum angle between line AE and horizontal line, i.e. the maximum angle of lowering the bridge, is calculated and determined. At the same time, the floating state of the ship is optimized to keep the ship at a certain forward tilt angle. According to the maximum angle of lowering the bridge, the forward tilt angle of the ship, the height of point A to the water surface and the points A and E The maximum excavation depth of cutter suction dredger Hmax is calculated. According to the structural characteristics of the lifting device of the bridge frame of the large cutter suction dredger and the geometric parameters of the hull, the invention reasonably determines the maximum excavation depth satisfying the safety requirements, and realizes the over-design excavation and deep excavation construction of the large cutter suction dredger.

【技术实现步骤摘要】
一种用于获得绞吸挖泥船最大挖深的方法
本专利技术涉及疏浚工程领域中绞吸挖泥船挖深的方法，特别是一种用于获得绞吸挖泥船最大挖深的方法。
技术介绍
现有技术中，目前绞吸挖泥船绞刀有效挖掘深度主要根据设计挖深进行控制，3500m³/h大型绞吸挖泥船的设计挖深为27m，已不能适应国内外深水港建设和特定区域超深取土作业要求。在实际施工中，当3500m³/h大型绞吸挖泥船绞刀下放深度为27m时，仍有一定的安全余量进一步增加绞刀下放深度，可在确保安全的基础上实现超27m水深挖掘施工。因此，根据3500m³/h大型绞吸挖泥船船体结构特点和安全要求，合理确定绞吸挖泥船最大挖深，对提高3500m³/h大型绞吸挖泥船工况适应能力，充分发挥设备性能优势具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种用于获得绞吸挖泥船最大挖深的方法。其目的在于根据大型绞吸挖泥船桥架吊升装置结构特点及船体几何参数，合理确定满足安全要求的最大挖掘深度，实现大型绞吸挖泥船超设计挖深挖掘施工。本专利技术采用了下列技术方案解决了其技术问题：一种用于获得绞吸挖泥船最大挖深的方法，其特征在于：以绞吸挖泥船桥架耳轴中心点A、龙门架滑轮中心点B、桥架吊耳中心点C、龙门架截面右下角点D、绞刀前端点E共5点的平面几何位置为计算基点，以线BC距点D距离不小于最小安全距离为要求，根据点A、B、C、D、E相对位置及距离，计算确定线AE与水平线最大夹角，即桥架最大下放角度；同时优化船体浮态，使船体保持前倾角；根据桥架最大下放角度、船体前倾角、点A距水面高度和点A、点E之间距离，计算确定绞吸挖泥船最大挖深，计算步骤如下：步骤1：以龙门架滑轮半径R+0.2m为线BC距点D的最小安全距离，根据点B至点D水平投影距离L1和垂直投影距离L2，计算线BC与垂直方向夹角∠θ1；（1）步骤2：根据线AB与水平方向夹角∠θ2，计算线AB与线BC夹角∠B；（2）步骤3：根据三角形ABC三边几何关系和线AB边长LAB、线AC边长LAC，计算线AC与线BC夹角∠C；（3）步骤4：计算线AB与线AC夹角∠A；（4）步骤5：根据线AB与水平方向夹角∠θ2，计算线AC与水平方向夹角∠θ3；（5）步骤6：根据船艉压载舱水位为0%，且船艏压载舱水位为100%时船艏甲板距水面高度H1和船艉甲板距水面高度H2、桥架耳轴中心点A距甲板高度H3、桥架耳轴中心点A距船艏水平距离L3以及距船艉水平距离L4，计算船体前倾角∠θ4和桥架耳轴中心点A距水面距离He；（6）（7）步骤7：根据∠θ3、∠θ4、He、线AE长度LAE、线AC与线AE的夹角∠θ5，计算绞吸挖泥船最大挖深Hmax；（8）。本专利技术的突出优点是根据大型绞吸挖泥船设备结构特点和设备安全距离要求，结合船体浮态优化，确定了大型绞吸挖泥船最大挖深计算方法，实现了大型绞吸挖泥船超设计挖深挖掘施工。附图说明图1为本专利技术计算原理图之一。图2为本专利技术计算原理图之二。图3为本专利技术计算原理图之三。图4为本专利技术计算原理图之四。图中各符号分别表示为：A—桥架耳轴中心点、B—龙门架滑轮中心点、C—桥架吊耳中心点、D—龙门架截面右下角点、E—绞刀前端点、R—龙门架滑轮半径；L1—点B至点D水平投影距离、L2—点B至点D垂直投影距离、L3—桥架耳轴中心点A距船艏水平距离、L4—桥架耳轴中心点A距船艉水平距离、LAB—线AB边长、LAC—线AC边长、LAE—线AE长度；∠θ1—线BC与垂直方向夹角、∠θ2—线AB与水平方向夹角、∠θ3—线AC与水平方向夹角、∠θ4—船体前倾角、∠θ5—线AC与线AE的夹角、∠A—线AB与线AC夹角、∠B—线AB与线BC夹角、∠C—线AC与线BC夹角；H1—船艏甲板距水面高度、H2—船艉甲板距水面高度、H3—桥架耳轴中心点A距甲板高度、He—桥架耳轴中心点A距水面距离；Hmax—绞吸挖泥船最大挖深。具体实施方式以下结合实施例以及附图对本专利技术作进一步的描述。参照附图，本专利技术包括。本专利技术的技术方案是根据桥架吊升装置结构特点及船体几何参数，以绞吸挖泥船桥架耳轴中心点A、龙门架滑轮中心点B、桥架吊耳中心点C、龙门架截面右下角点D、绞刀前端点E共5点的平面几何位置为计算基点，以线BC距点D距离不小于最小安全距离为要求，根据点A、B、C、D、E相对位置及距离，计算确定线AE与水平线最大夹角，即桥架最大下放角度；同时优化船体浮态，使船体保持一定前倾角；根据桥架最大下放角度、船体前倾角、点A距水面高度和点A、点E之间距离，计算确定绞吸挖泥船最大挖深。其计算步骤如下：步骤1：以龙门架滑轮半径R+0.2m为线BC距点D的最小安全距离，根据点B至点D水平投影距离L1和垂直投影距离L2，计算线BC与垂直方向夹角∠θ1；（1）步骤2：根据线AB与水平方向夹角∠θ2，计算线AB与线BC夹角∠B；（2）步骤3：根据三角形ABC三边几何关系和线AB边长LAB、线AC边长LAC，计算线AC与线BC夹角∠C；（3）步骤4：计算线AB与线AC夹角∠A；（4）步骤5：根据线AB与水平方向夹角∠θ2，计算线AC与水平方向夹角∠θ3；（5）步骤6：根据船艉压载舱水位为0%，且船艏压载舱水位为100%时船艏甲板距水面高度H1和船艉甲板距水面高度H2、桥架耳轴中心点A距甲板高度H3、桥架耳轴中心点A距船艏水平距离L3以及距船艉水平距离L4，计算船体前倾角∠θ4和桥架耳轴中心点A距水面距离He；（6）（7）步骤7：根据∠θ3、∠θ4、He、线AE长度LAE、线AC与线AE的夹角∠θ5，计算绞吸挖泥船最大挖深Hmax；（8）。以下通过一个实施例，详述本专利技术的具体步骤：以3500m³/h大型绞吸挖泥船新海燕轮为例，应用本专利技术获得新海燕轮最大挖深。A—桥架耳轴中心点、B—龙门架滑轮中心点、C—桥架吊耳中心点、D—龙门架截面右下角点、E—绞刀前端点、R—龙门架滑轮半径。L1—点B至点D水平投影距离、L2—点B至点D垂直投影距离、L3—桥架耳轴中心点A距船艏水平距离、L4—桥架耳轴中心点A距船艉水平距离、LAB—线AB边长、LAC—线AC边长、LAE—线AE长度。∠θ1—线BC与垂直方向夹角、∠θ2—线AB与水平方向夹角、∠θ3—线AC与水平方向夹角、∠θ4—船体前倾角、∠θ5—线AC与线AE的夹角、∠A—线AB与线AC夹角、∠B—线AB与线BC夹角、∠C—线AC与线BC夹角。H1—船艏甲板距水面高度、H2—船艉甲板距水面高度、H3—桥架耳轴中心点A距甲板高度、He—桥架耳轴中心点A距水面距离。Hmax—绞吸挖泥船最大挖深。经测量：R=0.56m，LAB=30.019m，LAC=29.093m，LAE=40.757m，L1=1.895m，L2=2.54m，L3=23.356m，L4=39.99m，H1=0.621m，H2=3.611m，H3=2.703m，∠θ5=4°，∠θ2=18°。计算步骤如下步骤1：以龙门架滑轮半径R+0.2m为线BC距点D的最小安全距离，根据点B至点D水平投影距离L1和垂直投影距离L2，计算线BC与垂直方向夹角∠θ1；步骤2：根据线AB与水平方向夹角∠θ2，计算线AB与线BC夹角∠B；步骤3：根据三角形ABC三边几何关系和线AB边长L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于获得绞吸挖泥船最大挖深的方法，其特征在于：以绞吸挖泥船桥架耳轴中心点A、龙门架滑轮中心点B、桥架吊耳中心点C、龙门架截面右下角点D、绞刀前端点E共5点的平面几何位置为计算基点，以线BC距点D距离不小于最小安全距离为要求，根据点A、B、C、D、E相对位置及距离，计算确定线AE与水平线最大夹角，即桥架最大下放角度；同时优化船体浮态，使船体保持前倾角；根据桥架最大下放角度、船体前倾角、点A距水面高度和点A、点E之间距离，计算确定绞吸挖泥船最大挖深，计算步骤如下：步骤1：以龙门架滑轮半径R+0.2m为线BC距点D的最小安全距离，根据点B至点D水平投影距离L1和垂直投影距离L2，计算线BC与垂直方向夹角∠θ1；

【技术特征摘要】
1.一种用于获得绞吸挖泥船最大挖深的方法，其特征在于：以绞吸挖泥船桥架耳轴中心点A、龙门架滑轮中心点B、桥架吊耳中心点C、龙门架截面右下角点D、绞刀前端点E共5点的平面几何位置为计算基点，以线BC距点D距离不小于最小安全距离为要求，根据点A、B、C、D、E相对位置及距离，计算确定线AE与水平线最大夹角，即桥架最大下放角度；同时优化船体浮态，使船体保持前倾角；根据桥架最大下放角度、船体前倾角、点A距水面高度和点A、点E之间距离，计算确定绞吸挖泥船最大挖深，计算步骤如下：步骤1：以龙门架滑轮半径R+0.2m为线BC距点D的最小安全距离，根据点B至点D水平投影距离L1和垂直投影距离L2，计算线BC与垂直方向夹角∠θ1；（1）步骤2：根据线AB与水平方向夹角∠θ2，计算线AB与线BC夹角∠B；（2）步骤3：根据三角形ABC三边几何关系和线AB边长LAB、线AC边长LAC，计算线AC与线BC夹角∠C；（3）步骤4：计...

【专利技术属性】
技术研发人员：嵇文远，吴晓南，安传志，陶冲林，杨增海，李晟，李少俊，冯庆，赵甲，
申请(专利权)人：中交上海航道局有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31