[发明专利]一种恶劣海况条件下跨海大桥水上施工方法

说明书

本发明公开了一种恶劣海况条件下跨海大桥水上施工方法，包括如下步骤：步骤一：得到施工海域模拟波浪后报，从而模拟出各桥墩位处的波浪场条件；步骤二：编制波浪周期双要素统计表，并对船舶进行选型；步骤三：得到船舶的运动响应；步骤四：确定船舶运动阈值；步骤五：根据船舶运动响应和运动阈值，计算可施工的船舶作业窗口期；步骤六：根据工效要求确定船舶选型；步骤七：现场波浪逐墩预报；步骤八：形成波浪预报与船舶辅助决策系统，并根据此系统对船舶进行派遣。本发明的方法使管理人员在办公室便能观测到施工海域的海况及船舶信息，利用波浪预报技术和船舶窗口期，提出有效的调度，提高海上船舶的作业效率，保障海上船舶的高效施工。

技术领域

本发明涉及跨海大桥海上船舶施工领域。更具体地说，本发明涉及一种恶劣海况条件下跨海大桥水上施工方法。

背景技术

伴随着我国经济的蓬勃发展，越来越多的工程建设在海洋环境中，与平静的内河相比，恶劣的涌浪常导致施工船舶较大的摇摆运动，当涌浪大到超过施工船舶作业的允许范围时，将无法满足精度要求的进行作业；甚至在更恶劣涌浪下，船舶需前往港湾锚地进行避险，因此有必要尽可能抓住船舶施工窗口期进行作业。另一方面，由于跨海大桥施工时涉及的船舶数量可达到数十艘，但由于交通和沟通不便，特别在海况更为恶劣的海外工程中，施工船舶的组织调度难度非常大，常导致船舶排队停靠临时码头等工效降低的情况。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种恶劣海况条件下跨海大桥水上施工方法，形成从船舶选型到现场辅助决策的方法，使管理人员在办公室便能观测到施工海域的海况及船舶信息，利用波浪预报技术和船舶窗口期，提出有效的调度，提高海上船舶的作业效率，从而保障海上船舶的高效施工。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种恶劣海况条件下跨海大桥水上施工方法，包括如下步骤：

步骤一：得到施工海域模拟波浪后报，从而模拟出各桥墩位处的波浪场条件；

步骤二：编制波浪周期双要素统计表，并统计出现场不规则波的波浪谱，从而掌握现场各桥墩位处波浪分布的具体情况，并根据此依据对船舶进行选型；

步骤三：基于上述模拟波浪场条件，得到上述备选船舶的运动响应；

步骤四：根据现场的施工工艺确定船舶运动阈值；

步骤五：根据船舶运动响应和运动阈值，计算出可施工的波浪条件，也是可施工的船舶作业窗口期；

步骤六：根据工效要求确定船舶选型，根据步骤五中确定窗口期波浪条件，结合步骤二中的波浪波高、周期分布，确定船舶可施工的频率；

步骤七：现场波浪逐墩预报；

步骤八：形成波浪预报与船舶辅助决策系统，并根据此系统对船舶进行派遣。

优选的是，所述步骤一具体为：获取施工海域的地形地势、风场数据、边缘条件，并设置在模型中，采用基于动谱平衡方程的WAVEWATCH3数学模型和SWAN模型进行模拟，在大范围的粗地形网格中采用WAVEWATCH3数学模型进行计算，计算出小范围的细地形网格边界处的波浪条件，再将该边界条件作为SWAN模型细地形网格时的边界输入进行计算，从而模拟出各桥墩位处的波浪场条件。

优选的是，采用波浪监测仪在各桥墩位处的某一点位进行多个月份的波浪场条件监测，获得监测数据后对上述模型进行修正，以提高各桥墩位处的波浪场条件的模拟精度。

优选的是，所述步骤三具体为：基于势流理论计算方法，计算出船舶在波浪作用下的运动响应，船舶纵横摇的运动响应，通过挪威船级社DNV研发的SESAM/HydroD进行模拟，或采用ANSYS/AQWA势流分析软件进行模拟，从而得出船舶运动响应与波浪输入参数之间的关系。

优选的是，所述步骤五中，系统内含船舶随波浪运动反应的库回归的计算公式，从而根据船舶船长、船宽、吃水信息，快速获得船舶的运动窗口期。