陈新权，杨启，顾敏童，谭家华，凌良勇，汤山

（1.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，海洋工程国家重点实验室，上海 200240；2.交通运输部长江航道局，湖北 武汉 430010）

0 引言

随着绞吸挖泥船作业区域的扩大，在设计阶段必须考虑风、浪、流等环境条件的影响，从而为关键设备的选取、结构的设计提供指导意见。本文研究的绞吸挖泥船需要在三峡库尾航道进行作业，该航道属大型山区急流航段，为保证在较大的流速中安全作业，要配备能力更强的绞车和定位设备。本文对不同设备配置条件下绞吸挖泥船的环境载荷、设备载荷及作业能力进行了分析，为船舶在不同环境条件下的作业范围限定方法提供建议，从而保证施工安全。

1 载荷计算

1.1 主尺度与计算坐标系

目标船定位桩在艏部，桥架和绞刀则位于船艉。主要参数为：垂线间长87.3 m；型宽22.4 m；型深5.3 m；设计吃水3.4 m；绞刀转速30 r/min；绞刀半径1.2 m。

图1 坐标系及外载荷

取随船坐标系，坐标原点取为桩处，采用右手坐标系，X轴和Y轴方向如图1所示。将挖泥船船体、定位桩、桥架、绞刀作为一个系统，则作用在系统上的外载荷包括环境载荷Fcx，Fcy和摇艏流力矩Mcxy；横移钢丝绳的拉力Fap和Fas；绞刀头处的轴向力Fl，水平力Fh，垂直于轴向及水平方向的力Fv，扭矩M；桩处的反力Fsx和Fsy。

1.2 环境载荷

绞吸挖泥船作业时主要考虑风、浪和流载荷的作用。其中风载荷根据各船级社规范推荐方法估算或由风洞试验确定；波浪载荷可以通过三维势流方法进行计算；流载荷可以采用相近船型近似估算或CFD方法进行计算。……