总第316期交通科技SerialNo.3162023第1期TransportationScience&TechnologyNo.1Feb.2023DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2023.01.027收稿日期:2022-09-14第一作者:马家杰(1989-),男,工程师,学士。通信作者:陈明胜(1988-),男,副教授,博士。*国家自然科学基金(51809205),广东省重点领域研发计划项目(2019B111105002)资助沉管管节拖航纠偏运动响应研究*马家杰1,2李汪讳1,2陈英杰3陈明胜3(1.广州打捞局广州510260;2.广东省海洋工程施工与水上应急救援工程技术研究中心广州510260;3.武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063)摘要沉管在拖航过程中,由于风、浪、流等外载荷对其造成的横向偏移会对施工造成安全隐患。因此,为了研究沉管在偏离航道时拖船对其纠偏时的运动响应,采用基于三维线性势流理论的水动力专业分析软件ANSYS-AQWA分析沉管的水动力特性和环境载荷作用下的偏航运动响应。考虑到风、浪、流对沉管的共同作用,在时域模型内对沉管在不同工况下的纠偏运动进行数值仿真模拟。结果表明,当拖船最大纠偏力大于等于0.6F时,沉管管节能回到原有航道;在拖航阶段应尽量缩短拖船的准备时间以减小沉管偏航而导致搁浅的风险;在沉管管节浮运气象窗口的极限环境条件下沉管管节纠偏方案满足施工安全需求。关键词沉管ANSYS-AQWA拖航水动力特性时域分析中图分类号U656对于海滨城市与岛屿国家来说,为了加强各自之间的交流,修建世界级的跨海工程在当前亦成为热点话题。由于沉管隧道具有对地质水文条件适应能力强、埋深浅、与两岸道路容易贯通、工期短、施工条件与断面适应能力强、断面利用率高、桥岛隧组合多样且经济、通行能力强等优点,其在国内外得到了极为广泛的应用[1]。沉管的浮运是沉管隧道施工过程中的关键步骤。在拖航过程中,风、浪、流等环境载荷会使沉管偏移预定航线,对施工的安全性造成很大的影响。近些年来,国内外学者对沉管隧道浮运过程中的运动响应做出了研究。Harkkaart[2]对从巴尔的摩到波士顿的沉管的海上浮运工作进行了介绍,分析各种浮运方式的可行性。Aono等[3]通过水池试验与数值模拟的手段研究日本那霸沉管在各种波浪条件下的稳定性。Cozij等[4]通过数值模拟和模型试验的方法对韩国釜山-巨济沉管隧道的沉管管节在沉放过程中波浪因素对其运动响应的影响进行研究。Kasper等[5]运用数值模拟与试验研究的方法对深水波浪荷载对沉管管节湿拖过程中的稳定性影响进行研究。罗甜[6]建立沉管管节在浮运过程中的物理模型。同时,运用水动力学软件ANSYS...
