铺砂船A字架在铺砂作业工况下的结构有限元应力分析.pdfVIP

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铺砂船A字架在铺砂作业

工况下的结构有限元应力分析

刘吉国

（天津市塘沽新海船舶工程有限公司，天津300459)

摘要：铺砂船在进行铺砂作业时，用于起吊铺砂头的A字架会承受来自海中浪、流及铺砂头自重和砂

子的重量，其结构强度应满足铺砂工况下的使用要求。文章对A字架进行三维建模，并对A字架进行有限

元网格划分；建立A字架的力学模型，进行工况组合，选定2个典型工况作为A字架的结构分析边界条

件。经过结构验算，A字架的结构可满足正常的铺砂作业工况需求，结构设计合理。

关键词：A字架；结构；有限元；应力

中图分类号：U672文献标志码：Adoi:10.13352/j.issn.1001-8328.2024.S1.008

Abstract:Inthesandlayingoperation,theA-frameusedtoliftthesandspreaderwillbeartheseawaves,

currents,theself-weightofthesandspreadertheweightofthesand,anditsstructuralstrengthshouldmeetthere-

quirementsunderthesandlayingcondition.Thispapermadea3dmodelingoftheA-frame,generatedafiniteele-

mentmeshofit,establishedthemechanicalmodel,conductedworkingconditionscombination,andselectedtwo

typicalworkingconditionsastheboundaryconditionsfortheA-framestructureanalysis.Afterstructuralchecking,

thestructureofA-framecanmeettherequirementsofnormalsand-layingworkingconditions,andthestructurede-

signisreasonable.

Keywords:A-frame;structure;finiteelement;stress

随着吹填造陆由粗放向精细化发展，常规的作业的刚性支撑部件。在铺砂头进行海底精细铺

吹填模式（围堰内直接吹填）不能满足工程的需砂作业时，A字架的结构强度需满足多种工况要

要，尤其是对吹填区的沉降均匀度有严格要求的工求，以保证铺砂头的铺砂精度，避免因为结构强

程。同时填海造陆工程环保要求也在不断提高，度不够而造成铺砂头作业风险，继而确保整个工

吹填区域对水体环境的扰动也将有更高的要求。程顺利进行。

香港国际机场第三跑道主回填项目，其填海

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A字架结构

造地的原料为砂料；环评文件要求施工现场周边

的空气、水质、噪声等环境，以及对白海豚的保A字架由本体、拉杆和底座组成，主要承受铺

护都有严格的限制；吹填区需要分层分区精细化砂头的荷载，其中本体为受压结构，拉杆为受拉

填筑，每层0.5~1m厚，铺砂的不均匀度小于20%；结构，而底座则承受A字架本体的重量及本体的压

铺砂头的落砂口距离底床的高度不能高于1m，铺力载荷。本体和拉杆均为无缝钢管制作，保证其

砂头出砂口以前的部分必须是封闭的，不能产生在受拉或受压下有较好的受力状态。底座采用钢

污染[2]。板焊接制作，与铺砂船甲板通过焊接相连接。A字

A字架通过钢丝绳与铺砂头连接，是整船铺砂架材质为Q355C，满足海上作业环境