針對結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)已成熟應(yīng)用于橋梁、隧道、船舶和海洋平臺等結(jié)構(gòu)物的健康監(jiān)測中,但面向鋪管船托管架結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用研究仍處于空白的現(xiàn)狀,以某鋪管船為例,研究開發(fā)一套適用于鋪管船托管架結(jié)構(gòu)的作業(yè)動態(tài)監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對托管架結(jié)構(gòu)健康狀況的實(shí)時、科學(xué)監(jiān)測。為保證監(jiān)測系統(tǒng)的安全性,對防護(hù)密封方案進(jìn)行研究,并通過模型試驗(yàn)驗(yàn)證方案的可靠性。此外,通過海上測試采集監(jiān)測數(shù)據(jù),并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確保托管架的安全性。 

【文章來源】：船舶工程. 2020,42(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

弦桿位置監(jiān)測選點(diǎn)

圖1 弦桿位置監(jiān)測選點(diǎn)表1為托管架監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)及所需應(yīng)變片總結(jié)。托管架在上下弦桿承擔(dān)著結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，具有y方向和z方向的彎曲應(yīng)力，其中z方向的彎曲應(yīng)力明顯大于y方向的彎曲應(yīng)力。為保證測量精度，在z方向設(shè)置2組應(yīng)變片，每組設(shè)置1個備份，共計(jì)4個應(yīng)變片；在y方向設(shè)置2組應(yīng)變片，共計(jì)2個。

托管架在深水作業(yè)過程中可能會出現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或局部桿件節(jié)點(diǎn)失效等現(xiàn)象，因此需監(jiān)測主要部位，以實(shí)時掌握安全狀態(tài)。但是，托管架結(jié)構(gòu)在作業(yè)時絕大部分位于水下，最深處可達(dá)100 m左右，且作業(yè)周期長達(dá)幾個月，這對監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了極為嚴(yán)苛的要求。此外，由于監(jiān)測點(diǎn)位比較多，所用傳感器數(shù)量多達(dá)144個，分布在4節(jié)托管架上，這就要求系統(tǒng)連接相對簡單，便于海上作業(yè)，同時具有良好的水密性和耐腐蝕性。對此，本文設(shè)計(jì)一種分布式應(yīng)力監(jiān)測傳統(tǒng)，在每段托管架上布設(shè)數(shù)據(jù)采集分析設(shè)備，該段托管架上的所有傳感器都采用防海水電纜連接到采集器上，采集器之間用防海水網(wǎng)線連接。該布置方案能極大地減少布線連接工作量，關(guān)鍵問題是做好水密和防腐蝕處理。圖3為監(jiān)測系統(tǒng)布設(shè)原理圖由圖3可知，該監(jiān)測系統(tǒng)主要由3部分組成，其中：1）第一部分為監(jiān)測點(diǎn)位置的傳感器系統(tǒng)，防護(hù)裝置對表面式應(yīng)力計(jì)進(jìn)行防護(hù)，通過防海水電纜與采集分析裝置連接；2）第二部分為采集分析裝置，通過防水裝置保護(hù)防水密閉處理，通過光纖網(wǎng)線與船尾的計(jì)算機(jī)主機(jī)連接；3）第三部分為工控室內(nèi)的計(jì)算機(jī)主機(jī)，內(nèi)部裝有動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)，可采集、分析、處理和存儲收集到的應(yīng)變信號，對托管架應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時評估和預(yù)警。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3086804