張緊式錨泊系統松弛-張緊過程沖擊張力分析

喬東生， 漆徐良， 閆俊， 梁海志，2， 索云飛， 寧德志， 歐進萍

(1. 大連理工大學 海岸和近海工程國家重點實驗室，遼寧 大連 116024；2. 青島理工大學 土木工程學院，山東 青島 266033；3. 中交第四航務工程勘察設計院有限公司，廣東 廣州 510230)

深海工程中張緊式錨泊系統憑借諸多優于懸鏈式錨泊系統的特性而得到廣泛應用。錨泊系統在隨浮體運動過程中可能會出現松弛-張緊的往復變化，當浮體運動達到特定的頻率與幅值時，會引起錨泊線內動張力接近或達到零張力，同時動張力最大值達到預張力的3倍甚至更高，即產生沖擊張力。此現象可能導致錨泊線發生斷裂，并嚴重影響錨泊系統的使用壽命，因此對錨泊線沖擊張力的研究十分必要。

國內外學者對錨泊線沖擊張力問題進行了相關研究，Huang等[1]基于集中質量-彈簧模型對錨泊線進行建模，用數值法預測錨泊線在松弛-張緊條件下纜繩內的沖擊載荷，并利用實驗所得數據對比分析，驗證了該數值法預測沖擊載荷的準確性。Plaut等[2]研究了剛性錨泊圓柱體的非線性動力響應，建立了錨泊線只受拉無質量彈簧模型，利用了解析法計算該模型的運動響應，研究發現在錨泊線發生松弛-張緊變換時會產生沖擊張力，此時錨泊線內張力幅值明顯增大，會對系統產生破壞。Vassalos等[3]對錨泊線進行了模型實驗，結果表明動張力幅值會隨激勵幅值和頻率的增加非線性增大，且一旦進入松弛-張緊變換狀態，動張力幅值被顯著放大，動張力頻率出現高頻成份。……