作为都柏林亚历山德拉盆地重新开发的一部分,海岸眼监测浮标系泊使用新的系泊系统,减少峰值负载,并能够改善声学监测。巴里·多尔蒂和夏娃·约翰逊的报告
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疏浚工程加深港池及航道都柏林港作为亚历山大盆地再开发项目最近几个月已经开始了。这项耗资2.3亿欧元的工程包括建造约3公里的码头围墙,加深港池和航道,以容纳更大的海船,以及与保护港口维多利亚时代工业遗产有关的工作。

建立了一个全面的环境监测方案,包括在疏浚活动期间对海洋哺乳动物的现场监测。作为监测方案的一部分,,技工船队,一家获奖的Dn老挝公司,由都柏林港务公司承包提供环境监测服务,问海洋渔业委员会为部署其海岸眼监控浮标,提出无声系泊解决方案。

Techworks Marine为此部署选择了Mo.sDB8000浮标。2.7吨的DB 8000浮标具有由多段聚乙烯浮子构成的3米直径的船体。这些是螺栓围绕一个中心钢结构,并具有通过船体进入水下仪器和电缆。

它们为声学监测系统提供了一个平台,并提供了关于浊度的实时详细的海况数据,波浪和电流剖面。浮标位于都柏林湾内,水深约20-25米。

TfI Marine公司设计了一个紧固的系泊解决方案,包括其创新的弹性系绳,以产生一个更安静的系泊系统(即:没有铿锵的锁链和镣铐,从而能够改进声学监测。

选择正确的系泊方案


海洋弹性系绳

放大的图1:带旁路的弹性系绳

通常情况下,用于监测这些深度的浮标的系泊系统将使用悬链线系统,这会导致大量的水下噪声。可替代的纤维绳溶液可以是复杂的,通常需要多个浮子和块状重量。对于这种部署,需要静音但坚固的系泊系统。这种无声但牢固可靠的结合很难实现。

TfI Marine的弹性系绳——在图1中用黑色标示在系泊线上——使监测浮标能够响应海面地形的变化,通过保持浮标在站并保护浮标免受风暴破坏,确保浮标的生存能力,同时,提供一个更安静的系泊解决方案。

弹性系绳在高载荷下可伸长4.5m至12m。这种动态响应显著地降低了峰值负载,并提供了抗冲击负载的高度保护。因此,使系泊系统内的疲劳载荷最小化,对监测浮标和系泊系统内的其他组件产生双重效益。

优化系泊方案


放大的图2:结合弹性系绳的系泊结构

TfI Marine与Techworks Marine密切合作,进行了模拟工作,以确定都柏林湾站点的最佳系泊配置。Mo.s DB 8000浮标在Orcaflex中建模,基于船舶的软件程序,模拟波浪和潮汐条件,以及浮标和系泊线的运动,计算和优化整个环境条件下系统的负荷。都柏林湾有大约4米的潮汐范围,以及高达6米的波高。

还考虑了系泊系统锚杆之间的跨度。这被模拟成一系列海洋条件,以确定浮标行为。参数,如系泊线中的张力,浪涌,升沉,摇摆,沥青,对横摇和横摆进行评定。还对弹性系泊缆绳进行了建模,并与传统的替代系泊方案进行了比较,并分析了数百次模拟和设计迭代,以优化系泊解决方案。

图2显示了Mo.sDB8000数据浮标的示例配置,用红色的弹性系绳,连同旁路,漂浮物和锚。一种紧绷的系泊结构(即:当在系泊线中保持最小张力并且向锚施加垂直和水平载荷时)选择。

放大图三:链式系泊;图4:聚丙烯系泊;图5:弹性系泊

这种设计提供了传统悬链线系统的优点,而不需要提升链条在海床上和离岸。链式悬链线系统会产生大量的噪音,而纤维悬链线系统则不太可能经受住海底的磨损。

该弹性系绳能够承受高载荷而不会撕裂,最大延伸率为167%。在最大扩展时,旁路被接合并通过系泊线传递载荷。旁路在系泊系统内提供了一些冗余,起到了故障保险的作用。弹性系绳的伸长率可以定制,并且由其预先设计的响应曲线确定。

图3-5中所示的图像将采用弹性系泊系统的系泊线中的模拟张力与典型的传统悬链系泊系统相比。

弹性系绳的响应导致峰值载荷和冲击载荷的显著降低。图5中的弹性系绳响应图中的两个最高尖峰表示当系绳达到完全操作延伸并且旁路被接合时的实例。与另外两个系泊系统相比,弹性系泊系统的冲击载荷频率显著降低。

部署


放大图六:监测浮标,配有TfI船用弹性系绳,准备部署

一旦确定了最佳设计方案,系泊线在Dn Laoghair组装。弹性系绳与聚丙烯管线结合使用钩环连接。镣铐被鞭打,并在界面处应用多态性,以消除可能由金属对金属连接产生的任何附加声响。

使用以下命令成功地部署了监控浮标爱尔兰之光委员会容器ILV颗粒剂,周六在都柏林湾,2017年9月16日。浮标部署在大约20米深的水域,弹性系泊系统证明非常快速和易于安装。来自监测浮标的初始声学剖面已经返回非常积极的结果。

弹性系绳已经在极端和罕见的暴风雨事件中证明了它们的性能。部署一个月后,过去50年中两次最极端的天气事件袭击了爱尔兰。

2017年10月,前奥菲利娅飓风,紧随其后的是风暴布莱恩,带着极端的暴风雨条件越过全国。非常高的风和低的中心压力一起帮助产生极高的波浪。都柏林湾高4.6米,最大阵风时速135公里,测试弹性系绳。弹性系泊系统运行良好,所有监测浮标保持在站内。

图7:都柏林湾环境监测浮标

这个项目是TfI海军陆战队总体上非常成功的部署,无声系泊系统证明是非常稳健,以及快速和易于安装。夏洛特·奥凯利,Techworks Marine的总经理和联合创始人,注意:我们刻意努力与其他爱尔兰创新公司合作,提供最先进的一流解决方案,确保我们的客户拥有强大的实力,可靠和安全的海洋数据。”“

诺埃尔·哈洛伦,TfI海洋公司首席执行官,同样高兴的是,这个项目展示了TfI海军陆战队的能力。“我们的动态系绳系统显著降低了峰值负载,同时,是弹性体,提供更静默的系泊,从而能够改进声学监测,“他说。

TfI Marine的产品也适用于海洋可再生能源等领域的许多其他应用,水产养殖,海上环境中的导航设备和其他大型结构。如果您想了解更多关于TfI Marine产品的信息,请访问我们的网站www.tfima..com或者发邮件给我们info@tfima..com.

作者:
巴里·多尔蒂,首席运营官,海洋渔业委员会
伊芙·约翰斯顿海洋工程师,海洋渔业委员会

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