海洋工程安全与防灾技术
完成单位:中国海洋大学

支撑项目(平台):山东省海洋工程重点实验室,海洋工程与海洋再生能 源高校学科创新引智基地

参与单位:中国海洋大学

所属学科:水利工程,船舶与海洋工程

主要贡献者:李华军,刘德辅,王树青,梁丙臣,刘勇,刘福顺,张敏,武国相,杜君峰

成就简介:海洋环境复杂严酷,台风巨浪等极端海况频发,破坏力极强。围绕海洋资源开发与权益维护的重大需求,解决了海洋工程设计理论、安全施工与运行中的系列难题,发展了海洋工程安全与防灾技术体系,显著降低了工程风险。

  1. 开辟了海岸工程建设的新途径:研发了新型海岸结构物,解决了传统结构稳定性差、生态环境影响严重等难题,创建了相应的工程设计理论与施工技术,达到了兼顾安全、环保、经济的工程效果。
    传统堆砌式海岸结构物由于不透水,产生阻水调流与波能富集作用,引起滨海湿地退化、水质恶化、结构物失稳破坏,带来严重的环境与安全问题。针对安全、环保、经济的海岸工程建设新需求,研发了新型环境友好型海岸结构物及其施工与防护关键技术,显著降低了海岸工程的安全风险与环境风险。建立了新型结构物的水动力分析模式,克服了传统势流理论无法考虑透空结构波能耗散的缺陷;建立了考虑三维波生流与波浪非恒定输沙过程的冲淤演变模式,为冲刷防护提供科学依据。

  2. 攻克了海洋平台安全设计与安装关键技术:建立了可靠的海洋工程防灾设防标准推算方法,发展了浮式平台防风系泊、大型平台整体安装的设计方法与关键技术,显著降低了海上工程的风险。

    提出了台风浪、风暴潮、天文潮联合遭遇的多维复合极值分布预测技术,解决了传统方法忽略各环境动力要素内在关联性导致设计参数不可靠的难题;通过大量试验、模拟和理论分析,揭示了台风巨浪作用下浮式系泊系统的受力机理和运动规律,发展了防风系泊系统的设计理论与方法;针对大型平台海上安装难题,建立了多体运动耦合安装过程模拟方法,攻克了滑移装船、系泊优化、就位对接等技术难点,形成了海洋平台浮托安装的总体设计方法和安装施工工艺,显著提高了海洋平台传递运动与荷载控制精度,解决了因起重船能力不足而无法安装数万吨大型平台的难题,且安装效率大幅提高。

  3. 突破了海洋平台安全运行的技术瓶颈:发明了海洋平台结构整体动力检测新技术,研发了结构振动控制与修复加固新技术,保障了海上工程安全经济运行。

    针对恶劣环境下的海洋平台安全运行问题,提出了基于状态空间的时频分析方法,发明了交叉模型交叉模态结构损伤识别技术,突破了动力特性识别、实测模态信息不完备等技术瓶颈,建立了海洋平台整体动力检测技术新方法;研发了海洋平台浪致振动智能控制技术,发明了新型膨胀式自应力灌浆卡箍修复加固技术,为现役平台的安全运行与超期服役平台的延寿提供了有效的技术支撑。

    上述技术成果支撑了黄河三角洲人工岛与进海路工程、埕岛油田中心平台、舰船防风系统、南海工程等70余项海上工程的安全建设与运行。


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