سلطان یاقوت

سازه­ های فراساحلی و تحلیل برخورد کشتی با آن­ها

سازه-های-فراساحلی-و-تحلیل-برخورد-کشتی

همزمان با گسترش و توسعه حمل دریایی، نیاز به ساخت تاسیسات و سازه­ های گوناگون در اطراف ساحل و حتی نقاط دور از ساحل شدت گرفت. یکی از اهداف تاسیسات فراساحلی، بهره ­مندی از منابع نفت و گاز اعماق دریاهاست. هدف دیگر این تاسیسات، ایجاد امکان خدمت ­رسانی به وسایل نقلیه دریایی در بین مسیر از جمله ایجاد امکان تخلیه بار و تخلیه تجهیزات کشتی­ هاست. از آنجا که همواره امکان برخورد فیزیکی میان این سازه­ ها و شناورهای دریایی وجود دارد، لازم است این برخوردها تحلیل و بررسی شوند. در ادامه این مقاله انواع سازه­ های فراساحلی را شرح داده­ ایم و برخورد کشتی با این سازه­ ها را مختصرا تحلیل کرده ­ایم. برای آشنایی بیشتر با مفاهیم ذکرشده تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.

سازه­ های فراساحلی چه نوع سازه ­هایی هستند؟

سازه­ های دریایی به طور کلی در دو دسته ساحلی و فراساحلی جای می­ گیرند. سازه­ های ساحلی در اطراف ساحل و سازه ­های فراساحلی در مناطق دور از ساحل ساخته می ­شوند که مورد بحث ما در این مقاله سازه­ های فراساحلی هستند. این سازه­ ها شامل برج­ های انتقال امواج ماکروویو و تولید انرژی، سکوهای نفت و گاز و فرآورده ­های هیدروکربری و… می­ باشند که در اعماق متغیر دریا بنابر نوع کاربرد ساخته می­ شوند.

سکوها از مهم­ترین سازه ­های فراساحلی هستند که به جهت استخراج و تولید نفت و گاز طبیعی از اعماق دریاها ساخته می­ شوند. فرآیند ساخت آن­ها به این صورت است که در ابتدا در منطقه مورد نظر برای حفر چاه­ های اکتشافی از دکل­ های شناور استفاده می­ شود. در صورتی که عملیات با موفقیت انجام شود، نسبت به ساخت سکوی دائمی اقدام می ­شود.

عواملی که در مورد فشارهای وارده به سکوهای فراساحلی باید مورد توجه قرار بگیرند عبارتند از:

  • بارهای مربوط به شرایط آب و هوایی (فشار امواج و بادها)
  • بارهای مربوط به حمل و نقل و جابه ­جایی

سازه‌های فراساحلی به منظور اطمینان از حداکثر ایمنی از نظر فرسایش‌های دینامیکی و مرور زمان با در نظرگرفتن ‌اطلاعات موجود از وضعیت آب و هوائی و امواج طی ۵۰ تا ۱۰۰ سال گذشته طراحی می‌شوند.

یکی از شاخه­ های رشته مهندسی دریایی، تاسیسات فراساحلی است که به طراحی و ساخت و نصب سازه­ ها، دور از ساحل و در آب­های عمیق می ­پردازد. این سازه­ ها شامل سکوهای نفتی، سکوهای تفریحی، پایانه‌های فراساحلی، سکوهای بادی و خطوط لوله کف دریا در آب‌های عمیق می شوند و جزو پیشرفته ­ترین موضوعات مهندسی به شمار می ­آیند.

امروزه تحقیقات زیادی در زمینه­ های گوناگون سازه ­های فراساحلی مانند موضوع خستگی سازه­ ها تحت فشار ناشی از موج و جریانات دریایی در حال انجام هستند.

آیین نامه‌های مخصوصی که امروزه در طراحی سازه‌های فراساحلی مورد استفاده قرار می ­گیرند عبارتند از:

  • API
  • DNV
  • NOBLE DENTON

انواع سازه­ های فراساحلی

به ­طورکلی سازه ­های فراساحلی را می­ توان به دو دسته تقسیم کرد:

  • سازه­ های فراساحلی نرم

تغذیه ساحل (‌Beach Nourishment) یا احیاء ساحل رایج‌ترین روش نرم جهت تثبیت سواحل محسوب می‌شود. تغذیه مصنوعی ساحل عبارت است از انتقال و ریختن ماسه بر روی ساحل و پخش و هموار سازی مناسب آن. هدف از تغذیه ساحل، مسائلی همچون احداث تفریحگاه ساحلی، حفاظت در برابر طوفان با کاهش انرژی موج‌ و احداث ساحل مصنوعی‌ در اثر طوفان است. سازه ­های نرم در موضوع مهندسی سواحل، عبارت است از به کارگیری عملیاتی همچون تغذیه ساحل با استفاده از مصتاح طبیعی بستر دریا و امثال آن.

  • سازه ­های فراساحلی سخت

به سازه ­هایی که پس از فرسایش ساحل در یک منطقه، به منظور پیشگیری از فرسایش بیشتر و جلوگیری از حرکت و فرار ماسه در طول خط ساحل مورد استفاده قرار می­ گیرند، سازه­ های سخت می­ گویند. ساخت این سازه ­ها سبب تثبیت نسبی خط ساحلی در طولانی مدت می ­شود.

سازه­ های فراساحلی سخت خود شامل دو دسته­ اند:

  • دسته اول شامل سازه­ هایی مانند دیوار ساحلی است که به طور مستقیم مانع فرسایش ساحل می ­شوند. این پیشگیری با سخت­ سازی و تغییر ساختار باعث حفاظت ساحل از حرکت ماسه در طول خط ساحلی صورت می­ گیرد.
  • دسته دوم سازه‌هایی که به صورت هیدرولیکی مانع از حرکت ماسه و تغییر شکل ساحل می‌شوند‌، مانند آب شکن‌ها‌، جتی‌ها و موج شکن‌های جدا از ساحل‌، دسته دوم عموماً باعث فرسایش مجدد در پایین دست خود می‌شوند.

کاربرد سازه­ های فراساحلی

سازه­ های فراساحلی به منظور دسترسی به اهداف مختلفی ساخته می­ شوند که برخی از مهم­ترین آن­ها عبارتند از:

  • اکتشاف و استخراج نفت و گاز
  • فرایند تولید
  • لوازم مورد نیاز محل سکونت
  • پل‌ها و راه‌های ارتباطی
  • بارگیری و تخلیه تجهیزات کشتی­ ها

تحلیل برخورد کشتی با سازه‌های فراساحلی

سازه­ های دریایی که در ابتدای مقاله به شرح مفصل آن پرداختیم، چه در هنگام نصب و چه در زمان استفاده و بهره­ برداری، همواره در معرض خطر برخورد با وسایل نقلیه و شناورهای دریایی از جمله کشتی ­ها هستند. در برخوردهایی جزئی که با سرعت کم روی می­ دهند، ضربه وارده که نوعی انرژی جنبشی به شمار می ­آید به صورت ارتعاش الاستیک در سازه مورد تصادف جذب شده و آسیب جدی متوجه آن نمی ­شود. در صورتیکه برخورد صورت گرفته، از نوع شدید باشد ارتعاش الاستیکی سازه مورد تصادف در جذب انرژی جنبشی وارده در اثر ضربه کافی نبوده و این انرژی جنبشی به صورت تغییر شکل­­ های خمیری اعضای کشتی یا سازه مورد تصادف جذب می­ شود. در این گونه موارد اثر دینامیکی قابل توجه است و معادله حرکت کشتی و سازه مورد تصادف باید به صورت همزمان و دینامیکی حل شود.

در پدیده برخورد‌، سازه فراساحل انرژی برخورد را به شکل‌های زیر جذب می‌کند:

  • فرورفتگی بدنه عضو مورد تصادف؛
  • خمش ‌الاستوپالستیک عضو مورد تصادف؛
  • تغییر شکل محوری االاستوپالستیک؛
  • ابراز جاذب انرژی (‌فندرها‌)، در صورت استفاده؛
  • تغییر شکل کلی سازه که به صورت جانبی است؛
  • فرورفتگی در بدنه کشتی.

در شیوه معمول جهت بدست آوردن پاسخ سازه مورد تصادف و بررسی کفایت آن در برابر ضربه صرفاً انرژی جذب شده در بخش فرورفته عضو مورد تصادف لحاظ می شود و مابقی سازه تحت اثر نیروهای انتهایی عضو مورد تصادف به صورت خطی تحلیل می‌شود‌. از معایب عمده این روش در نظر نگرفتن رفتار غیرخطی اعضای مجاور عضو مورد تصادف و لحاظ نکردن سایر تغییر شکل‌هایی است که در جذب انرژی مشارکت دارند‌.

برای بهره‌مندی از مشاوره رایگان ترخیص کالا با متخصصان ترخیص‌کار و همکاری با شرکت سلطان یاقوت می‌توانید با شماره‌های زیر تماس حاصل بفرمایید:

بیشتر بخوانید :

 

5/5 - (1 امتیاز)