集装箱坠落载荷作用下甲板板架结构响应理论预报方法研究

郭德松， 纵 帅， 王秀飞， 费宝祥， 王加夏， 刘 昆

(1.江苏科技大学 船舶与海洋工程学院，江苏 镇江 212003；2.驻秦皇岛地区军事代表室，河北 秦皇岛 066000)

在经济贸易的带动下，港口业务日益繁忙，集装箱吞吐量不断增加。与此同时，港口码头发生集装箱坠落事故有增无减。由于在起吊作业过程中诸多环境因素以及人员操控的不可控性，钻杆、立/套管、集装箱、发动机等不慎坠落事件时有发生，往往会导致甲板等船体结构破损，危害舱室安全[1-2]。据英国石油部门在1980—1986年间所做意外事故统计，平均每年每台吊机作业超过4 500次，物体在每次起吊过程中的坠落概率约为2.2×10-5[3]，足以引起设计者的关注。

在各类坠物中集装箱最为常见，其质量大、吊装高度高，一旦发生坠落事故，巨大的撞击动能会导致船体结构产生严重的损伤变形，威胁船体结构安全性[4]。针对于此，国内外学者已开展了一些研究工作。船舶碰撞场景中，结构损伤与箱型坠物相似，基于此，在一些船体结构碰撞研究中，Zhu等[5-7]研究了船舶及海洋板结构受重复撞击荷载时的损伤机理，建立了结构损伤的简化预报公式。刘昆等[8]对强桁材结构进行了试验仿真研究，为解析方法中变形模式的确定提供依据。Wang等[9-11]对舷侧外板的变形进行了研究，提出了多种结构损伤解析预报公式。上述研究可为箱型坠物解析方法提供参考。坠物损伤方面，郝瀛[12]研究了箱型坠物作用下甲板结构破损的临界变形能，确定了临界变形能的加权系数，进而得到板架整体的临界变形能，可为实际工程设计提供参考。……