深水沉船打捞多体系统流载荷计算分析

双驳船抬吊法被越来越多用于大吨位沉船整体打捞,其作为多体系统存在着复杂的水动力特性,尤其在深水中应用尚需进一步研究。本文基于粘流理论,借助CFD软件FINE/Marine对双驳船抬吊法在深水海域整体打捞大吨位沉船作业过程中受到的流载荷进行数值分析,给出沉船不同浸没水深不同方向的流力系数,重点分析了沉船出水后的多体系统流载荷和流场分布情况,研究多体系统的遮蔽效应。相关研究结果对双驳抬吊沉船整体打捞方案设计中的船舶水动力及运动特性分析具有重要的参考价值。

内镜下“沉船”减压技术治疗胸椎后纵韧带骨化症——基于尸体标本的技术报道

目的:建立尸体标本的胸椎后纵韧带骨化(ossification of posterior longitudinal ligament,OPLL)模型,探究在模型上进行内镜下OPLL“沉船”减压技术(sink boat technique,SBT)的可行性。方法:采用新鲜冰冻尸体标本,在导航机器人定位和CT引导下,从侧方经胸腔按术前规划路径穿刺T9椎体后缘。穿刺到达椎体后缘中份后,推注骨水泥并使之沿后纵韧带渗透到椎管内,CT扫描确认骨水泥渗入椎管并分布在T9椎体后方即认为模拟OPLL制备成功。采用内镜下SBT,从一侧椎间孔和对侧部分椎弓根入路进入椎体,从两侧向中心磨除部分椎体,直至双侧贯通,形成凹槽状椎体后缘的缺损,能够容纳模拟的OPLL。使用带线锚钉,将OPLL骨块锚定下沉并固定在椎体凹槽内,以达到椎管腹侧减压的目的。结果:我们成功在尸体标本上制备了胸椎OPLL的骨水泥模型,T9椎体后缘模拟OPLL椎管侵占率达49%。内镜下SBT手术顺利完成了胸脊髓腹侧的减压,术后CT证实模拟的OPLL通过内镜下SBT技术成功沉入并固定在椎体内,椎管矢状径恢复率达218%。结论:内镜下SBT是一种创新的胸椎内镜手术方法,在尸体上可以将模拟的节段性胸椎OPLL沉入椎体内达到椎管减压的目的。

西沙群岛“石屿二号”沉船遗址出水青花瓷器的测年研究

“石屿二号”沉船遗址位于西沙群岛石屿东侧的珊瑚礁石上,是西沙群岛海域一处重要水下文化遗存。该遗址出水了青花、卵白釉、白釉、青灰釉、酱釉等多种瓷器,是探索古代海上丝绸之路和外销瓷贸易的关键窗口。虽然前人通过青花瓷器类型学分析确定了遗址的相对年代,但由于未发现船体痕迹无法进行碳十四测年,而热释光测年方法则为确定遗址的绝对年代提供了一种替代手段。为了探究该遗址出水青花瓷器的热释光性质及年代,本研究利用前剂量饱和指数法对16件青花瓷片进行了古剂量测试。使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)分析样品的放射性元素U、Th、40K的含量。在剂量率的计算过程中综合考虑了样品的经纬度、埋藏深度、含水率以及放射性元素含量等参数,并首次使用综合矿物分析(TIMA)揭示了瓷胎中的石英粒径分布情况,以提高剂量率计算的准确度。热释光年代结果表明,这批青花瓷烧制于元代至明代早期,在释光有限的误差范围内符合传统鉴定方法得出的该遗址属于元代这一结论。这有助于揭示该历史时期相关器物的制作工艺、实际用途和可能的产地。此外,这也为理解该历史时期青花瓷器在海上贸易中的传播路径、交易规模以及对其他文化的影响提供了重要的研究线索。

水下三维地形扫测在深远海大吨位沉船打捞项目中的应用

为精确测量KT轮搁浅位置处的水深变化数据,并全面调查海底地形和地貌情况,基于“多波束水下三维地形扫测”的系统集成、设备组合以及相关研究进展,以KT轮打捞施工为例,详细介绍了具体测量细节。通过水下三维扫测成果得知:暗礁区域南北长约1500 m,东西宽约1700 m,整体水深范围小于5 m;KT轮搁浅于暗礁东侧,距离深水区域约300 m;暗礁水下地形沟壑纵横,覆盖有大量野生珊瑚礁。利用水下扫测成果,生成了“暗礁水下三维数字地面模型”,识别了复杂地形和遗落残骸等影响打捞施工的风险因子,制定的救助打捞方案最大程度降低了对施工区域生态环境的破坏,对同类深远海大吨位沉船打捞具有推广意义。

慈溪潮塘江元代沉船保存状态研究

慈溪潮塘江元代沉船是慈溪地区迄今发现并经科学发掘的第一艘古代沉船,船体结构保存较为完整,现存10道隔舱壁板。通过14C测年进一步确认沉船所属时代为元代(1271年—1368年)。在沉船船体70个监测点位采集样品,从树种类型、木材化学组分、硫铁元素含量以及微生物病害种类等多个角度开展检测研究,全面调查分析沉船病害情况。结果表明,慈溪潮塘江元代沉船木材样品整体保存状态较好,由于长期处于内河道埋藏环境,木材处于饱水状态,最大含水率主要集中分布于185%~400%之间,局部区域呈现变色、变形、扭曲、开裂现象,木材化学组分呈现低综纤维素、高灰分的特点,含有少量硫铁元素,属于中度腐蚀状态,亟待开展盐分脱除与填充加固等船体保护工作。

韩国新安沉船打捞出水青白瓷仕女枕研究

将新安沉船打捞出水景德镇窑青白瓷仕女枕,所绘服饰与宋元时期绘画中女性着装进行对比,可知前者所饰并非为袍,而是对襟长衫,也就是褙子。此种服饰在宋元时期皆有使用,其并不能作为判定这件青白瓷仕女枕年代依据。结合新近刊布资料,辅以其他遗址考古发掘资料,可证新安沉船打捞出水景德镇窑青白瓷仕女枕烧造年代并非元代或南宋中晚期,而是北宋晚期至南宋初期。此外,根据新安沉船组织关系及14世纪初期中日文化交流方式,尤其是镰仓幕府时期武士阶层对待宋元文化态度差异,我们推断新安沉船打捞出水宋代景德镇窑青白瓷仕女枕很可能是入元日僧替武士阶层收集的“唐物”珍玩。

某内河沉船打捞实践浅探

沉船事故在内河低等级航道中时有发生。内河航道通航条件一般较差且船舶流量大,沉船会致使事发水域水上交通秩序急剧恶化,严重威胁过往船舶的航行安全,同时伴有次生事故和环境污染等隐患,沉船打捞应尽快开展。本文详述某内河沉船打捞过程,浅析内河船舶打捞的困境与应对。

重型水下机器人应用在沉船打捞中的优势

目前,重型水下机器人在海洋工程特别是深水海洋工程项目中的应用已经较为普遍。但其在沉船打捞方面的应用相对较少,特别是国内沉船打捞,一般仍沿用传统的作业模式,鲜有重型水下机器人参与打捞的案例发生。为加强国内深水应急抢险打捞能力,作为“十二五”重点项目,交通运输部批复国内某打捞局购置了3000 m级重型水下机器人及配套工具。本文将结合打捞作业需求、打捞工艺、打捞现场实际情况及水下机器人的自身特点,尝试分析与传统作业模式相比,重型水下机器人在沉船打捞领域的应用优势。

水下沉船探测方法及应用

水下沉船探测对时间和精度要求非常高,如何采用先进的技术设备较好地完成沉船探测是值得研究的。本文采用多波束水深探测与侧扫声呐相结合的方式,实施了某水库沉船探测,将多波束探测发现的可疑点与侧扫声呐影像相结合,较快地确定了水下沉船位置,证明了该方法的有效性。研究结果可为相关工程应用提供参考。

2019年吴川沙角旋沉船水下考古调查与初步研究

2019年9月,吴川市吴阳镇沙角旋沙滩上又发现铜皮包裹长条船木。接到消息后,广东省文物考古研究所派出多名水下考古队员组成调查队,前往现场进行考察。通过现场考察,当地沙滩发现的船木正是1988年国家与广东联合进行的水下考古调查发现的沉船的一部分,但由于多年海滩冲刷淤积,现已很难找到该沉船的具体位置。根据渔民线索开展声呐探测和水下考古探摸工作,调查队仍然未能明确船体位置。调查队随后对附近海滩和村庄开展文物调查和村民访谈,从中了解到一些文物信息,再结合对沙角旋船木及当地海丝贸易历史的考证,对当地的海洋贸易和海丝文化有了一定了解。

以中山舰、南海Ⅰ号、长江口二号为例 沉船整体打捞工程探析

中国水下考古起步于20世纪80年代,彼时正是中国沉船打捞技术借海洋开发业崛起之东风而逐步发展的时期。水下考古和沉船打捞技术相结合,推动中国水下文化遗产的保护与利用。作为整体打捞水下舰船文物的重要案例,中山舰、南海Ⅰ号、长江口二号的先后出水,体现了中国水下考古和沉船打捞技术的不断进步、文物保护和利用水平的不断提高。

南海西北陆坡一号、二号沉船遗址

南海西北陆坡一号、二号沉船遗址发现于2022年10月,所在海域水深约1500米。根据国家文物局的统筹部署和工作安排,2023年5-6月、9—10月,国家文物局考古研究中心、中国科学院深海科学与工程研究所、中国(海南)南海博物馆等单位共同对两处沉船遗址进行了两个阶段的深海考古调查,分别使用“探索一号”“探索二号”科考船,通过“深海勇士”号载人潜水器执行了41个潜次的深海考古调查任务。

国务院关于核定公布南海西北陆坡一号、二号沉船水下文物保护区的批复(国函〔2024〕66号)

文化和旅游部:你部关于报请核定公布南海西北陆坡一号、二号沉船水下文物保护区的请示收悉。现批复如下:国务院核定你部报送的南海西北陆坡一号、二号沉船水下文物保护区名单,现予公布。文化和旅游部、国家文物局要坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,贯彻落实党中央关于坚持保护第一、加强管理、挖掘价值、有效利用、让文物活起来的工作要求.

曲线顶管底幕法施工对沉船扰动的CEL数值模拟

依托“长江口二号”沉船打捞工程,采用耦合欧拉-拉格朗日法对极小曲率半径矩形曲线顶管底幕法沉船打捞工程进行数值模拟分析,获得底幕施工过程中顶推力以及船体竖向位移的动态变化,并与模型试验结果进行了对比验证.结果表明:所提的数值模型模拟结果和模型试验结果吻合较好,能较精确地预测沉船的变位和顶管的顶推力变化;最后一根管节推进为最危险工况,需要加强施工控制;采用左右对称推进而非顺序推进能够有效降低施工对沉船和土体的扰动.

基于底质力时历计算的沉船打捞离底过程动力特性分析及系泊系统优化

提出了一种基于精确底质力时历的沉船打捞系统动力特性分析方法.通过对一个典型案例的模拟,初步阐明了离底提升阶段母船和系泊缆、提升缆之间复杂的相互作用模式,发现了在提升阶段母船运动,特别是纵荡运动出现了显著的异常增大.为了更好地控制母船在打捞过程中的运动,还对打捞系统的系泊布置进行了优化,得出了进行提升时运动控制效果更好、系泊张力更小的系泊缆布置构型.

大吨位海底沉船抱捞液压驱动回路与结构设计

在深水大吨位沉船打捞作业工程中,300 m以深的海底环境压力让现有饱和潜水技术无法企及,复杂的海底工艺场景超出了遥控水下机器人作业范围,这限制了我国深水大吨位沉船的整体应急打捞能力。针对传统打捞方法的不足,提出了一种沉船整体抱捞方法,采用多组大型液压抱爪实现海底沉船的抱捞作业。针对我国附近水域海底沉船抱捞作业需求,设计了一组沉船打捞电液抱抓驱动系统,以深水电机驱动液压泵为动力源,由4支协同作业的液压缸实现抱抓作业,单缸最大输出力200 t。开展了液压回路设计,基于AMESim平台建立了电液回路仿真模型,分析了系统在变负载工况下工作性能,验证了设计合理性。在完成回路设计的基础上,开展了液压系统关键液压元器件选型,完成了阀控箱耐压防水适应性设计,压力补偿式泵站设计,以及系统的整体布置与安装设计工作。

基于Skempton公式的沉船打捞过程安全性分析

为评估整体打捞作业安全性,以“长江口二号”打捞系统为研究对象,基于三维势流理论及Skempton公式建立了沉船整体打捞过程耦合动力响应特性数值模型.该模型经实测验证,被用于沉船打捞全过程安全性分析.研究结果表明:整体打捞过程需特别关注离底和部分出水两个阶段打捞系统的运动响应以及提升缆、系泊缆张力的变化.随着波高和谱峰周期的增加,打捞系统运动响应和缆绳张力极值增大.浪向对打捞系统六自由度运动的影响较为复杂,斜浪作用下提升缆的张力极值明显增加.根据缆绳安全系数的计算,制定打捞方案时,要选择适当的提升速度,避免在20°~70°的浪向下进行打捞作业.

一种沉船打捞离底过程的三参数半定量风险评估方法

基于沉船打捞离底阶段的动力响应时域模拟,提出了一种针对该阶段的半定量安全性评估方法.该方法旨在统括打捞母船的各运动模态,提供对沉船打捞系统在不同海况下工作时的整体安全性评价分数.以“长江口二号”打捞项目为依托,进行了不同浪向角下的系统动力响应敏感性分析,最终得出(150°,210°)和(330°,30°)两个波浪入射角区间是比较理想的打捞作业窗口.

大吨位沉船整体打捞中打捞框架吊装下放技术

以“长江口二号”沉船整体打捞作业为背景,设计相应的打捞方案,采用弧形梁系统方式进行打捞.在正式穿引弧形梁前,需将端板纵梁组合体(打捞框架)吊装并沿着定位桩下放至海底.为确保穿梁过程的顺利进行,在设计吊装方案时需考虑在吊放过程中为控制打捞框架发生变形,设计了一套可多点吊装吊架的吊装方案,并采用具有一定弹性的环形吊带作为连接吊架与打捞框架的连接索具,可在有效控制打捞框架整体变形的基础上对打捞框架整体受力具有一定的缓冲作用.该研究验证了此吊装下放方案的可行性,为大吨位沉船整体打捞的打捞框架吊装下放提供技术支撑,同时也为后续类似大型钢结构高变形要求的海上吊装及下放提供一定的借鉴作用.

大吨位沉船整体打捞耦合动力响应数值仿真

以“长江口二号”沉船整体打捞作业为背景,设计相应的打捞方案,并对其关键状态的动力响应进行数值实验,综合分析不同海况下多体耦合系统运动响应特性及缆绳受力情况.研究结果表明,横浪工况下,打捞系统的不稳定性增加,作业风险明显高于其他浪向的同浪级工况.此外,沉船离底状态下,提升缆及系泊缆的张力响应极值会高于沉船部分出水时的受力情况.该数值实验验证了打捞方案实施的可行性,同时为规避打捞作业风险的海况决策提供了重要依据.