Способ определения линейных перемещений глубоководной опоры

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1236060 ип 4 Е 02 В 17 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ./

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

САР

С5

CO

С5

Ю (21) 3825381/29-15 (22) 14.12.84 (46) 07.06.86. Бюл. № 21 (71) Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им. Н. П. Мельникова (72) И. В. Левитанский, К. В. Поляк, М. А. Гусев и Д. П. Барсков (53) 627.2 (088.8) (56) Крылов Ю. М. и др. Ветровые волны и их воздействие на сооружения. Л.: Гидрометиздат, 1976, с. 126, 128.

Сердюков В. М. Фотограмметрия в промышленном и гражданском строительстве.

М.: Недра, 1977, с. 171 — 174. (54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГЛУБОКОВОДНОЙ ОПОРЫ, включающий одновременное фотографирование с двух точек с помощью фотостанции, аналитическую обработку стереопары снимков, отличаюи ийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности производства измерений в открытом море, фотостанцию располагают на надводной части исследуемой опоры, а у основания последней устанавливают связанные с морским дном с помощью конструктивного элемента датчики гидростатического давления, после чего производят стереофотосьемку набегающих волн зыби и измеряют изменение гидростатического давления при движении волны, линейные перемещения опоры определяют по разнице абсолютной и относительной фазовых скоростей волн.

1236060

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что время экспонирования выбирают в два раза короче периода собственных колебаний опоры.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что датчики гидростатического давления закрепляют на конструктивном элементе, выполненном в виде жесткой измерительной базы, В один ряд с возможностью поворота (Изобретение относится к натурным исследованиям морских сооружений и может быть использовано при определении линейных перемещений глубоководных опор нефтегазопромысловых платформ.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности производства измерений в открытом море.

На чертеже изображены глубоководная опора и расположение измерительной аппаратуры.

Фотостанция 1 расположена на надводной части рабочей площадки 2 глубоководной опоры 3. При действии волн зыби с помогцью фотостанции 1 осущеcTвляется стереофотограмметрия набегающих волн 4. У основания глубоководной опоры 3 смонтированы датчики 5 гидростатического давления.

Датчики 5 могут быть закреплены на жесткой базе 6, которая при помощи горизонтального подшипника 7 установлена на поддерживающей конструкции 8, опирающейся на дно 9 моря.

Сущность изобретения основывается на ряде свойств волновых процессов моря.

После прекращения действия ветра в море в течение длительного времени сохраняются волны зыби, которые отличаются правильным упорядоченным характером, т.е. случайные волновые колебания вырождаются в квазирегулярные.

Для определения абсолютных линейных перемещений глубоководной опоры 3 необхоаНМо знать абсолютную скорость передвижения некоторой вершины волны 4 (абсолютную фазовую скорость) и фазовую скорость относительно верха конструкции (относительную фазовую скорость).

Определение абсолютной фазовой скоро=ти осугцествляется при помощи датчиков 5 гидростатического давления, которые дают информацию о высоте столба воды над ними в каждый момент времени. Датчики 5 закрепляются на базе 6 на расстоянии друг от друга в диапазоне 10 — 20 м. оси ряда датчиков параллельно направлению распро.трансния волн, при этом количество датчиков принимают не менее двух.

4. Способ по п. 1, от,гичающийся тем, что датчики гидростатического давления устанавливают íа глубине не Meíåå 0,3 длины измеряемой волны и на расстоянии от глубоководной опоры не менее утроенного диаметра ее ближайшего конструктивного элемента.

Информация с датчиков 5 может синхронно регистрироваться самописцами или другими выводящими устройствами, позволяющими, например, по известной скорости протяжки ленты в записывающем устройстве определить Время перехода максимального столба воды с одного датчика на рядом стоящий. Зная расстояние между соседними датчиками и время ((I . ) между регистрация IH максимального столба Воды каждым

1I из них, получаем значение абсолютной фаHoeoH скорости тг „у . г. где х — угол между горизонтальной осью, проходящей через геометрические центры

:IàTHèêoH 5 и на.1равлснисм рdcèðîñòðàíåНИЯ ВОЛНЫ.

Для повьццения точности роз IHTHTQB необходимо размещать их на глубине, НреВышаюгцей 0,3 длины измеряемой волны, где горизонтальная и, самое г IHHlloe, Вер20 ствия практически полностгяо затухают, кроМс тогО, датчики 5 Jo.l HI HI>l oTcToH I I> oT 0.1 ижайшего элемента опоры 3 а расстоянии, превышающем утроенный диаметр этого элемента, что можно считать макси Tlilльной

25 зоной искажения потока цилиндрическим препятствием малого диаметра.

Кроме того, полезным HH,".HOTñÿ создание Bo" ìoæHîcTH поворота базы 8, на которой расположены IBTHHKH 5 Вдоль Направления распргктранения Волны. База 6 до,!жна быть жесткой, чтобы в случае наличия течения расстояние между датчиками 5 не менялось.

Определение относительной фазовой скорости (Ч ) Волны 4 зыби осущегl Вляется стереофотограмме-..рией одного из I ребнсй волны.

Перемещение гребня волны (S ) определяется масн1табньнvl измерением по с1ереофотоснимкам взволнованной НоВерхНосТН.

Обычно период волн зыби сугцественно превышает период собственны. колебаний опоры, что определяет нрсмя экспочиро,а1236060

Составитель Р. Беснастнова

Текред И. Верес Корректор М. Са мборская

Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проек1ная. 4

Редактор ? Шандор

Заказ 3072/31 ния, по крайней мере, в два раза короче периода колебаний сооружения. Применение именно стереофотосъемки обусловлено необходимостью вести съемку волновой поверхности с вышележащей точки, где и расположена фотостанция.

Таким образом, определив перемещение гребня волны за определенные промежутки времени, можно получить значения относительной фазовой скорости и ее изменения во времени т7отн = 3 Я /Д,ф

Имея эту информацию, а также величину абсолютной фазовой скорости по традиционным формулам, описывающим относительПреимуществом предлагаемого способа является возможность без существенных дополнительных затрат производить определение линейных перемещений глубоководной ное движение, определяются кинематические параметры и амплитудные значения абсолютных линейных перемещений (А) глубоководной опоры:

5 о

А= Ч ..dt о где 1о — промежуток времени, определяемый по графику V-. (t), между нулевым и максимальным значениями V- -, Здесь Ч ° =

— Vo TII — V36c — а 6 сол ютн а я c KopocT b H HeHного перемещения верха платформы.

Схематично последовательность операций предложенного способа определения линейных перемещений глубоководной опоры можно представить в следующем виде: опоры в открытом море, получить точнь1е результаты без искажений за счет допущения стабильности точек стояния фотостанции.