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水中鋪設(shè)塑料管道的設(shè)計(jì)計(jì)算

這種新型機(jī)器人堪稱是“深水管道工”，它們不怕惡劣環(huán)境，可以代替人工在水下快速安裝管道連接件，方便工作人員在船上對(duì)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)操作�！澳壳皣�(guó)內(nèi)使用的水下管道接頭，大都使用進(jìn)口設(shè)備進(jìn)行安裝，維護(hù)、零件更換很不方便，而且維護(hù)費(fèi)用大、維護(hù)周期長(zhǎng)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)�！睂O朝陽說，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)研制出水下安裝管道連接件機(jī)器人，能夠降低水下管道接頭系統(tǒng)的使用和維護(hù)費(fèi)用，從而降低生產(chǎn)成本�！拔覀冞@個(gè)作品有很多創(chuàng)新點(diǎn)，機(jī)器人在水下作業(yè)時(shí)會(huì)受到潛流的影響，而且有的管道位置為非水平狀態(tài)，因此我們?cè)O(shè)計(jì)利用了氣囊和螺旋槳配合，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人水下姿態(tài)調(diào)整。”孫朝陽表示，為適應(yīng)安裝作業(yè)時(shí)管道的傾角，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了固定夾緊裝置，在安裝作業(yè)時(shí)首先將機(jī)器人固定在管道上，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)管道不同傾角的適應(yīng)性。此外，機(jī)械臂和固定裝置均為滿足互換性設(shè)計(jì)的譜系化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了機(jī)器人的靈活性和應(yīng)用范圍，可以滿足不同的施工需要。深水大口徑管道連接安裝作業(yè)機(jī)器人主要用于深海油氣管道的管路鋪設(shè)作業(yè)，在深海管道溝槽式接頭發(fā)生損壞或接頭泄露時(shí)，利用機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)溝槽式接頭的快速修復(fù)，不但提高了工作效率，還能規(guī)避人工作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)性。山東科技大學(xué)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，新型機(jī)器人還可以成為工作平臺(tái)，通過增加其他類型的機(jī)械手臂或裝置，實(shí)現(xiàn)管路銹蝕探測(cè)、管路表面清污和防銹噴涂等多項(xiàng)工作，市場(chǎng)化前景非常廣闊.

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海底管線與水下光纜鋪設(shè)施工。水下清淤、水下切割，水池清淤，水下維修工程,水下混凝土修復(fù)與澆注施工:對(duì)海洋、湖泊、內(nèi)河、水庫等水域水下建造各種鋼筋混凝土構(gòu)筑物，使用新型水下材料、設(shè)備、工藝直接在水下施工建造。工期短，可靠性強(qiáng)，綜合成本低。管道安裝工程

該項(xiàng)目沉管施工全長(zhǎng)684米，主要由六節(jié)單根長(zhǎng)228米、直徑2.62米的鋼管組成，單根重達(dá)410多噸，具有超大、超長(zhǎng)、超重等特點(diǎn)，且在水下23米深水區(qū)安裝，施工安全風(fēng)險(xiǎn)很高，水上作業(yè)難度極大，工程施工要求精準(zhǔn)。為確保沉管施工順利開展，施工單位編制了水下大型沉管安裝專項(xiàng)施工方案，引進(jìn)3臺(tái)150噸大型浮吊船、項(xiàng)目部自行研制2艘200噸門吊船、浮力30噸鋼制浮筒8個(gè)，共同承擔(dān)水下沉管施工的安裝工作�！∈赘凉茼樌惭b就位，為后續(xù)沉管水下安裝施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，為確保原水管線6月30日通水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，駱馬湖水源地工程開始進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。機(jī)器人海象剛剛從西氣東輸二線工程香港支線凱旋，圓滿完成了目前國(guó)內(nèi)最大管徑海底管道埋設(shè)任務(wù)，又亮相2012中國(guó)國(guó)際工業(yè)博覽會(huì)贏得喝彩。記者日前走訪其“家鄉(xiāng)”——上海交通大學(xué)船舶海洋與工程學(xué)院水下工程研究所發(fā)現(xiàn)，原來上海研發(fā)的水下高手已足有一個(gè)兄弟連，它們有的能在深水破土埋管，有的能潛入深海勘探大洋，有的可根據(jù)海底復(fù)雜地形靈活變形。海象海底開溝西氣東輸二線工程香港支線從深圳到香港需要穿越一段2.8公里的海底，要求將管線一次后埋設(shè)至海底深4米、底寬2米、頂寬6米的溝型內(nèi)，其開溝要求是我國(guó)目前海底油氣管線開溝作業(yè)中最高的，要在平均水深40米的條件下作業(yè)。上海交大研制的MP04型大管徑噴沖式開溝機(jī)受建設(shè)方委托，承擔(dān)這項(xiàng)國(guó)內(nèi)最大海管埋設(shè)的攻關(guān)任務(wù)。上海交大船舶海洋與建筑工程學(xué)院教授、水下工程研究所所長(zhǎng)葛彤介紹，MP系列是高壓噴沖式海底管線電纜埋設(shè)系統(tǒng)，它同時(shí)具有管線和電纜的埋設(shè)功能，擁有完備的操控監(jiān)控和導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可以通過噴沖技術(shù)，將海底淤泥打碎，然后抽吸到兩側(cè)，從而形成埋設(shè)管線、電纜的深溝。葛教授透露，MP04前兩天剛剛完成了深港線的任務(wù)，能完成這樣的任務(wù)使得它成為目前國(guó)內(nèi)，甚至國(guó)際上“能力最強(qiáng)”的開溝機(jī)。而這臺(tái)重達(dá)90噸的重型裝備也被工程師們親切地稱為海象。

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（1）水泥及粉煤灰①進(jìn)罐的水泥和粉煤灰必須有廠家提供的品質(zhì)試驗(yàn)報(bào)告，同時(shí)試驗(yàn)室按規(guī)定進(jìn)行抽檢。水泥以200~400噸同品種、同標(biāo)號(hào)、同廠家為一個(gè)取樣單位，一批不足200噸也作為一個(gè)取樣單位。粉煤灰以100噸同級(jí)、同生產(chǎn)廠家為一個(gè)取樣單位，一批不足100噸也應(yīng)作為一個(gè)取樣單位。其中，普通硅酸鹽水泥應(yīng)滿足gb175的要求，中熱硅酸鹽水泥應(yīng)滿足gb200的要求，粉煤灰品質(zhì)應(yīng)符合本標(biāo)書文件《技術(shù)規(guī)范》的各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)不合格的材料運(yùn)離現(xiàn)場(chǎng)。②保證貯罐密封良好，避免材料受潮，不同品種、標(biāo)號(hào)及廠家的水泥、粉煤灰分別貯放。③散裝水泥入罐溫度實(shí)行每天抽檢制度，當(dāng)實(shí)測(cè)溫度超過60℃時(shí)停止卸車入罐。（2）砂石骨料砂石骨料嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)范控制，不合格的骨料嚴(yán)禁進(jìn)場(chǎng)使用，控制骨料的各項(xiàng)指標(biāo)滿足本標(biāo)書文件《技術(shù)規(guī)范》的要求。（3）外加劑外加劑品質(zhì)符合dl/t5100-1999規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，外加劑入庫應(yīng)有出廠合格證，當(dāng)貯存時(shí)間過長(zhǎng)對(duì)其質(zhì)量有懷疑時(shí)送試驗(yàn)室檢查；當(dāng)溶液貯存時(shí)間或粉劑貯存時(shí)間超過規(guī)定時(shí)間時(shí)，應(yīng)禁止使用。外加劑抽檢時(shí)，減水劑以50噸為一個(gè)取樣單位，引氣劑以1噸為一個(gè)檢測(cè)單位，對(duì)外加劑的配制濃度每班至少檢則一次，并填寫“外加劑配制記錄”。（4）生產(chǎn)用水生產(chǎn)用水每季檢測(cè)一次，在水源改變或?qū)λ|(zhì)產(chǎn)生懷疑時(shí)應(yīng)及時(shí)向技術(shù)部門和質(zhì)量安全部門報(bào)告。（5）鋼筋、止水片

海龍深海取樣海象僅僅是這個(gè)大家族中的一員，它屬于水下作業(yè)技術(shù)與裝備兄弟團(tuán)隊(duì)，主要負(fù)責(zé)海底埋設(shè)。它的兄弟深鰻是水下導(dǎo)向攻泥器，可以進(jìn)行海上沉船沉物打撈、深海鉆探取樣及海底特種管線安裝等工作，最大作業(yè)深度達(dá)200米。除此之外，水下所還有深海無人遙控潛水器和新概念水下機(jī)器人兩個(gè)研究方向。已成功應(yīng)用于大洋一號(hào)深海科考項(xiàng)目的海龍?zhí)柌粌H能夠下潛至3500米深海，還裝有動(dòng)力定位系統(tǒng)，能在深海中宛如定海神針，穩(wěn)定地用機(jī)械手取樣。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅2011年，我國(guó)附近海域的管線埋設(shè)需求超過800公里，其中不乏地質(zhì)強(qiáng)度高、水深百米以上、埋設(shè)深度和管徑高要求的施工項(xiàng)目。隨著我國(guó)海洋油氣開發(fā)的迅速發(fā)展，海底管線、電纜的埋設(shè)數(shù)量和質(zhì)量需求正不斷提高。目前國(guó)際上對(duì)深海埋設(shè)系統(tǒng)的技術(shù)壟斷已經(jīng)對(duì)我國(guó)海洋石油技術(shù)的發(fā)展造成一定的制約，國(guó)內(nèi)深海埋設(shè)系統(tǒng)則是空白，葛教授說，因此，下一步團(tuán)隊(duì)將朝著深海系統(tǒng)的目標(biāo)前進(jìn)，以自主研制的深海無人遙控潛水器系統(tǒng)和高壓噴沖式海底管線電纜埋設(shè)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)重載作業(yè)型深海埋設(shè)系統(tǒng)的研制。變形金剛探秘不僅如此，隨著人類對(duì)海洋的逐步探索，水下所的團(tuán)隊(duì)也正著力于未來技術(shù)的探索。海象就有一個(gè)新概念水下機(jī)器人的堂兄弟——變形金剛。當(dāng)面對(duì)不同的深海地形時(shí)，它可以由多個(gè)體積較小的模塊自由拆分和組合，變成八爪魚、鰻魚等不同形狀，機(jī)動(dòng)自如地航行于海底世界，探尋未知領(lǐng)域。

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綜合地利用了塑料管道的如下特性：重量輕、漂浮性、可熔接、可以制成無接頭的長(zhǎng)管段（包括已經(jīng)熔接成一體的長(zhǎng)管）；耐腐蝕…..等，通過長(zhǎng)期研究和實(shí)踐現(xiàn)在已經(jīng)形成了水中鋪設(shè)塑料管道的完整和成熟的技術(shù)體系。例如下文介紹的在國(guó)際上被廣泛采用的‘浮沉法float-and-sinkmethod'就是充分發(fā)揮了塑料管道獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

水下機(jī)器人廣泛應(yīng)用于海洋石油、漁業(yè) 、海上救助等各個(gè)海洋領(lǐng)域，給水下機(jī)器人裝上能高精度三維實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析的眼睛，讓水下世界三維呈現(xiàn)。這是海大一位42歲教授所帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出的科技項(xiàng)目，如何給水下機(jī)器人安上會(huì)探測(cè)的三維眼？技術(shù)又是怎樣讓水下世界高清晰三維成像的？3月17日，記者采訪了這位海洋有著偉大海洋夢(mèng)想的教授。為市民揭開技術(shù)的神秘面紗。它眼神好，能看清艦船上毫米級(jí)裂縫海底世界一片漆黑，卻充滿未知的奇妙。豐富的海洋資源也成為了各國(guó)爭(zhēng)先開發(fā)的焦點(diǎn)。不管海洋資源多么豐富，不管海底世界多么奇妙，都要有眼睛去探索發(fā)現(xiàn)它。水下機(jī)器人代替人類潛入水下，一探海底究竟。島城的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出的項(xiàng)目，可以讓水下機(jī)器人變身火眼金睛，讓水下世界三維成像，清晰度達(dá)到毫米級(jí)。高精度水下三維重建是最重要的水下探測(cè)技術(shù)。17日，中國(guó)海洋大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系主任、教授董軍宇告訴記者，他所負(fù)責(zé)的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出的水下高精度三維實(shí)時(shí)檢測(cè)分析系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水下世界的三維成像和分析，能廣泛應(yīng)用于軍事、海洋工程、海水養(yǎng)殖等方面。他們的技術(shù)的先進(jìn)性在于兩個(gè)地方，一是達(dá)到毫米級(jí)的高精度，二是三維成像。海洋石油領(lǐng)域上，深入海底的樁柱、管線等很容易腐蝕，用上我們的技術(shù)可以看清毫米級(jí)的裂縫。通過給水下機(jī)器人安裝他們研發(fā)的系統(tǒng)設(shè)備，水下機(jī)器人經(jīng)過一系列的操作和分析，能看清毫米級(jí)的裂縫等，對(duì)樁柱、管線等水下結(jié)構(gòu)物的表面缺陷、腐蝕狀況檢測(cè)分析，以確保安全生產(chǎn)及降低成本。軍艦上有個(gè)裂縫的話是很可怕的事情，用上這個(gè)三維眼，能清晰呈現(xiàn)出潛在危險(xiǎn)。還可廣泛用于港口碼頭、艦船外殼等表面的水下高精度視覺檢查、以排除及其他潛在威脅，在軍事及反恐領(lǐng)域具有重要的作用。

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3、鋪管船鋪管將管子用運(yùn)管船運(yùn)至鋪管船上，在鋪管船上進(jìn)行管段接口后，沿鋪管船上的滑道、管托架等裝置，下入水底。這種方法適用于長(zhǎng)距離管段遠(yuǎn)離岸邊的鋪管工作。