溜桩防护

海上打桩作业期间，大型钢桩通过导向架下放，并使用液压锤打入海床。沉桩过程中，土阻力承托桩体重量。但是，如果桩端遇到 软弱或松软土层，例如松砂或软黏土，阻力可能突然下降，桩体随即在重力作用下向下加速。

这种自由下落事件称为 溜桩。桩体可在数秒内下落数米；遇到较硬土层或到达软弱区底部时，会剧烈减速。由此产生的冲击经液压锤、导向架和起重机钢丝绳传至起重机吊臂及船体结构。

如无防护，刚性制动可使吊钩载荷远超静载荷；在ND建模的夹紧溜桩筛选工况中，该系数超过3，使起重机过载、钢丝绳损坏和打桩设备受损的风险均集中于同一载荷路径。严重程度取决于具体工况，由桩体、液压锤、土体和索具边界条件共同决定。

A 起重机缓冲器 安装在起重机起升系统中，通常串联在吊钩与负载之间，用于吸收溜桩事件的能量。其工作原理与 被动升沉补偿器相同，均基于气弹簧，但其专门针对溜桩特有的高能量、短时载荷而设计。

发生溜桩时，钢丝绳速度突然增大，使缓冲器快速产生行程，压缩其充气介质并吸收下落桩体的动能。只要缓冲器保持在力-行程包络线内，起重机承受的载荷最多为缓冲器的阻力，仅为刚性连接峰值的一部分。触底将使这一限载作用失效，这正是必须校核行程的原因。

关键设计参数包括：

• 能量容量 — 必须吸收耦合模型分配给缓冲器的制动能量，包括制动行程期间所做的功，且不得耗尽可用行程。
• 峰值力 — 行程运动期间的最大阻力，决定起重机承受的峰值载荷。
• 可用行程 — 必须覆盖控制性制动工况下缓冲器两端的相对位移，并留有终端止挡裕量；该位移不一定等于桩体贯入土层的距离。

有关缓冲吸能过程能量平衡的更多信息，请参见我们的页面： 起重机缓冲吸能.

Norwegian Dynamics POLARIS 是一款轻量化缓冲器，专为包括溜桩防护在内的起重机作业设计。POLARIS容量范围为75至4,000吨，行程范围为1.0至8.0米，可覆盖海上打桩项目通常要求的工况范围。

POLARIS设计的主要特点包括：

• 轻量化结构 — 尽量减少对起重机可用 载荷表的影响，为负载保留起重能力。
• 快速吸能 — 经调校的气弹簧和 阻尼 特性针对溜桩事件的短时高能载荷进行了优化。
• 简洁、坚固的设计 — 无电子元件、传感器或外部电源，可在恶劣海上环境中可靠工作。

打桩作业的设计阶段会根据岩土数据评估溜桩风险。钻孔和静力触探试验（CPT）用于识别可能发生溜桩的潜在软弱层。随后根据桩重、土阻力剖面和锤击能量计算预计的溜桩距离和速度。

这些计算用于确定缓冲器规格，包括能量容量、峰值力和行程。缓冲器必须按 最不利可信溜桩 工况选型，而不能仅依据预期工况，因为选型偏小会造成严重后果。

溜桩防护也适用于海上风电场安装，因为单桩基础可能在多变的土层条件下打入海床。POLARIS将有效防护与大吨位起重作业所需的轻量化设计相结合，适用于此类应用。另请参见 快速起升 ，了解提高重复性安装项目效率的相关技术。