Revisão A
Emitido 4 de agosto de 2026
Estimativa modelada
Contenção de uma queda livre de estaca: 1,500 t a 5 m/s com um amortecedor POLARIS
O que um amortecedor de grua faz com a carga de contenção quando o solo libera uma estaca cravada —
o mesmo evento, calculado com e sem o amortecedor a partir de um único conjunto de dados de entrada.
Resultado determinante
Na simulação correspondente com elo rígido, a carga máxima no gancho é de 37,664 kN, 154% da SWL declarada da grua.
Com a unidade POLARIS de 2,000 t / 6.0 m no mesmo modelo, ela é de 23,627 kN (96.4% da SWL),
sem qualquer evento de perda total de tensão durante a janela de contenção de cinco segundos.
Quando o solo libera
Durante a cravação, é a resistência do solo que sustenta a estaca. Quando uma camada fraca a libera (uma
queda livre de estaca) a estaca e o martelo nela fixado
aceleram juntos para baixo, e tudo o que a grua ainda sustenta deve conter a massa em movimento. Aqui, essa
massa é de 1,500 t: uma estaca de 1,200 t com um martelo de 300 t, movendo-se a 5.0 m/s quando o
cabo fica tensionado.
Este é um choque inferior a um segundo, não um içamento sob ação das ondas. A embarcação é imobilizada e nenhum estado de mar é aplicado, portanto o
caso isola o efeito do próprio caminho de carga sobre a energia. A comparação é equivalente: ambas as colunas
usam um único conjunto de parâmetros, e o contrafactual substitui o amortecedor por um elo rígido,
sem alterar mais nada.
fixado à cabeça da estaca. Durante a cravação, o solo sustenta a estaca; o amortecedor fica no caminho de
carga para o momento em que o solo deixa de fazê-lo.
O evento, totalmente especificado
Esta é a definição completa da contenção; tudo o que não estiver listado é um valor padrão do modelo. As duas colunas
são geradas a partir deste único conjunto de parâmetros, e a simulação não inicia a menos que a presença do amortecedor
seja o único campo diferente entre elas.
| Parâmetro | Valor | Base |
|---|---|---|
| Massa de impacto | Estaca de 1,200 t + martelo de 300 t, fixados · 1,500 t | Ilustrativo |
| Velocidade de queda livre | 5.0 m/s no engate estático completo | Configuração do modelo |
| Grua | Içamento 17,454 kN/m · SWL 24,517 kN (2,500 t) | Ilustrativo |
| Gancho e aparelhamento | Gancho 160 t · lingas 49,763 / 46,653 kN/m | Configuração do modelo |
| Amortecedor | POLARIS 2,000 t · curso de 6.0 m | Dados do produto |
| Válvula e carga | Válvula 18,000 kN · pré-carga 15,696 kN · gás 0.40 | Engenharia ND |
| Estado de mar | Nenhum: embarcação imobilizada, contenção isolada | Configuração do modelo |
| Contrafactual | Amortecedor substituído por um elo rígido, sem qualquer outra alteração | Configuração do modelo |
Os mesmos cinco segundos, duas vezes
O traçado é o resultado principal: uma contenção, executada uma vez através de um elo rígido e outra através do amortecedor.
Este é um único evento determinístico; não há excitação aleatória, portanto cada número é o máximo de
sua série temporal, não um extremo estatístico.
37,664 kN e perde totalmente a tensão duas vezes (as faixas sombreadas) antes de voltar a tensionar.
O traçado contínuo é a mesma contenção através do POLARIS: máximo de 23,627 kN, sempre carregado.
Carga máxima no gancho, MN · SWL da grua 24.5
Com o elo rígido, a contenção exige da grua 154% de sua carga de trabalho segura. Através do POLARIS, permanece em 96.4%.
DAF do gancho · base estática 16,553 kN
Informado, sem critério de aceitação; o limite determinante para este evento é a carga de trabalho segura da grua, indicada à esquerda.
| Métrica | Elo rígido | Com POLARIS | Critério | Resultado |
|---|---|---|---|---|
| Carga máxima no gancho | 37,664 kN | 23,627 kN | ≤ 24,517 kN SWL | ✓ 96.4% |
| DAF do gancho | 2.28 | 1.43 | — | informado |
| DAF abaixo do amortecedor | 2.41 | 1.31 | — | informado |
| Eventos de perda total de tensão | 2 | 0 | 0 | ✓ |
| Curso utilizado | — | 4.98 m (83%) | < 6.0 m | ✓ |
| Nível mínimo de óleo anular | — | 6.2% | > 0 | ✓ |
Os máximos são acompanhados na malha de integração de 0.05 ms, não nas amostras de saída de 1 ms;
ler uma contenção brusca a partir dos pontos plotados subestima o valor. O DAF abaixo do amortecedor é informado em relação ao
peso estático próprio de 14,710 kN da carga útil. POLARIS
é dimensionado pelo balanço de energia da contenção (massa, velocidade e curso), não apenas pela carga nominal.
avançou 4.98 m de seu curso de 6.0 m ; esse movimento relativo é o que mantém a força no gancho em seu patamar, em vez de permitir que a queda livre
chegue à grua como um pico.
Onde este resultado deixa de ser válido
O envelope
- Uma estaca, uma grua, uma regulagem de válvula. O resultado não se aplica a outra
massa de estaca, martelo, velocidade de queda livre, rigidez da grua ou força da válvula. Uma combinação diferente exige
nova simulação, não interpolação. - Nenhuma resposta do guincho ou do operador é modelada. Após a primeira contenção, o traçado com elo rígido
é uma oscilação livre amortecida da mesma cadeia; mostra o que o caminho de carga faz, não o que uma equipe
faria. - Seco, determinístico, evento único. Sem ondas, sem movimento da embarcação, sem conjunto de realizações.
Este estudo nada afirma sobre o comportamento no mar ou sobre a frequência das quedas livres de estacas. - O contrafactual é limitado, não exótico. O máximo de 37,664 kN do elo rígido
fica entre as duas estimativas analíticas para este caso (34,190 kN considerando a grua
flexível, 44,759 kN considerando-a rígida), pois a mola da grua responde parcialmente durante
a contenção, algo que uma forma fechada não consegue representar.
Verificado com um solver independente
A coluna compensada foi verificada por comparação com OrcaFlex 11.3e em 17 de julho de 2026, com o compensador
reduzido a uma lei de força medida, de modo que os dois solvers não compartilhassem código. A carga máxima da grua apresentou diferença de +0.23%,
o DAF da grua foi 1.4299 contra 1.4266 do CONSTELLATION, o curso máximo diferiu em −0.4% e o RMS da força na cadeia
ficou abaixo de 1% durante a contenção.
O contrafactual com elo rígido é o modo de contenção próprio da Norwegian Dynamics, acrescentado em 3 de agosto de 2026 para que a
coluna “sem” pudesse ser calculada em vez de estimada. Ele reproduz a contenção em forma fechada
onde essa forma é exata, concorda com um integrador rígido independente para a cadeia completa em menos de
0.5% e fica entre os dois limites analíticos acima.
O que este documento não é
- Não é uma análise certificada. É uma estimativa no domínio do tempo produzida pelo modelo próprio da Norwegian Dynamics.
Não possui aprovação de um inspetor de garantia marítima e não substitui uma análise específica do projeto conforme DNV-ST-N001. - Não é uma garantia de desempenho. O equipamento fornecido para uma campanha real de cravação é dimensionado
com base nas massas, velocidades e critérios de aceitação próprios dessa campanha.
Quem verificou o quê
O mesmo par, com os mesmos valores, é o exemplo calculado de queda livre de estaca na página
Fator de amplificação dinâmica ; um
único conjunto revisado, citado nos dois lugares, para que nunca haja divergência entre eles.
Registro da simulação
Informações suficientes para repetir este caso: predefinição exata, versão, definições e configurações do solver por trás de cada número acima.
Registro da simulação — base de engenharia publicada
- Caso
- Predefinição CONSTELLATION factory:polaris_pile_run, pacote de cenário DS10-PKG-POL-PIR, ponto único de velocidade a 5.0 m/s, força da válvula definida como 18,000 kN (padrão da predefinição 17,658 kN).
- Versão e data
- CONSTELLATION v1.2.96, commit 29267cc. Simulação de 3 de agosto de 2026. A coluna compensada é o caso fixado em 7 de julho de 2026 e é reproduzida nesta compilação com diferença inferior a 0.05 % no DAF.
- Fase da operação
- Queda livre de estaca: o evento de queda e contenção durante a cravação (ND-DS-10 §10). Seco, no ar, fora da zona de respingo.
- Definição do DAF
- DAF = a tensão máxima no gancho durante a janela de 5 s dividida pelo peso suspenso estático no gancho: gancho 160 t + corpo do POLARIS 17.10 t + haste 10.85 t + carga útil 1,500 t = 1,687.95 t, ou seja, 16,553 kN. O DAF abaixo do amortecedor usa os 14,710 kN próprios da carga útil: 1.31 com POLARIS, 2.41 sem.
- Ponto de carga avaliado
- O gancho e o conector da grua, acima do amortecedor. A força na haste abaixo do amortecedor é um canal separado e um número diferente.
- Movimento da embarcação e estado de mar
- Nenhum, deliberadamente. Uma queda livre de estaca é um evento de choque inferior a um segundo, portanto a embarcação anfitriã é imobilizada e nenhuma carga de onda é aplicada; o caso isola a contenção. Não há Hs, Tp, espectro ou rumo a informar, e este estudo nada afirma sobre o comportamento no mar.
- Duração, realizações, estatística
- Janela de 5.0 s, saída a cada 1 ms, integração a 0.05 ms. Uma simulação determinística por coluna; sem sementes e sem conjunto de realizações, pois não há excitação aleatória sobre a qual calcular uma média. O máximo citado é o máximo da série temporal e não é comparável a um envelope de oito sementes como o do estudo da zona de respingo.
- Carga útil e caminho de carga
- Estaca de 1,200 t mais martelo de 300 t, fixados, massa de impacto combinada de 1,500 t, queda livre a 5.0 m/s. Caminho de carga: grua 17,454.3 kN/m com amortecimento de 66.85 kN·s/m, gancho 160 t, linga superior 49,762.8 kN/m, corpo do POLARIS 17.10 t, haste 10.85 t, linga inferior 46,652.7 kN/m, carga útil 1,500 t.
- Estado inicial e configurações do amortecedor
- 5.0 m/s para baixo em t = 0 a partir do engate estático completo; o conjunto ficou suspenso na unidade antes da queda livre, portanto o gás está na pressão operacional e ambas as lingas estão tensionadas com suas tensões estáticas. POLARIS 2,000 t / curso de 6.0 m, força da válvula 18,000 kN, força de pré-carga do gás 15,696 kN, fração de gás 0.40. A simulação usa 4.98 m do curso de 6.0 m (83 %) e a câmara anular de óleo nunca esvazia (nível mínimo 6.2 %).
- O par é equivalente?
- Sim, e isso é verificado, não apenas afirmado. Ambas as colunas são geradas a partir de um conjunto de parâmetros; o script compara os dois campo a campo e não executa a menos que o indicador do amortecedor seja a única diferença. Mesmas massas, rigidezes, amortecimento, gravidade, estado inicial e passo de integração.
- Limite determinante
- SWL da grua 24,517 kN (2,500 t). Com POLARIS, o gancho atinge 23,627 kN, 96.4 % desse valor. Sem ele, 37,664 kN, 154 % da SWL da grua; o cabo perde totalmente a tensão e volta a tensionar duas vezes em cinco segundos, algo que um valor de carga máxima isolado não revela.
- Verificação independente
- O caso compensado foi verificado por comparação com OrcaFlex 11.3e em 17 de julho de 2026, com o compensador reduzido a uma lei de força medida: máximo da grua +0.23 %, DAF da grua 1.4299 contra 1.4266, curso máximo −0.4 %, RMS da força na cadeia inferior a 1 % durante a contenção.
- O que isto não é
- Não se aplica a outra estaca, martelo, grua ou regulagem de válvula, e não é uma tabela de cargas. Não há resposta do guincho ou do operador no modelo, portanto o traçado não compensado após a primeira contenção é uma oscilação livre amortecida da mesma cadeia.
- Nota de proveniência
- Até 3 de agosto de 2026, o caso “sem” não podia ser simulado: levar o volume de gás a zero para representar um cilindro bloqueado torna singular o termo de pressão, portanto a ND publicava uma estimativa analítica de carga de impacto conforme DNV-RP-N103, cujo valor dependia do caminho de rigidez considerado determinante: 34,190 kN considerando a grua flexível, 44,759 kN considerando-a rígida. Um modo de contenção com elo rígido foi acrescentado ao simulador para que o contrafactual passasse a ser calculado, não estimado. Ele chega a 35,387 kN no lado da carga útil, entre as duas estimativas e 21 % abaixo do valor com grua rígida publicado pela ND em julho.
Execute seu próprio caso
Envie as massas da estaca e do martelo, a grua e a queda livre contra a qual precisa de proteção, e executaremos
a mesma contenção para esse caso, incluindo as configurações que falham.
Proteção contra queda livre de estaca explica a física
por trás deste caso · Absorção de choque aborda o balanço de
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