ナレッジハブ / オフショア揚重

動的増幅係数 (DAF)

ピーク荷重には比較基準が必要です。

DAFは、対象とする荷重応答のピーク値を、それに対応する静的または準静的な基準値で割った比です。測定位置、比較に用いる基準値、対象とする揚重段階を明示してください。

01 / 応答を読み取る

1つの時系列。報告すべき3項目。

ピーク値からDAFを求めます。基準値によって、その値の意味が決まります。最小張力は別途確認が必要です。

模式図 · ケース固有の数値なし荷重応答 / 基準値1.00123対象区間の開始対象区間の終了荷重応答のピーク、基準値、最小値3つの番号付きマーカーを示した模式的な荷重時系列。1はDAFの算出に使うピーク、2は応答比が1となる対応する準静的基準値、3は別途確認する最小張力を示す。ゼロ線も表示。これは説明用の図であり、揚重をモデル化した結果ではない。荷重応答 / 基準値1.00123対象区間の開始対象区間の終了
全区間で同じ応答位置と基準値を用います。この時系列は報告方法を説明するもので、その形状は工学解析の結果ではありません。
1

ピーク応答

最大応答を対応する基準値で割るとDAFが得られます。

2

基準荷重

荷重の測定箇所と基準値を明示します。フック荷重とスリング群の張力では位置が異なります。

3

最小張力

別途報告してください。ピーク比だけではラインが常に張った状態だったかどうかは判断できません。

DAFごとに明示する項目応答位置基準荷重揚重段階解析区間根拠資料
02 / 解析方法を選ぶ

この揚重にはどの解析が必要ですか?

評価対象の揚重段階を選んでください。解析が必要なケースか、ラインが張った状態を保つ限定的なケースでは参考用の調和応答簡易評価へ案内します。ここに示す結果は揚重設計には使用できません。

動く物体からの離床、または動く物体間での荷重移行解析が必要

この簡易評価では数値を示せません。

離床を左右するのは、2つの物体の 相対 運動、荷重がかかり始める瞬間の速度、接触です。いずれも単一物体の調和応答モデルでは表せません。

解析で表現すべき事項

  • 位相を含む2つの物体の相対運動
  • 荷重がかかり始める時点の相対速度
  • クリアランス、接触、支持体からの荷重移行
  • 巻上げ速度と予荷重
解析に向けて準備する情報
  • 両船舶、または船舶と固定構造物、およびそれぞれの動揺条件
  • 離床の手順と巻上げ速度
  • 対象物の質量、重心、吊り点
  • 玉掛け構成と巻上げワイヤの特性
この揚重ケースの評価範囲をNDに相談する →
デッキ・水面から離れ、ラインが常に張った状態参考用の簡易評価

この段階では、参考用の調和応答簡易評価を利用できます。

荷がデッキと水面から離れ、ラインが全区間を通じて張った状態を保つ場合に限り適用できます。設計基準となるDAF、クレーン容量の照査、許容海象の判定、機器の選定には使えません。

手元に必要な情報

  • クレーン先端の鉛直変位振幅 Atip (m) または加速度 atip (m/s²)、およびその根拠
  • 対象の 加振周期T: 入力される応答の周期であり、波の周期Tpではありません
  • 増幅を考慮した結果には、既知の Tn, または meff と Keff から求めた値が必要です
  • A 減衰比ξ. 既定値はありません。共振付近では、この値が結果を大きく左右します
  • 任意: 静的フック張力 W0 (kN)。係数ではなく力を求める場合に使用します

手元にHs とTpしかありませんか?海象条件だけではクレーン先端の運動は定まりません。船舶の応答、船首方位、積載状態、クレーン位置が必要です。この簡易評価でそれらを推定することはありません。

ラインが張った状態の調和応答簡易評価を開く

参考用です。 揚重設計に使用したり、解析の代わりにしたりすることはできません。

クレーン先端の鉛直運動
巻上げ装置と吊荷の動的挙動を追加 任意

この項目を使わない場合、この画面に表示されるのは剛体として扱うクレーン先端の項だけです。 使う場合、吊荷系が共振付近で生じさせる増幅も加わります。

代わりに案件に合わせた検討範囲が必要 →

スプラッシュゾーンへの進入または退出検討の進め方

この画面では数値を算出できません。

水面への進入には、水面通過時の浮力、付加質量、抗力、スラミングに加え、対象物位置の波の運動学的条件が影響します。このモデルには、これらの力が含まれていません。

解析で考慮すべき項目

  • 浸水深さに応じた排水容積
  • 自由水面通過時の浮力の変化
  • 付加質量と抗力
  • スラミングと対象物位置の波の運動学的条件
  • スプラッシュゾーン通過時の降下速度
検討のために準備する情報
  • 対象物の形状と流体力の評価根拠
  • 空中質量、重心、ならびに水中重量
  • 降下速度と予定する通過可能な条件範囲
  • 海象条件と吊り点における船体動揺の評価根拠
この吊り作業の検討範囲をNDに相談 →
水中での降下または着底検討の進め方

この画面では数値を算出できません。

水中での降下と着底には、浮力、付加質量、抗力、ワイヤの動的挙動、および着底時の接触が影響します。対象物が降下するにつれて、静的な基準荷重と有効慣性の両方が変化します。

解析で考慮すべき項目

  • 水中重量と浮力
  • 水深に応じた付加質量と抗力
  • 全繰出し範囲にわたるワイヤと吊具の動的挙動
  • 海底または構造物への着底と接触
検討のために準備する情報
  • 水深と降下プロファイル
  • 対象物の形状、質量、流体力データ
  • ワイヤの繰出し量、剛性、吊具の構成
  • 着底先とその許容基準
この吊り作業の検討範囲をNDに相談 →
杭の走り出し、衝撃、または索の弛みの可能性検討の進め方

この画面では数値を算出できません。

杭の走り出しやスナップは、索が弛んで再び張る、張力のみを伝える過渡的な現象です。定常線形モデルでは表現できず、まさにこのモデルが 適用できない 事象です。

解析で考慮すべき項目

  • 走り出し速度または降下速度
  • 係合と再緊張が起きる条件
  • 弛みを経る索の、張力のみを伝える挙動
  • 端部ストッパーを含む、衝撃吸収装置の荷重とストロークの関係
検討のために準備する情報
  • 杭または対象物の質量と走り出し速度
  • 巻上げ装置の構成と剛性
  • クレーン先端の許容最大荷重
  • 事象前後の作業手順
この吊り作業の検討範囲をNDに相談 →
モデルの適用範囲: この画面で計算できないもの
  • 海象条件からのクレーン先端の動き: 吊り点における船体応答が必要です
  • 不規則波の統計値、作業時間、またはHs × Tp の運用可能範囲
  • 水面への進入: 浮力、付加質量、抗力、スラミング
  • 吊り上げ開始、着底、接触、および独立して動く二つの物体
  • 索の弛み、再緊張、スナップ: これらは過渡的かつ非線形です
  • ウインチと制御システムの挙動、ヒーブ補償装置のストロークと端部ストッパー
  • ワイヤとクレーンの分布モード: このモデルは単一の鉛直モードです
技術ガイド全文

メカニズム、計算、案件ごとの根拠資料。

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動的増幅係数(DAF)とは?

動的増幅係数(DAF)は、指定した荷重応答の最大値を、対応する静的または準静的な基準値で割った値です。比較する荷重チャンネル、位置、構成、吊り作業の段階は同じでなければなりません。DAFが1.30なら、総荷重の最大値は示した基準値を30%上回ります。DAFが2.0なら基準値の二倍です。DAFが1.0というだけでは、報告された最大値が基準値と等しいことしか分かりません。吊り作業中に動揺がなかったこと、最小張力が低下しなかったこと、索が弛まなかったことを証明するものではありません。

DAFには、 応答点 (クレーン先端、フック、スリング群、またはペイロード)、 基準荷重 、および 吊り作業の段階を明記する必要があります。。静的フック荷重に対するフック荷重のピーク値は、水中での基準値に対するスリング張力のピーク値と同一視できません。また、DAFはピーク値の比であり、安全率、クレーンの使用率、許容海象ではありません。

洋上吊り作業では、波によってペイロードを吊り下げたクレーン先端が上下します。この相対運動により吊り系に動的な力が生じ、クレーン先端が上向きに加速すると張力が急増し、下がると緩みが生じます。DAFは、静穏な海面での吊り作業と比べて、こうした動的な力がどれほど増大するかを表します。

実際のクレーン吊り作業でDAFが生じる原因は?

実際のクレーン吊り作業では、荷重伝達経路全体の相対運動がDAFを左右します。クレーン先端、フック、ワイヤ、スリング、ペイロードは一体の剛体として動くわけではありません。相対加速度が張力を変え、系の柔軟性がエネルギーを蓄積・放出し、流体力が実効荷重を変えます。張力が失われてから回復すると、非線形のスナップ荷重が生じます。ブーム先端が下がるだけで緩みが生じるとは限りません。計算上の張力がゼロになったときにのみ緩みが生じます。

サプライ船の甲板からの吊り上げ。 サプライ船上の貨物コンテナは船舶のヒーブとロールに追従し、クレーン先端はクレーン船またはプラットフォームの動きに追従します。甲板またはコンテナが下降する一方でフックが上昇すると、スリングは緩んだ状態や低張力の状態から、一瞬で全荷重を受ける状態になり得ます。このスナップ荷重は、コンテナの静的重量を大きく上回ることがあります。

スプラッシュゾーンの通過。 スプラッシュゾーンの 通過では、ペイロードが自由水面を通過する間に浮力、抗力、付加質量、波の水粒子速度が急速に変化します。特にクレーン、ワイヤ、ペイロードの動特性が波の周期と重なると、フック荷重は急激に増減します。

その他の一般的な誘因 には、甲板からの急な離床、着底時の衝撃、引っ掛かり、クレーンの急速な動き、緊急停止、クレーン・ワイヤ・ペイロード系の共振があります。

スナップ荷重:緩みと再緊張

最も激しいDAF事象はスナップ荷重です。スリングが緩み、その後急激に再び張ります。ワイヤが緩んでいる間、フックとペイロードは別々に動き、ワイヤが張った瞬間の速度差は、ほぼ瞬時にワイヤの伸びで吸収されます。減衰を無視した理想的な単一モードの概算では、質量mのペイロード(水中では付加質量mA を加える)が、合成接線剛性kの荷重伝達経路にある場合、準静的荷重を上回る速度起因の張力増分はおよそ次のようになります。

F_snapは、v_relに、kと(m + m_A)の積の平方根を掛けた値です。

ここでvrel はワイヤが再び張る瞬間の相対速度です。これはスナップ時の総ピーク張力ではありません。kは荷重伝達経路全体の合成接線剛性であり、質量項は等価な寄与質量であって、必ずしもペイロードと付加質量の単純な和ではありません。また、ラインの張力が失われ得る場合、最大張力と最小張力は、引張力のみを伝える非線形過渡解析で評価する必要があります。この概算では、増分は剛性の平方根に比例します。同じ速度差でkを倍にすると約41%増加します。ただし柔軟性を高めると変位も増え、固有周期も変わるため、必ずしも安全性が高まるわけではありません。利用可能なストロークと終端ストッパー荷重を確認する必要があります。 DNV-RP-N103 は、スナップ荷重の評価が必要となる条件と、そのピーク値の算定方法を示しています。波の周期を通じてラインの張力を維持すれば、緩みから急に張る状態への移行を防げます。 パッシブヒーブ補償装置 は、解析で確認された運動および力とストロークの範囲内でこれを実現できます。ただし、その範囲は推定で済ませず、実証する必要があります。

甲板からの吊り上げ開始時のフック荷重のシミュレーション。補償なしのリギングでは静荷重の3.2倍までスナップ荷重が生じ、繰り返し張力がゼロになります。予圧を与えた衝撃吸収装置では荷重が静荷重の約1.3倍に抑えられます。
図1:甲板からの離床時のスナップ荷重。説明用の1-DOFシミュレーションで、ペイロード20 t、補償装置のない系の剛性4 MN/m、スリングが張る瞬間の規定相対速度1.5 m/s、クレーン先端の運動1.0 m(7 s)を使用しています。補償装置のない索具では、繰り返し緩みとスナップが生じ、ピークは3.2×です。予荷重と減衰を備えたガススプリング式衝撃吸収装置を用いると、同じ離床でのピークは静的荷重の1.28×です。これらのピーク値はこのモデルだけの結果であり、代表値、製品保証値、認証済みの計算結果ではありません。

DAFを低減する方法

  • スナップ荷重に対する衝撃吸収装置。 A POLARISクレーン用衝撃吸収装置 は、クレーンとペイロードの間にストロークと減衰を加えます。甲板からの離床、スナップ荷重、過荷重などの単発の衝撃事象について、運動エネルギーがクレーン荷重のピークになる前に吸収します。ただし、その事象に力とストロークの特性、利用可能な変位、終端ストッパー荷重が適合することが条件です。その後の復帰には時間が必要なため、波の作用域で緩みとスナップが繰り返される場合は、ヒーブ補償を使用します。
  • スプラッシュゾーン通過時のパッシブヒーブ補償。 A パッシブヒーブ補償装置 は、クレーンのフックと海中のペイロードとの相対運動を低減します。これにより、スプラッシュゾーンを通過する間の索具張力の変動を抑え、クレーンに作用する動的増幅を低減します。ただし、装置について解析で確認された荷重、周波数、ストロークの範囲内に限られます。
  • 機器だけでなく、吊り作業も管理する。 クレーン速度を下げ、共振を招く海象を避け、気象・海象の作業可能時間帯を計画し、穏やかな離床手順を用います。機器はDAFを低減しますが、初期条件を決めるのは作業です。

製品の選定は支配的な現象に従います。下のシナリオ別の項で適合する製品を示します。クレーン側の要求荷重については、 クレーンの荷重表と照合します.

DAFの計算方法

甲板や水から離れ、ラインが常に張った状態で、ペイロードが規定された正弦波状のクレーン先端の動きに追従する空中吊りについては、一次概算は次のとおりです。

DAF=1+aheaveg

ここでaheave はクレーン先端の最大鉛直加速度、gは重力加速度(9.81 m/s²)です。正弦波状のクレーン先端運動について、片振幅ζ(吊り点の鉛直運動であり、Hsではありません)と応答周期Tを用います。この周期は波スペクトルのピーク周期Tp:

aheave=ζ×(2πT)2

例えば、ヒーブの振幅が1.5 m、周期が8 sの場合:

aheave=1.5×(2π8)2=0.93m/s²→DAF=1+0.939.81=1.09

これは剛体としてのクレーン先端の一次概算に限られます。連成したフックの応答は、系の固有周期付近ではこれより大きく、振動絶縁域では小さくなることがあります。周波数比、減衰、剛性、ライン長、ペイロード質量、流体力学的影響によって決まります。従来のDNV-OS-H205の吊り作業規定はDNV-ST-N001に統合されており、プロジェクトで指定された版とその係数が適用されます。

正規化した解析区間における応答比の概略履歴。準静的な基準値は1.0で、応答はその上下に振動します。白抜きの菱形で示したピークでは、DAFは基準値に対する最大応答の比です。最小値には、ゼロに近い場合は弛みのリスクがある旨を記しています。
図2:応答からDAFを求める方法。指定された解析区間における対象荷重のピーク値を、その準静的基準値で除します。この時系列は模式図であり、設計結果ではありません。空中吊りの設計値には、DNV-ST-N001がフック荷重別に定める最小DAFも適用されます。海中吊りに一律の最小値はありません。DAFはDNV-RP-N103の方法で計算し、補償装置はモデル化した応答を通じてその計算に反映します。

より精度の高いDAF計算では、船舶、クレーン、巻上ワイヤ、索具、ペイロードの流体力学的影響を一つの連成系としてモデル化します。この目的には、 OrcaFlexなどの市販の時刻歴解析ツールやND独自のCONSTELLATIONを使用します。入水時の物理現象については、 スプラッシュゾーン通過ガイド.

他の吊り作業に転用できるDAF範囲がない理由

規格の最小係数、プロジェクトごとに計算した応答、単一シミュレーションの結果は、それぞれ性質が異なる数値です。各値には、対象荷重、基準荷重、吊り作業の段階、根拠を明示する必要があります。

吊り作業のシナリオ補償なし記載した低減策を適用根拠
スプラッシュゾーンでの吊り作業、35 t(NDの検討)DAF 3.41から5.38RIGEL使用時は1.15から1.91連成時刻歴シミュレーション、波の実現値8件
杭の急落停止(NDの検討)剛結合の場合2.28POLARIS使用時は1.43連成停止シミュレーション、検討番号CS-2026-005
離床時のスナップ、説明用3.2×衝撃吸収装置使用時は1.28×単一の1-DOFシミュレーション(図1)。上限値ではありません
その他の吊り作業計算が必要計算が必要プロジェクトの基準に基づく作業段階別の解析。DNV-ST-N001はフック荷重別に空中吊りの最小値を定めています

吊り作業のシナリオ別DAF:補償なし、記載した低減策の適用時、および各数値の根拠。

最小張力はDAFの定義に含まれない、独立した合否判定項目です。NDの一次評価に示される緩み防止基準や割合のしきい値は、プロジェクトの基準で適用要件と条項が特定されていない限り、NDの一次評価用の初期設定値です。

各DNV文書の役割
  • DNV-ST-N001:海上作業の荷重ケース、計画、および海上保証審査の基準。
  • DNV-RP-N103:海上作業の設計荷重に関するモデル化指針と簡略式。
  • DNV-RP-N202:ヒーブ補償装置の設計パラメータ、性能、検証。
  • DNV-ST-0378:揚重設備の設計と認証。プロジェクトのDAFを定めたり、吊り作業を承認したりする文書ではありません。

契約およびMWSで指定された版、プロジェクトの前提条件、合否判定基準が適用されます。機器の認証と個別の吊り作業の承認は別事項です。

機器の適用有無を根拠に基づいて比較するために必要な項目
船舶の応答、環境による外力、応答評価点、静的基準値、吊り作業の段階、モデル設定、乱数シード、解析時間、極値統計を同じ条件にします。DAFとともに、最小張力、ストローク、終端ストッパーの応答を報告します。以下のGRPと杭の急落の対比較は、この報告方法を示しています。いずれも別の吊り作業に適用できる範囲を示すものではありません。

委託解析から得られる結果

以下に示す二つの独立したCONSTELLATIONの委託解析事例は、上記の一次評価で意図的に除外した物理現象を扱っています。各事例は、同じ入力条件による同じ吊り作業について、荷重伝達経路にNDの機器を入れた場合と入れない場合を対にして比較したもので、解析の工学的根拠をすべて示しています。これらは、あなたの入力値から生成されたものでは ありません 。一次評価の妥当性を検証するものでもなく、別の吊り作業に転用することもできません。

35 tのGRPカバーがスプラッシュゾーンを通過するときのスリング群張力。同じ波浪時系列でRIGELパッシブヒーブ補償装置の有無を比較しています。補償装置なしでは張力が繰り返しゼロまで低下し、1846 kNまで急増します。RIGELありでは183~655 kNに保たれ、弛みは生じません。
スプラッシュゾーン・RIGEL。 同じ海象と同じ波の乱数シードで、補償装置の有無を比較しています。補償なしでは、スリング群は十回緩み、ピークは1,846 kN(ペイロードDAF 5.38)に達します。RIGELを用いると緩みは生じず、ピークは655 kN(DAF 1.91)です。 事例の全文を読む →
この図の工学的根拠
事例
CONSTELLATIONによるスプラッシュゾーンの事例。明示したペイロード35 t、ガスと油の比率1.4を使用しました。両列は同じ入力条件から連続して計算されました。
バージョンと日付
CONSTELLATION v1.2.96、実行日:2026年8月3日。
作業段階
スプラッシュゾーンの通過:水面を通過して下降します。離床段階と着底段階はモデル化していません。
DAFの定義
ペイロードDAF = 解析全体でのスリング群の最大張力 を、ペイロードの 空中での静的重量, 35 t × 9.80665 m/s² = 343.2 kN。この分母は、このNDケースで定めた定義によるものです。ピークは、プロットされたサンプル値ではなく、ソルバー固有の計算格子上の時系列の最大値です。
評価対象の荷重点
ペイロードの直上にある四本吊りスリング群です。フックやクレーン先端ではありません。これらには玉掛け具と補償装置の重量も加わるため、値が異なります。
船体動揺と海象
North Sea Giant: 排水量25,397 t、161 × 30 m、喫水7.5 m、GMT 1.5 m、GML 80 m、回転半径10.5 mおよび38.2 m、船首方位180°(追波。このモデルでは0°が向波)、クレーン先端のRAOを含む六自由度応答。不規則波Hs 1.8 m、Tp 7.5 s、シミュレーターが自動算出したピーク増幅係数によるJONSWAP、スペクトル成分200、水深30 m。
解析時間、波浪実現値、極値統計
各計算120 s、 各列につき八つの波浪実現値(シード1–8)。グラフには実現値6を示します。この実現値で最大のライン荷重が生じ、 かつ 両列で最大のDAFが生じます。以下の包絡値は、八つの実現値における 各指標 の最悪値です。四つの最悪値すべてが、同一の実現値で同時に生じるわけではありません。
ペイロード、玉掛け具、機器
35 tのGRP製保護カバー、15.0 × 12.0 × 3.0 m、スラミング面積180 m²、排水容積10.73 m³。水面上5 mから放出し、目標水深は15 m。玉掛け具: 60°の四本吊りワイヤロープスリング群、脚長3.0 m、群の剛性84,823 kN/m。上部スリングは5.0 m、22,619 kN/m。クレーン: ワイヤ起伏式、半径30 mで75 t、巻上げ剛性13,622 kN/m、フック7.5 t、20 mmワイヤを四本掛け、降下速度0.16 m/s。補償装置: RIGEL 75 t / 4.5 mストローク、EQ制御なしのパッシブ式、ガス/油比1.4、収縮端からガス基準位置2,400 mm、オリフィス設定は伸長時35 %、収縮時70 %、初期張力35 t。
流体力学上の設定
ペイロードの運動と波の運動学的挙動との相対関係を考慮した着水には、瞬時の水没容積に基づく浮力、180 m²の水線面積に作用するスラミング、Cd 1.3による抗力、Ca 2.2による流体付加質量、およびフルード・クリロフ項を含みます。これらの係数はこのケースの入力値として設定したもので、プロジェクトごとの検証が必要です。
両者は同じ条件で比較していますか?
はい。両列とも同じビルドで同じプリセットを用い、一回のセッションで同じ八つのシードを計算しています。違いは荷重経路に補償装置があるかどうかだけです。プロットした両者はいずれも実現値6で、同じ波浪外力を受けます。
支配的な判定限界
このNDの概略エンジニアリング評価では、ペイロードDAF ≤ 2.0をNDの初期判定基準とし、グラフの注記どおり、スナップ荷重比 ≤ 0.90をDNV-RP-N103のスリング弛緩判定基準とします。 RIGELあり: DAF 1.15–1.91(8件中8件がNDの初期基準内)、スナップ荷重比0.359以下(8件中8件)、スリング弛緩ゼロ件、スリング最大荷重655 kN = 装置固有の735.75 kN SWLの89.0 %、支配的な収縮端でのストローク使用率83–98 %、八件中四件が90 %の余裕限界を超過(伸長端は59–77 %)。 装置なし: DAF 3.41–5.38、スナップ荷重比1.000、スリング弛緩は最大11件。承認されたプロジェクト基準が、これらの初期基準に優先します。
この結果の適用範囲
ほかの吊上げの設計基準DAF、クレーン能力の確認、運用可能範囲を示すものではありません。これは一つの海象条件で実施した個別の受託解析であり、上部の簡易評価について何かを示すものでもありません。
出典に関する注記
これは、以前の55 t構成と単一の波浪実現値による2026年七月の図(ペイロードDAF 1.10)を置き換えるものです。その結果は再現できなかったため、撤回しました。
1500 tの杭の走出を5 m/sで止める際のフック荷重の時系列。同じ入力条件でPOLARIS衝撃吸収装置の有無を比較しています。装置なしではピークが37,664 kNに達し、フックは2回完全に弛みます。POLARISありではピークは23,627 kNで、張力が維持されます。
杭の急降下 · POLARIS。 同じ入力条件で、衝撃吸収装置の有無を比較しました。装置なしではフック荷重が37,664 kN(DAF 2.28)に達し、ラインが完全に弛緩した後、二回再び張ります。POLARISありではピークは23,627 kN(DAF 1.43)で、ラインは全期間を通じて張力を保ちます。 ケーススタディ全文を見る →
この図の解析条件
ケース
CONSTELLATIONの杭急降下ケース。速度5.0 m/sの単一点、バルブ設定荷重18,000 kN(プリセットの既定値17,658 kN)。
バージョンと日付
CONSTELLATION v1.2.96、計算日2026年八月3日。補償装置ありの列は2026年七月7日に確定したケースで、このビルドでもDAFの差0.05 %以内で再現されています。
作業段階
杭の急降下: 打設中に杭が落下し、その動きが止められる事象。空中の乾燥状態で、スプラッシュゾーンを離れています。
DAFの定義
DAF = 5 sの時間枠における最大フック張力 を フック位置での静的吊り下げ重量で割った値です。フック160 t + POLARIS本体17.10 t + ロッド10.85 t + ペイロード1,500 t = 1,687.95 t、すなわち16,553 kNです。ピークは1 msの出力格子ではなく、0.05 msの積分格子で追跡します。出力サンプルから読み取ると、急激な停止時のピークを過小評価します。衝撃吸収装置の下側では、ペイロード固有の14,710 kNを基準とする別のDAFも示します。POLARISありで1.31、なしで2.41です。
評価対象の荷重点
衝撃吸収装置の上側にあるフックとクレーン接続部です。装置の下側にあるロッド荷重は別の計測系列であり、値も異なります。
船体動揺と海象
意図的に設定していません。 杭の急降下は一秒未満の衝撃事象なので、母船の動揺を無効にし、波浪荷重は加えていません。このケースは停止時の挙動だけを切り分けます。提示すべきHs, Tp, スペクトル、船首方位はなく、この図から波浪中の挙動は分かりません。
解析時間、実現値、極値統計
解析時間枠5.0 s、出力間隔1 ms、積分刻み0.05 ms。 各列につき決定論的な計算一回。シードもアンサンブルもありません。平均化すべきランダム外力がないためです。引用したピークは時系列の最大値であり、統計的な極値ではありません。隣のスプラッシュゾーンのケースのような八シードの包絡値とは比較できません。
ペイロード、玉掛け具、機器
1,200 tの杭と300 tのハンマーを固定し、合計衝撃質量1,500 t、急降下速度5.0 m/s。荷重経路: クレーンの剛性17,454.3 kN/m、減衰66.85 kN·s/m、フック160 t、上部スリング49,762.8 kN/m、POLARIS本体17.10 t、ロッド10.85 t、下部スリング46,652.7 kN/m、ペイロード1,500 t。
初期速度と衝撃吸収装置の設定
t = 0で完全に静的荷重がかかった状態から下向きに5.0 m/s。杭の急降下に備えた玉掛け状態では、柔らかいスリングは弛み、ロッドは収縮したままなので、杭が急降下するまでPOLARISには荷重がかかりません。モデルは弛みがなくなり、伸びた玉掛け具が静的重量を支持した時点から始まり、ガスは初期充填圧の状態です。同じ事象がスリングに達する時点の速度は約3.5 m/sです。玉掛け具が伸びる間、重量によって質量体が加速します。POLARIS 2,000 t / 6.0 mストローク、バルブ荷重18,000 kN、ガス初期充填力15,696 kN、ガス比率0.40。この計算では6.0 mのストロークのうち4.98 m(83 %)を使用し、環状油室が空になることはありません(最低値6.2 %)。
両者は同じ条件で比較していますか?
はい。しかも、そのことを主張するだけでなく検証しています。両列は 一つの パラメータ群から生成し、スクリプトが項目ごとに比較します。衝撃吸収装置の有無を示すフラグ以外に差があれば、計算を実行しません。質量、剛性、減衰、重力、初期状態、積分刻みは同じです。比較用の装置なしケースでは、補償装置を剛結リンクに置き換える以外は変更していません。
支配的な判定限界
クレーンSWLは24,517 kN(2,500 t)。POLARISありではフック荷重のピークは23,627 kNで、SWLの96.4 %です。装置なしでは37,664 kNに達し、クレーンSWLの154 %となります。さらに五秒以内にラインが完全に弛緩し、二回再び張ります。この挙動はピーク荷重の数値だけでは捉えられません。
独立検証
補償装置ありのケースは2026年七月17日にOrcaFlex 11.3eと照合しました。補償装置を測定された荷重特性に置き換えて比較した結果、クレーンのピーク荷重差は+0.23 %、クレーンDAFは1.4299に対して1.4266、最大ストローク差は−0.4 %、停止過程における荷重経路の力のRMS差は1 %未満でした。
この結果の適用範囲
ほかの杭、ハンマー、クレーン、バルブ設定には適用できず、荷重表でもありません。モデルにはウインチやオペレーターの応答がないため、装置なしの波形で最初の停止後に見られるのは、同じ荷重経路の自由減衰振動です。
出典に関する注記
2026年八月3日までは「装置なし」のケースをシミュレーションできませんでした。シリンダーを固定状態に模擬するためガス容積をゼロにすると、圧力項が特異になるためです。そのためNDは当初、想定するクレーン剛性に応じて34,190から44,759 kNとなる、DNV-RP-N103に基づく解析的なスナップ荷重推定値を公表しました。現在、シミュレーターは剛結ケースを直接計算し、ペイロード側で35,387 kNと求めています。
例示的な係数ではなく、運用可能範囲が必要ですか? CONSTELLATIONは受託エンジニアリング解析であり、 この簡易評価の機能制限を外した版ではありません。NDは船体とクレーンの応答、吊荷、玉掛け具、作業 手順、受入限界を合意したうえで、複数の海象条件にわたり作業をモデル化し、 運用可能範囲、支配的な限界、補償装置による効果を提示します。 この吊上げケースの検討をNDに依頼する →

吊上げシナリオ別のDAF

以下の二例は異なる支配メカニズムを示します。すべての海上吊上げを二種類に分けるものではありません。荷重の生じ方が異なるため、対策も異なります。

スプラッシュゾーン上方で吊り索に直列に取り付けたRIGELパッシブヒーブ補償装置
スプラッシュゾーンの通過

水面を通過する

着水時には、クレーン先端の応答に、変化する浮力、抗力、付加質量、場合によってはスラミングが重なります。ラインの弛緩と再緊張は起こり得る結果であり、必ず加わる荷重成分ではありません。適切な容量のパッシブヒーブ補償装置は、解析済みの荷重とストロークの範囲内で正の張力を維持するのに役立ちます。着水時のスラミング自体は流体力学的な確認事項(DNV-RP-N103)として残ります。

主な要因: スラミング · 浮力の変動 · クレーン先端のヒーブ

抑制策: パッシブヒーブ補償
クレーンの衝撃吸収装置で杭の走出を止める構成図
杭の急降下と降下作業

杭または重量構造物の急降下

杭の急降下は支持を失うか、制御外に降下する過渡現象です。定常的な降下自体はスナップ荷重ではありません。解放された質量、急降下速度、ラインと巻掛け装置の動的挙動、停止機構によってピークが決まります。波周期に伴うヒーブではなく、短時間の鋭いピークです。

主な要因: スナップ荷重 / 衝撃荷重 · 降下速度 · 玉掛け具の剛性

ピークの抑制策: クレーン用衝撃吸収装置

DAFに関するよくある質問

海上吊上げの一般的なDAFはいくつですか?
吊上げ条件によって異なるため、対象の作業ごとに計算してください。目安として、NDの条件をそろえた解析では、35 tのスプラッシュゾーン吊上げで、補償装置なしの玉掛け具ではDAF 3.41から5.38、RIGELパッシブヒーブ補償装置ありでは1.15から1.91でした。また、杭の急降下を停止するケースでは、剛結リンクで2.28、POLARIS衝撃吸収装置ありで1.43でした。DNV-ST-N001は、フック荷重別に空中吊上げの最小値も定めています。
DAFはどのように計算しますか?
対象とする応答と、それに対応する準静的な基準値を定め、対象の吊上げ段階と解析時間内の総応答のピークを基準値で割ります。クレーン先端の簡易評価における DAF=1+aheaveg は、所定のクレーン先端運動に従い、ラインが常に張った乾燥状態の吊上げにのみ適用されます。玉掛け具の動的挙動、付加質量、抗力、スラミング、弛緩は含みません。
スナップ荷重とは何ですか?
ラインが弛緩した後、再び張る際に生じる短時間の荷重です。非線形の過渡現象なので、通常の調和運動を前提とするDAFでは表せません。杭の急降下や吊上げ開始時には、静的荷重の数倍に達することがあります。
パッシブヒーブ補償でDAFはどの程度低減しますか?
一定の低減率や、ほかの作業に適用できる範囲はありません。同じ吊上げについて、外力、応答位置、基準値、シード、時間、極値の定義をそろえ、装置の有無を対にして解析します。ピークに加え、最小張力、ストローク、終端ストッパーも確認してください。
DAFは安全係数ですか?
いいえ。DAFは指定した応答の増幅を表します。安全係数、影響度係数、部分係数、および承認済みのクレーン荷重表にすでに含まれる動的余裕は、それぞれ別に確認します。重複して計上してはいけません。

DAFとヒーブ補償装置の選定

DAFは結果であり、それだけでは製品のサイジング入力として不十分です。機器は、支配的な揚重段階と、その係数の背景にある量に基づいて選定します。静的張力、最大張力、最小張力、相対運動と速度、必要ストローク、荷重とストロークの関係、減衰、繰返し運転条件、復帰時間、ストローク端での荷重です。DAFが低いだけでは、クレーン容量、 作業可能な気象条件 、または許容 Hs.

特定の揚重で補償装置がどの程度有効か、どの機種が適合するかは、経験則ではなくモデル化したケースから判断します。上のシナリオの節では発生メカニズム別に案内しています。 委託によるCONSTELLATION解析 では、指定された運用限界に照らして機器のサイズを決め、係数とともに最大張力と最小張力を報告します。

設計基準となるDAFが必要ですか?

揚重段階、荷重の定義、船体とクレーンの運動条件、リギング、運用限界をお送りください。必要な入力項目と解析範囲の提案をお返しします。フォームへの入力だけで案件の係数を提示することはありません。まず解析事例を確認したい場合は、以下のベンチマーク図をご覧ください。これらは当社が引用するものと同じモデルです。

無料ダウンロード · 8ページ

オフショア揚重の荷重ケース:NDベンチマーク図

Norwegian Dynamics独自の時間領域シミュレーションから、パッシブヒーブ補償の有無によって揚重時に実際に測定される量を示します。 規格の内容を再録したものではありません。価値があるのは、どの規格にも掲載されていない図です。

  • 同じ海象条件で、補償装置の有無によるスリング最大荷重と増幅率を比較
  • 各ケースの構成条件をすべて掲載し、ご自身で再現可能
  • 各結果の適用限界を結果のそばに明記
  • ご自身の揚重条件を整理するための入力チェックリスト

ご入力いただいた情報はお問い合わせへの回答にのみ使用し、販売することはありません。詳しくは プライバシーに関するお知らせ.

関連製品

  • RIGEL:パッシブヒーブ補償装置
  • POLARIS:クレーン用衝撃吸収装置
  • ANTARES:アダプティブパッシブヒーブ補償装置

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