知识中心 / 海上吊装

动态放大系数 (DAF)

峰值载荷需要明确基准。

DAF 是指定载荷响应的峰值除以与之对应的静态或准静态基准值。应说明测量位置、比较基准以及所对应的吊装阶段。

01 / 查看响应

一条响应曲线。需要报告三个量。

峰值用于计算 DAF。基准值决定其含义。最小张力需要单独核查。

示意图 · 不代表任何工况的数值载荷响应 / 基准值1.00123所述区间起点所述区间终点载荷响应的峰值、基准值和最小值一条载荷响应示意曲线,标有三个编号。标记一表示用于计算 DAF 的峰值。标记二表示响应比为一时对应的准静态基准值。标记三表示需单独核查的最小张力。图中还标出零线。本图仅用于解释,并非吊装建模结果。载荷响应 / 基准值1.00123所述区间起点所述区间终点
全程采用同一响应测点和基准值。该曲线用于说明报告方法,其形状不是工程分析结果。
1

峰值响应

用最大响应除以对应的基准值,得到 DAF。

2

基准载荷

说明载荷测量通道和基准值。吊钩载荷与吊索组张力对应不同位置。

3

最小张力

单独报告。仅凭峰值比值无法判断吊索是否始终张紧。

报告每个 DAF 时应注明响应测点基准载荷吊装阶段分析区间证据依据
02 / 选择分析方法

您的吊装作业需要哪种分析?

选择要评估的吊装阶段。系统会给出专项分析路径;仅对一种范围有限、吊索始终张紧的工况,提供示例性谐波筛算。此处的任何输出均不能用作吊装工程分析。

从运动物体起吊或在运动物体之间转移专项分析路径

此筛算不提供数值结果。

起吊离座取决于两个物体的 相对 运动、接合瞬间的速度以及接触过程;单体谐波模型无法表示这些因素。

分析必须涵盖

  • 两个物体的相对运动,包括相位
  • 接合时的相对速度
  • 间隙、接触以及载荷从支承体转移的过程
  • 起升速度和预张力
开展专项分析前需准备
  • 两艘船舶,或船舶与固定结构,以及各自的运动依据
  • 起吊离座顺序和起升速度
  • 吊装物质量、重心和吊点
  • 索具布置和起升钢丝绳特性
请 ND 确定此吊装工况的分析范围 →
负载离开甲板和水面,吊索始终张紧示例性筛算

此阶段可使用示例性谐波筛算。

仅当负载离开甲板和水面,且吊索全程保持张紧时,此筛算才适用。其结果不是设计依据 DAF,也不能用于起重机能力核查、确定允许海况或设备选型。

需准备的数据

  • 吊臂端点垂向振幅 Atip (m) 或加速度 atip (m/s²),以及数据来源
  • 该 激励周期 T:施加的响应周期,而非波浪 Tp
  • 计算放大后的结果还需已知 Tn,或提供 meff 和 Keff 以推导该值
  • A 阻尼比 ξ。此项没有默认值:接近共振时,它在很大程度上决定计算结果
  • 可选:静态吊钩张力 W0 (kN),用于计算力值,而不仅是系数

只有 Hs 和 Tp?仅凭海况无法确定吊臂端点运动:还需要船舶响应、航向、装载状态和起重机位置。此筛算不会替您估算这些数据。

打开吊索张紧工况的示例性谐波筛算工具

仅供示例。 不能用于吊装工程分析,也不能替代分析。

吊臂端点垂向运动
加入起升系统和负载动力学 可选

不加入时,此页面仅报告刚性吊臂端点项。 加入后,还会计入悬吊系统在共振附近产生的放大效应。

我需要针对具体项目确定研究范围 →

进入或离开浪溅区分析路径

此页面不提供计算值。

入水过程取决于穿过水面时的浮力变化、附加质量、阻力和砰击力,以及物体处的波浪运动学。此模型未包含这些作用力。

分析必须考虑

  • 排水体积随浸没深度的变化
  • 穿过自由液面时的浮力变化
  • 附加质量和阻力
  • 砰击力,以及物体处的波浪运动学
  • 穿越该区域时的下放速度
开展分析需准备的资料
  • 物体几何形状及其水动力计算依据
  • 干质量、重心和水中重量
  • 下放速度和计划穿越的作业窗口
  • 海况及起吊点处船舶运动的计算依据
请 ND 确定此吊装工况的分析范围 →
水下下放或着底分析路径

此页面不提供计算值。

水下下放和着底受浮力、附加质量、阻力、钢丝绳动力学及着底接触影响。随着物体下降,静态参考值和有效惯量都会变化。

分析必须考虑

  • 水中重量和浮力
  • 水深处的附加质量和阻力
  • 整个放绳过程中的钢丝绳和索具动力学
  • 海床或结构物上的着底与接触
开展分析需准备的资料
  • 水深和下放剖面
  • 物体几何形状、质量和水动力数据
  • 放绳长度、刚度和索具布置
  • 着底目标及其验收标准
请 ND 确定此吊装工况的分析范围 →
桩体失控下行、冲击或可能松弛分析路径

此页面不提供计算值。

桩体失控下行或冲击属于瞬态的仅受拉事件:绳索先松弛,随后重新张紧。稳态线性模型无法描述这一过程:这正是该模型 不适用 的工况。

分析必须考虑

  • 失控下行或下放速度
  • 接合和重新张紧的条件
  • 绳索在松弛过程中的仅受拉特性
  • 任何缓冲器的力与行程特性,包括行程限位
开展分析需准备的资料
  • 桩体或物体的质量及失控下行速度
  • 起升装置的布置及其刚度
  • 吊臂端点处允许的峰值载荷
  • 事件前后的作业顺序
请 ND 确定此吊装工况的分析范围 →
模型边界:此页面无法计算的内容
  • 由海况确定吊臂端点运动:这需要起吊点处的船舶响应
  • 不规则波统计、作业持续时间或 Hs × Tp 作业窗口
  • 入水过程:浮力、附加质量、阻力和砰击力
  • 离底、落底、接触及两个独立运动的物体
  • 松弛、重新张紧和冲击载荷:这些过程是瞬态且非线性的
  • 绞车和控制系统的特性、补偿器行程及行程限位
  • 钢丝绳和起重机的分布模态:本模型仅考虑一个垂向模态
完整技术指南

机理、计算及项目证据。

继续阅读完整指南,或直接查看 相应的案例研究.

什么是动态放大系数?

动态放大系数(DAF)是指定载荷响应的峰值除以相应的静态或准静态参考值,两者须对应同一载荷通道、位置、配置和吊装阶段。DAF 为 1.30 表示总载荷峰值比所述参考值高 30%;DAF 为 2.0 表示总载荷峰值为参考值的两倍。DAF 为 1.0 仅表示报告的峰值等于参考值;这不能证明吊装过程中没有运动、最小张力没有过低,也不能证明没有发生松弛。

若未说明以下内容,DAF 的定义便不完整: 响应点 (吊臂端点、吊钩、吊索组或负载)、 参考载荷 以及 吊装阶段. 峰值吊钩载荷与静态吊钩载荷之比,不能与峰值吊索张力与水下参考载荷之比混用。DAF 是峰值比值,并非安全系数、起重机利用率或允许海况。

在海上吊装中,波浪使吊臂端点上下运动,而负载悬挂在其下方。这种相对运动在起重系统中产生动态力:吊臂端点向上加速时张力骤增,向下运动时则可能松弛。DAF 表示这些动态力相对于静水吊装增大了多少。

实际起重吊装中的 DAF 由什么引起?

实际起重吊装中的 DAF 由整个载荷路径中的相对运动决定。吊臂端点、吊钩、钢丝绳、吊索和负载并非作为单一刚体运动:相对加速度改变张力,柔度储存并释放能量,水动力改变有效载荷,而张力丧失后又恢复会产生非线性的冲击事件。吊臂端点下行本身不能证明吊索松弛;只有计算张力降至零时才会发生松弛。

供应船甲板吊装。 供应船上的集装箱随船舶升沉和横摇运动,而吊臂端点随起重船或平台运动。如果吊钩向上运动,同时甲板或集装箱向下运动,吊索可能在瞬间由松弛或低张力变为完全受载。此时的冲击载荷可能远高于集装箱的静态重量。

穿越浪溅区。 在 穿越浪溅区时,随着负载穿过自由液面,浮力、阻力、附加质量和波浪水质点速度迅速变化。吊钩载荷可能快速升降,尤其是在起重机、钢丝绳和负载的动力响应与波浪周期相吻合时。

其他常见诱因 包括突然离开甲板、着底冲击、钩挂、起重机快速运动、紧急停机以及起重机、钢丝绳和负载系统的共振。

冲击载荷:松弛与重新张紧

最剧烈的 DAF 事件是冲击载荷:吊索先松弛,然后突然重新张紧。钢丝绳松弛期间,吊钩和负载独立运动;重新绷紧时,两者的速度差必须几乎瞬间由钢丝绳伸长吸收。对于理想化的无阻尼单模态初步估算,质量为 m 的负载(加上附加质量 mA ,若浸没)位于合并切线刚度为 k 的载荷路径上时,由速度引起的张力相对于准静态载荷的增量约为

F_snap 等于 v_rel 乘以 k 与(m + m_A)乘积的平方根。

其中 vrel 是钢丝绳重新张紧瞬间的相对速度。这并非冲击张力的总峰值:k 是整个载荷路径的合并切线刚度,质量项是参与运动的等效质量,并不必然等于负载质量加附加质量。一旦绳索可能失去张力,峰值和最小张力就需要通过仅承受拉力的非线性瞬态分析确定。在此初步估算中,增量与刚度的平方根成正比;在速度差相同的情况下,k 翻倍使增量约增加 41%。但增加柔度也会增大位移并改变固有周期,因此不能据此认定更安全:还必须检查可用行程和端部止挡载荷。 DNV-RP-N103 规定了何时必须评估冲击载荷,以及如何计算峰值。在整个波浪周期内保持绳索张紧,可从源头避免由松弛转为绷紧: 被动升沉补偿器 可在经分析确认的运动和力与行程包络范围内实现这一点,但必须证明该包络范围,不能凭假设认定。

甲板起吊离甲板时的模拟吊钩载荷:仅使用索具时,载荷突增至静载荷的 3.2 倍,并反复出现松弛时段;预加载的缓冲器使载荷保持在静载荷的 1.3 倍左右
图 1:甲板离底时的冲击载荷,示意性 1-DOF 模拟:20 t 负载,裸系统刚度 4 MN/m,吊索接合时规定的相对速度为 1.5 m/s,吊臂端点运动 1.0 m,发生于 7 s 时。未装缓冲装置的索具出现 3.2× 峰值,并反复经历松弛和冲击循环;使用带阻尼的预加载气弹簧缓冲器时,同一离底过程的峰值为静态值的 1.28×。这些峰值仅适用于该模型,并非典型值、产品保证值或经认证的计算结果。

如何降低 DAF

  • 用于冲击载荷的缓冲器。 A POLARIS 起重机缓冲器 在起重机与负载之间提供行程和阻尼。如果其力与行程特性、可用位移和端部止挡载荷适合相应事件,它可以在单次冲击事件(甲板离底、冲击载荷、过载)的动能转化为起重机峰值载荷之前将其吸收。之后缓冲器需要时间复位,因此对于浪溅区内反复发生的松弛与冲击循环,应使用升沉补偿。
  • 用于穿越浪溅区的被动升沉补偿。 A 被动升沉补偿器 减小起重机吊钩与水下负载之间的相对运动。这使索具在穿越浪溅区时的张力变化更平缓,并降低起重机承受的动态放大,但须处于该装置经分析确认的载荷、频率和行程包络范围内。
  • 除设备外,还要控制吊装作业。 降低起重机速度,避开共振海况,规划气象窗口,并采用平缓离底程序。设备可降低 DAF,但作业方式仍决定初始条件。

产品选择取决于主导机制;下文的工况部分说明对应关系。评估起重机侧需求时,应对照 起重机载荷表.

如何计算 DAF

对于负载随规定的正弦吊臂端点运动、绳索持续张紧,且已离开甲板和水面的空气中吊装,可采用以下初步估算:

DAF=1+aheaveg

其中 aheave 是吊臂端点处的最大垂向加速度,g 为重力加速度(9.81 m/s²)。对于单振幅为 ζ 的正弦吊臂端点运动(即吊点处的垂向运动,并非 Hs)以及响应周期 T,该周期不一定等于波浪谱的峰值周期 Tp:

aheave=ζ×(2πT)2

例如,升沉振幅为 1.5 m、周期为 8 s 时:

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

这只是吊臂端点刚性响应的初步估算。耦合后的吊钩响应在接近系统固有周期时可能更高,在隔振频段则可能更低;具体取决于频率比、阻尼、刚度、绳长、负载质量和水动力。原 DNV-OS-H205 吊装条款已并入 DNV-ST-N001;应以项目指定的版本及其系数为准。

归一化分析时段内的示意响应比曲线:准静态参考值为 1.0,响应呈振荡变化;空心菱形标示峰值,DAF 等于最大响应与参考值之比;最小值旁注说明,接近零的最小值意味着松弛风险
图 2:从响应中提取 DAF 的方法:在规定的分析时段内,将指定载荷通道的峰值除以其准静态参考值。曲线仅为示意,并非设计结果。空气中吊装的设计值还必须满足 DNV-ST-N001 按吊钩载荷列出的 DAF 最小值;水下吊装没有统一的固定最小值,其 DAF 按 DNV-RP-N103 的方法计算,补偿器通过建模后的响应纳入计算。

更精确的 DAF 计算将船舶、起重机、起升钢丝绳、索具和负载水动力作为耦合系统建模。可使用以下商业时域工具: OrcaFlex,以及 ND 自有的 CONSTELLATION;关于入水过程的物理机制,参见 穿越浪溅区指南.

为什么不存在可套用的 DAF 范围

标准规定的最小系数、项目计算的响应与单次模拟结果属于不同类型的数值。每个数值都必须说明其载荷通道、参考载荷、吊装阶段和依据。

吊装工况未补偿采用所述缓解措施后依据
浪溅区吊装,35 t(ND 研究)DAF 3.41 至 5.38使用 RIGEL 时为 1.15 至 1.91耦合时域模拟,8 个波浪实现
桩体下滑制动(ND 研究)使用刚性连接时为 2.28使用 POLARIS 时为 1.43耦合制动模拟,研究 CS-2026-005
离底时的冲击,示意案例3.2×使用缓冲器时为 1.28×单次 1-DOF 模拟(图 1);并非上限
其他任何吊装需计算需计算根据项目依据进行分阶段分析;DNV-ST-N001 按吊钩载荷规定空气中吊装的最小值

按吊装工况列出的 DAF:未补偿、采用所述缓解措施后,以及各数值的依据。

最小张力是一项单独的验收检查,并非 DAF 定义的一部分。ND 初步估算中显示的任何防松弛要求或百分比阈值,均为 ND 的初步估算默认值,除非项目依据明确指出适用的要求及条款。

各 DNV 文件的用途
  • DNV-ST-N001:海上作业载荷工况、规划及海事保证依据。
  • DNV-RP-N103:海上作业设计载荷的建模指导和简化公式。
  • DNV-RP-N202:升沉补偿器的设计参数、性能和验证。
  • DNV-ST-0378:起重设备的设计与认证;不规定项目 DAF,也不批准吊装作业。

应以合同和海事保证检验机构(MWS)指定的版本、项目假设及验收准则为准。设备认证与针对具体作业的吊装批准是两回事。

有依据的前后对比应包含哪些内容
使用相同的船舶响应、环境激励、响应点、静态参考值、吊装阶段、模型选项、随机种子、时长和极值统计方法。同时报告 DAF、最小张力、行程和端部止挡响应。下文成对的 GRP 和桩体下滑案例展示了这种报告方式;两者均不能提供可用于其他吊装的范围。

委托开展的研究会提供什么

以下展示两个独立委托的 CONSTELLATION 案例,因为它们涵盖了上述初步估算有意排除的物理过程。每个案例都是一组匹配的对照模拟(使用同一组输入,分别在载荷路径中配置和不配置 ND 设备进行同一吊装模拟),并附有完整的工程依据。它们 并非 根据您的输入生成,也不能验证上述初步估算,更不能直接用于其他吊装。

35 t GRP 罩穿越浪溅区时的吊索组张力随时间变化曲线,对比同一波浪时程下采用和未采用 RIGEL 被动升沉补偿器的情况。未采用补偿器时,张力反复降至零并突增至 1846 kN;采用 RIGEL 后,张力保持在 183 至 655 kN 之间,始终未松弛。
浪溅区 · RIGEL。 海况和波浪随机种子相同,分别模拟有补偿器和无补偿器的情况。无补偿器时,吊索组发生 十次松弛,冲击峰值达到 1,846 kN(负载 DAF 5.38);使用 RIGEL 时,全程无松弛,峰值为 655 kN(DAF 1.91)。 阅读完整案例研究 →
此图的工程依据
案例
CONSTELLATION 浪溅区案例,声明的负载为 35 t,气油比为 1.4。两列结果使用同一组输入连续计算得到。
版本和日期
CONSTELLATION v1.2.96,运行于 2026年8月3日。
作业阶段
穿越浪溅区:下降并穿过水面。模型不包括离底阶段和着底阶段。
DAF 定义
负载 DAF = 整个模拟过程中的吊索组最大张力 除以负载的 空气中静态重量,35 t × 9.80665 m/s² = 343.2 kN。该分母采用此 ND 算例声明的定义。峰值取求解器自身网格上的时间序列最大值,而非图中采样点的最大值。
评估载荷位置
紧邻负载上方的四肢吊索组。并非吊钩或吊臂端点:后两者还承受索具和补偿器的重量,因此数值不同。
船舶运动与海况
North Sea Giant:排水量 25,397 t,尺度 161 × 30 m,吃水 7.5 m,GMT 1.5 m,GML 80 m,回转半径分别为 10.5 m 和 38.2 m,浪向角 180°(尾随浪;在此模型中 0° 为迎浪),计入吊臂端点 RAO 的六自由度响应。不规则波 Hs 1.8 m,Tp 7.5 s,JONSWAP 谱,峰值增强因子由模拟器自动推导,200 个频谱分量,水深 30 m。
时长、波浪实现与极值统计
每次运行 120 s, 每列采用八组波浪实现(随机种子 1–8)。图中绘制第 6 组实现,其产生了控制性的峰值吊索载荷 和 两列中控制性的 DAF。下方包络取八组实现中 各项指标 的最不利值:没有任何一组实现同时产生全部四个最不利数值。
负载、索具与设备
35 t GRP 防护罩,尺寸 15.0 × 12.0 × 3.0 m,砰击面积 180 m²,排水体积 10.73 m³,从水面以上 5 m 释放,目标深度 15 m。索具:60° 四肢钢丝绳吊索组,单肢长 3.0 m,组刚度 84,823 kN/m;上部吊索长 5.0 m,刚度 22,619 kN/m。起重机:钢丝绳变幅,额定 75 t(幅度 30 m),起升刚度 13,622 kN/m,吊钩 7.5 t,20 mm 钢丝绳、四倍率,下放速度 0.16 m/s。补偿器:RIGEL 75 t / 4.5 m 行程,被动式,无 EQ 控制,气油比 1.4,气体基准位置距完全缩回位 2,400 mm,伸出节流孔开度 35 %,缩回开度 70 %,预张力 35 t。
水动力计算依据
入水计算基于负载与波浪运动学之间的相对运动:浮力按瞬时浸没体积计算,砰击载荷作用于 180 m² 水线面面积,阻力系数 Cd 1.3,水动力附加质量系数 Ca 2.2,并计入弗劳德-克雷洛夫力项。这些系数是本算例声明的输入值,须经项目验证。
两组结果是否具备可比性?
是。两列采用同一版本中的同一预设,在同一次会话中使用相同的八个随机种子运行;唯一差别是载荷路径中是否有补偿器。两侧绘制的均为第 6 组实现,因此两条曲线受到相同的波浪激励。
控制限值
在这项 ND 预工程筛选中,负载 DAF ≤ 2.0 是 ND 的默认筛选值;如图注所示,冲击载荷比 ≤ 0.90 是 DNV-RP-N103 的吊索松弛判据。 采用 RIGEL: DAF 为 1.15–1.91(8 次中 8 次符合 ND 默认范围),冲击载荷比不超过 0.359(8 次中 8 次),吊索松弛事件为零,吊索峰值载荷 655 kN = 设备自身 SWL 的 89.0 %(735.75 kN),控制端(缩回端)行程使用率为 83–98 %,八次运行中有四次的缩回端行程使用率超过 90 % 阈值(伸出端为 59–77 %)。 未采用补偿器:DAF 为 3.41–5.38,冲击载荷比为 1.000,最多发生 11 次吊索松弛。经批准的项目判据优先于这些默认值。
本结果的适用边界
不能作为其他吊装的设计依据 DAF,也不是起重机能力校核或作业窗口。它仅对应一个海况下的一项委托算例,不能据此推断其上方筛选工具的结果。
数据来源说明
本结果取代 2026 年七月公布的数值(负载 DAF 1.10);该数值基于早期 55 t 配置和单组波浪实现。该数值无法复现,已撤回。
使用同一组输入,1500 t 桩以 5 米/秒的速度运行并制停时,采用和未采用 POLARIS 缓冲器的吊钩载荷随时间变化曲线。未采用缓冲器时,吊钩载荷峰值为 37,664 kN,且两次完全松弛;采用 POLARIS 后,峰值为 23,627 kN,且始终保持受载。
桩体溜放 · POLARIS。 采用同一组输入,分别在有、无缓冲器的条件下运行。无缓冲器时,吊钩峰值载荷为 37,664 kN(DAF 2.28),吊索完全松弛并重新张紧两次;采用 POLARIS 时,峰值为 23,627 kN(DAF 1.43),吊索全程保持受力。 阅读完整案例研究 →
本图的工程依据
算例
CONSTELLATION 桩体溜放算例,单一速度点 5.0 m/s,阀门力设为 18,000 kN(预设默认值 17,658 kN)。
版本与日期
CONSTELLATION v1.2.96,运行于 2026年8月3日。采用补偿器的一列是 2026年7月7日锁定的算例,在此版本上复现的 DAF 偏差不超过 0.05 %。
作业阶段
桩体溜放:打桩过程中的溜放与制动事件。干态、空气中,远离浪溅区。
DAF 定义
DAF = 5 s 时间窗口内的最大吊钩张力 除以 吊钩处的静态悬挂重量:吊钩 160 t + POLARIS 本体 17.10 t + 活塞杆 10.85 t + 负载 1,500 t = 1,687.95 t,即 16,553 kN。峰值在 0.05 ms 积分网格上跟踪,而非在 1 ms 输出网格上确定:仅从输出采样点读取,会低估陡峭的制动峰值。缓冲器下方还报告另一项以负载自身 14,710 kN 为基准的 DAF:采用 POLARIS 时为 1.31,未采用时为 2.41。
评估载荷位置
缓冲器上方的吊钩和起重机连接件。缓冲器下方的活塞杆力属于单独的输出通道,数值也不同。
船舶运动与海况
有意不施加。 桩体溜放是持续时间不到一秒的冲击事件,因此将承载船舶运动置零,且不施加波浪载荷,以单独分析制动过程。此算例没有 Hs、Tp、波谱或浪向角可供报告,本图也无法说明海浪环境中的表现。
时长、实现次数与极值统计
时间窗口 5.0 s,每 1 ms 输出一次,积分步长 0.05 ms。 每列进行一次确定性计算:无随机种子,也无多次实现组成的集合,因为不存在需要统计平均的随机激励。所引峰值是时间序列的最大值,而非统计极值,不能与旁边入水算例的八组随机种子包络直接比较。
负载、索具与设备
1,200 t 桩体与 300 t 桩锤夹持在一起,合计冲击质量 1,500 t,溜放速度 5.0 m/s。载荷路径:起重机刚度 17,454.3 kN/m、阻尼 66.85 kN·s/m,吊钩 160 t,上部吊索刚度 49,762.8 kN/m,POLARIS 本体 17.10 t、活塞杆 10.85 t,下部吊索刚度 46,652.7 kN/m,负载 1,500 t。
初始速度与缓冲器设置
系统已完全承载静态重量,初始向下速度为 5.0 m/s(t = 0)。按桩体溜放工况布置时,软吊索处于松弛状态,活塞杆保持缩回,因此桩体开始溜放前 POLARIS 不承载。模型从松弛消除、索具伸长并承受静态重量的时刻开始,此时气体处于预充状态。同一事件到达吊索时速度约为 3.5 m/s:索具伸长期间,重力使质量加速。POLARIS 2,000 t / 6.0 m 行程,阀门力 18,000 kN,气体预充力 15,696 kN,气体占比 0.40。该次运行的行程使用量为 4.98 m,总行程 6.0 m(83 %),环形油腔始终未排空(最低占比 6.2 %)。
两组结果是否具备可比性?
是,而且经过核查,并非仅凭断言。两列由 同一组 参数生成;脚本逐字段比较两者,只有缓冲器开关存在差异时才允许运行。质量、刚度、阻尼、重力、初始状态和积分步长均相同。对照算例用刚性连杆替代补偿器,其他条件不变。
控制限值
起重机 SWL 为 24,517 kN(2,500 t)。采用 POLARIS 时,吊钩峰值载荷为 23,627 kN,即额定值的 96.4 %。未采用时,峰值为 37,664 kN,即起重机 SWL 的 154 %;五秒内吊索完全松弛并重新张紧两次,这一现象无法仅用峰值载荷数值体现。
独立验证
采用实测力学关系表示补偿器,将有补偿器算例与 OrcaFlex 11.3e 于 2026 年七月 17 日进行交叉校核:起重机峰值偏差 +0.23 %,起重机 DAF 为 1.4299(对比 1.4266),峰值行程偏差 −0.4 %,制动过程中吊索力的 RMS 偏差小于 1 %。
本结果的适用边界
不能外推到其他桩体、桩锤、起重机或阀门设置,也不是载荷图。模型中未计入绞车或操作员响应,因此无补偿器曲线在首次制动后的部分,是同一载荷链的自由衰减振动。
数据来源说明
截至 2026 年八月 3 日,尚无法模拟“无补偿器”算例:将气体体积压至零以模拟锁定油缸,会使压力项出现奇异值。因此,ND 最初公布的是按 DNV-RP-N103 解析计算的冲击载荷估计值 34,190 至 44,759 kN,具体取决于假设的起重机刚度。模拟器现已能直接计算刚性算例:负载侧为 35,387 kN。
需要作业窗口,而非示意性系数? CONSTELLATION 提供委托工程分析,并非本筛选工具的开放版本。 ND 与客户确定船舶和起重机响应、起吊物、索具、作业 顺序及验收限值,然后针对不同海况建立作业模型,给出 作业窗口、控制限值及补偿器带来的改善。 请 ND 确定此吊装算例的分析范围 →

按吊装场景划分的 DAF

这两个示例说明不同的控制机理,并非将所有海上吊装仅分为两类。由于载荷特征不同,控制措施也不同。

RIGEL 被动升沉补偿器串接悬挂于浪溅区上方
穿越浪溅区

穿越水面

入水时,吊臂端点响应与变化的浮力、阻力、附加质量和可能出现的砰击载荷叠加。吊索松弛与重新张紧是可能出现的结果,并非必然存在的载荷分量。选型合适的被动升沉补偿器有助于在经分析的力与行程范围内保持正张力;入水砰击本身仍需按 DNV-RP-N103 进行水动力校核。

主要因素:砰击载荷 · 浮力变化 · 吊臂端点升沉

控制其数值:被动升沉补偿
配置示意图:通过起重机缓冲器制停的桩
桩体溜放与下放

桩体或重型结构物溜放

桩体溜放是支承丧失或失控滑移引起的瞬态过程;平稳下放本身并非冲击载荷。释放质量、溜放速度、钢丝绳与滑轮组动力学以及制动系统共同决定峰值:它表现为短时尖峰,而非波浪周期中的升沉响应。

主要因素:冲击载荷 · 下放速度 · 索具刚度

限制峰值:起重机缓冲器

DAF:常见问题

海上吊装的典型 DAF 是多少?
该系数取决于具体吊装,应针对作业计算。作为量级参考:在 ND 的配对研究中,35 t 浪溅区吊装采用普通索具时 DAF 达到 3.41 至 5.38,采用 RIGEL 被动升沉补偿器时为 1.15 至 1.91;桩体溜放制动采用刚性连杆时为 2.28,采用 POLARIS 缓冲器时为 1.43。DNV-ST-N001 还按吊钩载荷规定了空气中作业的最小值。
如何计算 DAF?
先定义响应及与之对应的准静态基准,再针对指定的吊装阶段和分析时段,以总响应峰值除以该基准。吊臂端点筛选工具中的 DAF=1+a升沉g 仅适用于遵循预设吊臂端点运动、吊索持续张紧的干态吊装;其中不计索具动力学、附加质量、阻力、砰击和吊索松弛。
什么是冲击载荷?
吊索松弛后重新张紧时产生的短时载荷。它是非线性瞬态过程,普通的谐波 DAF 无法描述;在桩体溜放或起吊离底事件中,其值可达静态载荷的数倍。
被动升沉补偿能使 DAF 降低多少?
没有固定的降低百分比,也不存在可直接套用的数值范围。应针对同一吊装,在有、无补偿器条件下进行配对分析,保持激励、响应位置、基准、随机种子、时长和极值统计依据一致;除峰值外,还须检查最小张力、行程和端部限位。
DAF 是安全系数吗?
不是。DAF 描述指定响应的放大程度。安全系数、后果系数、分项系数,以及已计入获批起重机载荷表的动力裕量,均需分别核查,避免重复计入。

DAF 与升沉补偿器选型

DAF 是计算结果,不能单独作为产品选型的充分依据。设备选型取决于控制性起吊阶段及该系数背后的各项参数:静态张力、峰值张力和最小张力、相对运动与速度、所需行程、力与行程关系、阻尼、循环工况、恢复时间以及行程终点载荷。DAF 降低本身并不能确定起重机能力、 气象窗口 或允许的 Hs.

具体起吊作业能从补偿器获得多少收益,以及适用哪一型号,需要根据建模工况确定,不能依靠经验法则。上文的场景部分按作用机理分类; 委托开展的 CONSTELLATION 研究 会依据规定的作业限值确定设备规格,并同时报告峰值张力、最小张力和该系数。

需要用于设计依据的 DAF?

请提供起吊阶段、负载定义、船舶与起重机运动依据、索具配置及作业限值。我们将回复所需输入清单和建议的分析范围:不会仅凭表单给出项目系数。希望先查看已完成的工况?下方的基准图表来自我们报价所依据的相同模型。

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海上起吊载荷工况:ND 基准图表

根据 Norwegian Dynamics 自行开展的时域仿真,展示采用和未采用被动升沉补偿时起吊作业实际测得的量。 本资料不复现任何标准:其价值在于图表,而这些图表并未由任何标准发布。

  • 相同海况下,采用和未采用补偿器时的吊索峰值载荷与放大系数
  • 每个工况的完整配置,供您自行复现
  • 每项结果的适用边界,标注在结果旁
  • 用于确定您自身起吊作业范围的输入清单

我们仅使用这些信息回复您的咨询,绝不出售。请参阅我们的 隐私声明.

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  • RIGEL:被动升沉补偿器
  • POLARIS:起重机缓冲器
  • ANTARES:自适应被动升沉补偿器

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