我国海洋工程结构发展的一些思考(节选)
2018-06-15 15:56:19
        海洋工程的意义与作用
        海洋工程:是指人类抗御海洋的灾害作用、开发利用海洋资源,以及保护和恢复海洋环境的过程中所进行的一切建设工程的总称。主要范围:交通运输工程、海洋空间开发工程、发电工程、海洋旅游工程、渔业捕捞和水产养殖、矿产开采工程、深潜工程
        战略意义:南海岛礁工程建设和三沙市组建,极大巩固了我国南海主权,提升了我国国土防卫能力,保障了国家战略安全。
        经济社会价值:发展海上基础设施等工程建设,对于增加交通便捷性,促进经济和社会发展具有重要现实意义。事实证明,一些近海特色旅游项目,可以极大提升当地形象,带动餐饮、娱乐等相关产业经济发展。发展海上工业产业,转移危险产业,对于降低危化行业安全事故风险,降低恶性事故的经济损失和社会影响,缓解和避免社会矛盾也具有重要现实意义。
        工程结构类型和发展趋势
        海洋工程的主要范围和类型
        沿近海工程:港口码头、跨海大桥、海底隧道、海洋风电、化工基地、水工护岸、填海造陆、油气储备基地、核电站、养殖鱼排、海水淡化基地
        远海工程:岛礁吹填、国防地基和要塞、海洋城市、港口码头、深海油气可燃冰、远海风电、岛礁光伏
        境外远海工程:军事补给基地等
        浮式结构
        在单点系泊系统、锚泊系统或其他方式的约束下漂浮于水面上的设施与装置,利用结构本身设置的浮箱或沉垫的浮力,使结构漂浮于水面上,浮式结构与系泊结构组成的海上浮式生产系统,具有抗御风浪侵袭的能力,有较好的稳定性和耐波性。
        两种浮式结构技术方案
        Mega Float(浮岛型):箱式概念,包括箱式浮体、锚泊系统、通道以及防波堤,用作海上机场、离岸集装箱码头、浮式风力发电基地、浮动应急援救基地。
        Modular Offshore Base(模块化自推进型):由(具有推进装置)多个模块连接起来的、可固定在海上的多用途浮动后勤基地、货物的储存中转站。
        工程应用:储油基地、海上平台、港口系泊墩、海上公园、渡轮码头、福岛核电站浮岛等
        潜在应用:机场、码头、仓储、海上电厂、化工、海上平台、海上度假、海上休闲、海上运动场等
        潜在军事价值:海上移动军事跑道、海上大型战斗平台、海上大型军事基地
        远海岛礁水下基地
        采用高性能钢-混组合结构体系,建设远海水下军事基地,保障国防安全。
        存在的问题和发展建议
        下面简述一下我们发展海洋工程面临的一些困难。首先,海洋是一个严重的高腐蚀环境,所以对材料和结构都有非常高的要求,高盐、高湿润、高辐射、风浪、暴晒等这些会造成钢结构以及钢筋的锈蚀。同时发展海洋工厂还面临着复杂的并且目前不是很明确的一些环境挑战。我们传统的钢结构经济成本非常高,难以满足这种大规模的要求。沿海工程材料需求非常大,如果说靠长途的海运,时间和金钱的代价非常高。海洋钢结构材料设计以及制造、建设等都面临着巨大的问题。开发经济、耐用的海洋新材料以及新结构,对于我们南海工程的建设意义非常重大。同时,我们国家这几年才刚刚高度重视海洋工程的开发,时间较短,海洋工程标准规范并没有形成,我们必须引导产业健康发展。所以我们也应积极解决,完善相应的标准规范来引导我们的产业健康发展。对于海洋钢结构,我们无论是材料还是结构,设计方法以及制造技术还有监测检测等方面都面临着诸多问题。需要我们的同行能够尽快的通过公关,通过联合尽快地解决。
        第三个方面,以我们团队为主做的工作和主要取得的一些成就。我们单位也是近几年才介入海洋工程。像混凝土结构中的耐蚀钢筋我们也做了一些相应的开发,目前我们已经完成了耐蚀钢筋的产品,以及技能的测试,可以说混凝土以及耐蚀钢筋的体系已经基本建立。整体性能寿命亚体系已经基本建成。另外我们还和一个单位合作研发了耐蚀钢筋。抗腐蚀能力达到普通碳成钢的60倍以上,具备非常好的黏性。可以说这种钢筋,对于我们海洋工程建设,可以解决很大的材料问题。
        最后说些对海上工程发展的展望。首先来讲,我个人觉得海上复式结构具有非常广的发展前景。复式结构一般有两种,一种是辅导型,再一种是模块化自推进型。总得来讲,规模上,单个的复式结构利润非常大,我们在海上休闲度假等产业方向上还有很大的发展空间。同时也可以应用于海上桥梁隧道,大型的基础设施项目,也有很重要的军事价值。另外,还有高效的防护技术来提高我们海工结构的寿命。我们材料上要加强,防护上也得要加强,要双重地提高我们海工结构的耐力和寿命。同时要加强新型海工结构的构建以及体系的研究。这里包括我们钢结构、组合结构以及素材结构的联合应用。另外要加强海洋结构的标杆体系建设和人才培养。最后,我觉得我们可以在推进国家海洋工程结构的研发平台这个方面多做一些工作,发挥大家的力量,集成各项器材,来快速地推进我们国家海工结构的发展。

 

岳清瑞(中国钢结构协会会长、中国工程院院士)
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