A tengeren úszó hidak (vagy a nyílt vizekben, például a tengeri területeken, az öblökben és a szorosban) használata viszonylag ritka és kihívást jelent, elsősorban azért, mert a tengeri környezet sokkal nagyobb kihívást jelent, mint a folyók és a tavak (erős hullámok, mély vizek, erős áramlások, sókorrrózió, typhoon/hurrikán fenyegetések stb.). Bizonyos konkrét forgatókönyvekben és körülmények között azonban a tengeren úszó hidak továbbra is egyedi alkalmazási értéket és technikai megvalósíthatóságot mutatnak.
Fő alkalmazás forgatókönyvei
Katonai alkalmazások (többnyire ideiglenes):
Leszállási műveletek/logisztikai támogatás: Ez a legklasmán klasszikus alkalmazás a tengeren. Ezeket arra használják, hogy gyors hozzáférési útvonalakat hozzanak létre a leszállási hajóktól a strandokig, vagy hogy a tengeri ellátó hajókat parti bázisokkal összekapcsolják a személyzet, a felszerelések és a kellékek szállításához. Híres példa a "Mulberry" mesterséges kikötő a II. Világháborúban a normandiai leszállások során, amely egy nagy úszó dokkszerkezetet tartalmazott, amely elvben hasonlóan hasonló a kiterjesztett úszó hídhoz. A modern haditengerészetek moduláris úszó hídrendszereket is alkalmaznak erre a célra.
Az ideiglenes dokkok/átviteli pontok gyors felépítése: A kikötői létesítményekkel vagy sérült kikötőkkel rendelkező területeken a lebegő hídszerkezetek gyorsan telepíthetők ideiglenes kikötési pontok vagy anyagátviteli platformok létrehozására.
Polgári alkalmazások (ideiglenes vagy félig állandó):
Nagyszabású tengeri mérnöki platformok/hozzáférési utak: Nagyszabású projektek során, például a tengeri szélerőműparkok építése, a tengeren átnyúló hídépítés és a tengeralattjáró-csővezeték, az ideiglenes úszó hidakra lehet szükség a személyzet, a felszerelések és az anyagok szállításához, az építő hajókhoz, a munkaplatformokhoz és a parti szerkezetekhez.
Ideiglenes mólók/kompkikontok: Az úszó hidak felhasználhatók arra, hogy ideiglenes hozzáférést biztosítsanak az utasok számára, hogy felkerüljenek és kiszálljanak, vagy a járműveket betöltsék és kirakodjanak, a szigetek, a föld és a föld között, vagy a meglévő terminálok karbantartása során. Például csatlakoztathatják a nagy tengerjáró hajókat a parthoz, vagy ideiglenes kompkikontokként szolgálhatnak.
Tengeri rendezvényplatformok: Ideiglenes ülőhelyeket, teljesítményplatformokat, vagy a hozzáférési utak összekapcsolását biztosítják a nagyszabású tengeri rendezvényekhez (például sportesemények, koncertek és kiállítások).
Sürgősségi hozzáférés/humanitárius megkönnyebbülés: Ha a part menti szárazföldi szállítást olyan katasztrófák, mint például a szökőár és a földrengések megszakadják, akkor a lebegő hidak felhasználhatók a tengeri sürgősségi szállítási útvonalak vagy a személyzet evakuálási útvonalainak gyors létrehozására.
Különleges szükségletek meghatározott környezetekben:
A tengeri szigetek összekapcsolása: A viszonylag kicsi, közeli proxitási szigetek, vagy a szigetek és a szárazföld között félig állandó úszó hidak (gyakran néhány rögzített szerkezetgel kombinálva) néha alacsonyabb költségű vagy kevésbé technikailag kihívást jelentő oldatnak tekintik, mint a rögzített hidak. Az olyan fjord országok, mint Norvégia, felfedezték az ilyen kérelmeket.
Úszó törésvizek/hullámtörő struktúrák: Noha nem elsősorban a passzázshoz, szerkezetük hasonló a lebegő hidakhoz, úszó szerkezetek felhasználásával a hullámenergia eloszlatására és a környező vizek vagy szerkezetek védelmére.
A tengeri úszó hidak előtt álló fő kihívások:
Kemény óceáni környezet:
Hullámok: A hullámok jelentik a legnagyobb kihívást. A lebegő hidaknak ellenállniuk kell a különböző irányú és méretű hullámoknak, megőrizni a szerkezeti stabilitást és a kapcsolat megbízhatóságát, hogy elkerüljék a túlzott ingadozást vagy akár a szétesést. Ehhez rendkívül robusztus szerkezeti kialakítást és hatékony kikötési rendszert igényel.
Vízmélység és áramok: A mélytengeri környezetek hosszabb horgonyláncokat és nehezebb horgonyokat igényelnek, jelentősen növelik a költségeket és a technikai kihívásokat. Az erős áramok jelentős vízszintes terheléseket okozhatnak a lebegő hidakra.
Typhoon/hurrikán: Szélsőséges időjárási körülmények között az úszó hidakat gyakran evakuálni vagy elmerülni (ha a formatervezés megengedi) a katasztrofális károk elkerülése érdekében.
Só spray-korrózió: A tengervíz és a só spray rendkívül korrozív a fémszerkezetekhez (acél és csatlakozók), ami nagy teljesítményű korróziógátló bevonatokhoz vagy korrózióálló anyagok (például alumíniumötvözetek, kompozit anyagok és speciális beton) használatához szükséges.
Biológiai szennyeződés: A tengeri szervezetek kötődése a lebegő struktúrákhoz és a víz alatti szerkezetekhez növeli a húzást és a súlyt, felgyorsítva a korróziót.
Szerkezeti tervezés és stabilitás:
Csatlakozás megbízhatósága: A modulok közötti csatlakozóknak biztonságos kapcsolatot kell tartaniuk dinamikus terhelések (például hullámok és kikötési edények) mellett, hogy megakadályozzák a meglazítást.
Általános stabilitás: Komplex kikötőrendszerre (láncok, horgonyok, feszítő lábak stb.) Szükség van a teljes lebegő híd szerkezetének biztonságos tartására, és ellenállni a szél, a hullámok és az áramok együttes hatásainak.
Hajlási/torziós merevség: A hosszú távú tengeri úszó hidak nagyobb szerkezeti merevségre van szükségük a hullámok által okozott hajlítás és torziós deformáció ellen, biztosítva a biztonságos és kényelmes áthaladást.
Hozzáférés és biztonság:
INFWAY: A hullámok az úszó híd folyamatosan ingadoznak, befolyásolva a járművek és a gyalogosok biztonságát és kényelmét, valamint a sebesség- és terhelési korlátozásokat.
Rés és magassági különbség: A modulok közötti rés és magassági különbség ingadozik a hullámmozgással, biztonsági veszélyt jelent, és speciális terveket (például rugalmas rámpákat) igényel a folyamatos hozzáférés biztosítása érdekében.
Üzemeltérés és navigáció: A tervnek figyelembe kell vennie az alábbiakban áthaladó hajók engedélyezési követelményeit.
Költség és karbantartás:
Magas építési költségek: A tengeri környezetek robusztusabb struktúrát, összetettebb kikötési rendszert és drágább korrózióellenes intézkedéseket igényelnek.
Magas üzemeltetési és karbantartási költségek: Gyakori ellenőrzés, karbantartás (különösen a víz alatti alkatrészek, a kikötési rendszerek és a korróziógátló bevonatok) és a tisztítás (a biofoulálás megelőzése érdekében). Különleges műveletekre (például megerősítésre vagy evakuálásra) is szükség van a súlyos időjárás előtt és után. A taifun-rezisztens tervek szintén jelentősen növelik a költségeket.
A tengeri úszó hidak kulcsfontosságú technológiái
Nagy teljesítményű úszó testek: Nagy acél vagy beton pontonok, kiváló vízköpővel, stabilitással és erősséggel. A kompozit anyagokat szintén feltárják.
Nagy szilárdságú, nagy megbízhatóságú csatlakozók: Artikulált csatlakozók, amelyek képesek ellenállni a jelentős dinamikus terheléseknek és lehetővé teszik bizonyos fokú forgást.
Fejlett kikötési rendszerek: Válassza ki a megfelelő kikötési módszert (macskatartalmú kikötés, feszített kikötés vagy dinamikus pozicionálási segítség) a vízmélység és a tengeri körülmények alapján, nagy szilárdságú horgonyláncok/kábelek és magas tartós horgonyok felhasználásával.
Dinamikus válasz -elemzés és vezérlés: Használjon számítógépes szimulációt a lebegő híd mozgásválaszának előrejelzésére változó tengeri körülmények között, potenciálisan enyhítve az ingadozást a szerkezeti optimalizálás vagy az aktív/passzív vezérlőrendszerek (például a hangolt tömeg -lengéscsillapítók) révén.
Szigorú korrózióellenes kialakítás: Beleértve a nagyteljesítményű bevonatot, a katódos védelmet és a korrózióálló anyagok kiválasztását.
Moduláris kialakítás: megkönnyíti a gyártást, a szállítást, a gyors telepítést, valamint a javítást és a cserét.
Összegzés: A lebegő hidak nagyon speciális, költséges és magas kockázatú mérnöki megoldások az offshore alkalmazásokhoz. Elsősorban ideiglenes, sürgősségi vagy félig állandó szükségleteket szolgálnak meghatározott forgatókönyvekben, különösen a katonai logisztikában, a nagyszabású offshore mérnöki támogatásban és az ideiglenes dokkokban. Miközben kísérletek voltak a polgári forgatókönyvekben úszó hidak felfedezésére és megvalósítására, például a parti szigetek összekapcsolására, széles körben elterjedt örökbefogadásuk sokkal kevésbé elterjedt, mint a nyugodt belvízi folyók vagy tavakban, a durva tengeri környezet (különösen a szél és a hullámok), valamint a magas költségek és karbantartási követelmények miatt. Az úszó hidak sikeres megvalósítása a tengeren nagymértékben támaszkodik a fejlett mérnöki technológiára, a robusztus kikötő rendszerekre és a folyamatos, aprólékos karbantartásra. A távolsági távolságra az állandó tengeren átnyúló szállítás, a rögzített hidak (például a tengerkovácsoló hidak) vagy a tenger alatti alagutak általában megbízhatóbbak és mainstream lehetőségek.