海洋工程技术范文精选

本文作者：孟庆武郝艳萍作者单位：山东社会科学院海洋经济研究所

我国海洋工程装备业存在问题

尽管我国在海洋油气资源开发研究领域取得了一定的进展，但与海洋科技先进国家相比较，存在着较大差距。

1高端技术对国外依赖性强

诸多核心技术，尤其是深水核心技术，仅掌握在少数几个国家手中，深水工程技术能力十分薄弱，成为与国外海洋工程技术水平主要差距之一。

2研发能力不足

1海洋工程技术进展分析

对海洋工程技术进展的分析要从以下几个方面进行分析：

1.1海底汽油资源开发的工程技术海底汽油资源的开发要借助FPSO系统、SP及TLP，它们分别是浮式生产储运系统、浮式独柱平台和张力腿平台。浮式生产储运系统早在很久以前就被应用在边际油田和油田的早期生产系统中，近年来它被应用的范围更加广泛。之所以被广泛应用是因为它的投资周期比较短，而且投资小，再加上它逐渐的成熟，所应用的范围不断增加。当前，这种系统已经可以用在台风的袭击地区，即使在台风的风浪中也可以不断的进行生产。另外，它也可以应用在冰冻海域，包括极其寒冷的极地地区。也有很多人为了减少投资的成本，将浮体利用旧船进行改造，也有显著的成效。浮式独柱平台是一个主体直径较大，吃水量高的高科技浮体，它的柱内可以储存很多的油，它的中部有缆绳锚固于海底，同时底部也瞄固于海底。浮式独柱可以被应用在深达3000米的海区，它的造价较低，而且安装便利，可以反复的使用，对边际油田来说比较适用。除此之外，它的主体内部可以储备油，并且可以有效的保护立管，自身运动不受水深的束缚，适用于海水比较深的海域。张力腿平台是除了浮式独柱平台以外的另一种适用于深水的油气田海洋平台，它可以有效的避免在海水中发生共振的现象，并且限制了自身的垂向运动。它的应用已经有较长的历史了，但是到现在应用的平台数量并不多，它还存在很多问题没有被解决，还正在被研究之中。

1.2水产资源的开发利用工程技术目前，由于人类的不断开采海底资源，造成海水资产的不断减退，为了保护海洋产业的可持续性发展以及保护保护海洋环境，海洋水产业应该适度的发展远洋捕捞，还要加大力度发展深水养殖，以平衡海底资源。当前，深水养殖主要利用深水养殖网箱进行养殖，我国当前主要依靠进口的深水养殖网箱，国外的深水养殖网箱主要有重力式的网箱、飞碟式的网箱以及锚拉式的网箱，它们其中有的可以控制深沉，当遇到特大风暴的时候，它们自身可以自动的下沉以避免风浪的袭击。除此以外，它们本身还具有抗风浪能力强的优点。由于国外产品的价格比较高，我国当前主要进口重力式网箱。

2我国海洋经济发展策略分析

我国不仅拥有广阔的路地面积，还拥有广阔的海域。据调查，我国的海域面积约为300万平方千米，约占我国国土的三分之一。我国沿海地区的经济相对比较发达，并且发展速度快。但是，我国的海洋经济发展目前还处于起步的阶段，到20世纪末我国海洋经济的总产值占全国国民经济总产值比重约为百分之五，这和全球的经济平均水平相比远远的低于全球经济的平均水平。为此，我国要想有效的发展海洋经济就要进行一定的整合与思考。

1海洋科研和海洋高等职业教育发展情况

历来我国非常重视海洋科学研究，通过提高渔业捕捞和海水养殖技术，增加渔业产量；通过渔业资源保护和海洋环境监测维护海洋生态环境，保护海洋环境；通过建造装备先进的海洋科学考察船，多次赴南极和北极考察，实施环球大洋科学考察，我国海洋资源利用和保护水平逐年提升。目前，我国把海洋高新技术定义为：海洋监测和探测技术、海洋生物技术、海洋生态模拟系统技术、海洋深潜技术、大洋矿产资源开发技术、海水淡化和利用技术、海水化学资源提取技术、海洋能源技术、海洋信息技术、海洋空间利用和海洋工程技术十一方面[2]。经过对国家海洋经济高新技术领域发展情况的研究和总结得出：目前，我国海上海洋深潜技术、海洋油气田开发技术、海水淡化和利用技术等均已处于国际领先水平。表1列出了我国在海洋科学技术领域已取得的成就和将来重点发展的技术领域[3]。高等职业教育承担着国家培养高素质技能型人才的任务，截止2011年，全国共有各类高职院校1228所，其中涉海类院校仅为沿海省市的交通、海事、海运、水产类院校，其他院校举办的涉海类专业寥寥无几。另外，通过对教育部2004年公布的《普通高等学校高职高专教育指导性专业目录（试行)》和每年核定公布的目录外专业情况研究：我国约有54个涉海专业，占目录内专业总数532个和2011年目录外专业总数452个的5%[4-5]。

2海洋经济发展对人才的需求和高职院校人才培养目标的研究

在我国今年批复的山东、浙江、广东三个沿海海洋经济发展示范区（实验区）的规划中和自1990年起先后设立的上海浦东新区、天津滨海新区及最近批复的浙江舟山群岛新区规划和建设方案中，海洋经济已作为核心发展的要素被不断重视和提升[6-8]。在三个产业中，除第三产业涉及的海洋经济内容我国有比较好的基础外，其他许多产业都是海洋新兴产业，均缺乏掌握核心技术的专业人才。而通过对教育部高职高专目录内和目录外专业的研究，目前已开设的涉海专业主要涉及的产业和内容。根据上述研究可知，在海洋经济的第一、二、三产业中，目前各高职院校在第一、二产业几乎没有开设涉海类专业，而第三产业中已开设了交通运输大类，其中有水上运输类、港口运输类25个专业；还开设了旅游大类，其中有旅游管理类、餐饮管理与服务类15个专业，但均不是严格意义上的涉海专业；在其他设置的专业大类中也有少数涉海或与海洋经济相关的专业，如涉及石油和天然气资源开发、港口水利、国际贸易等大类的相关专业，但涉及海洋高端产业的专业设置基本上为空白。由此可见，我国高等职业涉海专业设置和专业建设严重滞后，涉海类专业数量少，覆盖面窄，除第三产业专业设置和建设相对较齐外，针对第一、第二产业涉海专业几乎没有，涉及海洋高端产业的专业设置，如海洋生物、海洋能源、海洋生态和远洋渔业基本上为空白。

3高职院校在海洋经济时代的战略思考

在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中，我国明确了“积极发展海洋油气、海洋运输、海洋渔业、滨海旅游等产业，培育壮大海洋生物医药、海水综合利用、海洋工程装备制造等新兴产业”[9]。同时，我国各海洋经济发展试点区的规划也明确了相关需要发展的海洋新兴产业。产业的发展需要先进技术的支撑，更需要高素质人力资源的保障。因此，高职院校在海洋经济时代如何培养满足区域和地方海洋经济发展需要的高素质技能型人才，是各院校需要认真思考的战略问题。通过上述海洋经济产业发展方向的研究和高职院校现有专业设置和建设情况研究，对如何加强涉海专业建设，需要各院校在下列产业发展中予以认真思考，以加快海洋经济人才的培养，满足海洋产业不断发展的需要。第一产业：现代远洋渔业、现代水产养殖业和渔业增殖业。随着我国沿海海洋资源的日益匮乏和沿海海洋环境的恶化，中日渔业协议、中韩渔业协议的进一步实施，我国沿海和近海渔业作业环境日益减少，国家已开始实施了远洋渔业的发展战略。但由于沿海传统渔业人口的减少，远洋渔船航线设备和捕捞设备等的现代化，再加上需要外语和国际贸易等专业知识等，远洋渔船的高级船员数量和素质满足不了不断发展壮大的远洋渔船船队需要。同时，现代化养殖业和海洋牧场的建设需要一批懂海洋环境保护、海岸工程和海水养殖技术的专业人才。因此，需要新开设相关专业，如海洋牧场管理技术、远洋捕捞技术、远洋渔业管理与服务等专业。第二产业：海洋能源、海洋矿产、海洋生物、海洋工程装备制造、海洋工程建筑、现代海洋化工、海水利用业、海洋水产品精深加工业。这些行业主要涉及资源、能源的开发，制造和建筑工程业等，属于工科类。目前，这些行业的相关专业在陆地工程中都有设置，但没有针对海洋的；另外，由于我国这些产业还没有成型，尚处于发展阶段，对人力资源的需求还仅为高端人才，即研究型本科以上学历。因此，这类专业建设主要有两种方式：一是在原专业的基础上突出海洋开发和应用的内容，改造原专业并突出海洋的特色，如海洋石油勘探、海洋天然气开发、海洋水产品精加工技术、海洋再生能源技术等；二是根据海洋产业发展需要新开设相关专业，如海水利用技术、海洋生物技术、海岸工程防腐技术等专业。第三产业：海洋运输物流业、港航物流服务业、滨海旅游业。目前，在这些行业已开设了较齐全的相关专业，而且专业建设也取得了较大的成就，为国家培养了大量的人才。这类专业建设主要也有三种方式：一是做精做强，即培养高素质的技能型人才，如航海技术、轮机工程技术、船舶工程技术、港口机械和业务管理等专业；二是调整专业方向和内容，特别是旅游业，如把酒店管理和烹饪技术等专业转型为滨海酒店、度假村管理、海洋食品烹饪技术、滨海旅游项目服务与管理等专业；三是根据服务业发展的新趋势，设置新的专业，如邮轮管理和服务技术、游艇管理和服务技术、港口物流技术等专业。

1研究现状

1.1纤维增强塑料概念及成分概念上纤维增强塑料筋是一种由增强和基体材料组成的复合型材料，其主要组成成分是高性能纤维，基体材料主要是合成树脂，高性能纤维主要分为有机纤维与无机纤维两种，其中有机纤维的主要有芳纶纤维和混杂纤维两种。无机纤维品种较多像玻璃纤维、金属纤维、石英玻璃纤维、碳纤维等。目前建筑行业中玻璃纤维增强复合材料、钢纤维增强复合材料碳纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料和混杂纤维增强复合材料是建筑工程中最常采用的复合材料。

1.2国内外研究现状纤维增强塑料作为一种新型建筑材料的出现，在建筑行业中用来替代钢筋或钢板，首先起源于发达国家，纤维增强塑料在国外研究和应用均开始较早。20世纪70年代，德国、日本、美国等国家就开始研究纤维增强塑料材料在混凝土结构中的应用，1993年世界上第一个关于FRP材料的建筑混凝土结构设计规范在日本制定并执行，欧洲关于FRP筋的设计规范也正在编制过程相对比较晚。虽然我国对FRP材料的研究和在混凝土结构中的应用研究起步较晚，但随着但近年来许多建筑研究机构及高校科研院所加入，(如东南大学、同济大学等)已开始进行深入研究，并取得了一些研究成果，其中粘FRP板加固法的研究已接近国际先进水平。同时对纤维增强塑料使用过程中的强度、变形等进行研究分析，在张亚坤《纤维增强塑料筋混凝土板的变形研究》（长江科学院院报，2013.9）通过纤维增强塑料筋混凝土四边简支双向板的冲切性能试验，得到试验双向板的荷载—挠度曲线以及挠度分布图，试验表明，为纤维增强塑料筋加强混凝土结构在工程中的应用和对混凝土板冲切问题的深入研究可提供试验依据。李炳宏在《纤维增强塑料筋混凝土梁抗弯设计数值分析》（长安大学学报，2011.9）一文中根据极限强度理论，采用对混凝土构件正截面分层的方法，对构件的弯矩-曲率关系和荷载-挠度关系进行了数值计算，研究结果表明由于纤维增强塑料筋抗拉弹性较低，和传统钢筋混凝土梁相比，纤维增强塑料筋混凝土梁刚度较低是其不足之处。周俊龙《玄武岩纤维增强塑料筋耐腐蚀性研究》（土木建筑与环境工程，2011.6）研究认为玄武岩纤维增强塑料筋耐氯化钠盐溶液腐蚀性能较好,而耐碱腐蚀性较差,其原因主要是因为原材料中的连续玄武岩纤维的耐碱性较差。对于将玄武岩纤维增强塑料筋长期使用在混凝土中必须对其耐碱性进行改性。刘冬梅《纤维增强塑料筋在土木工程中的应用探讨》（工程技术，2014.7）近年来纤维塑料增强筋的应用逐渐成为一个研究热点。纤维塑料增强筋具有的轻质、耐腐蚀、高强、抗疲劳、低弹性模量、比重小等优点使其在土木工程中日益得到广泛应用。整体上来说纤维增强塑料在建筑行业的应用研究已经比较深入，在具体使用方面也积累了不少的经验，并根据使用环境对纤维增强塑料进行了适当的改造。

2纤维增强塑料筋在替代钢筋中的运用

2.1新型纤维塑料筋在桥梁建设工程中的使用桥梁工程建设是土木工程的一个重要分支，古代桥梁以简单通行主，载重不大，材料多用石料等，桥面纵坡可以较陡，甚至可以铺设台阶。随着工业化进程的发展，现代桥梁所承受的载重逐倍增加，而且为了实现迅捷交通，有时要跨越更大更深的江河、峡谷，这就迫使桥梁建设向大跨度发展。传统的钢筋混凝土在解决桥梁基础建设方面有不可替代的作用，但是随着桥面工程跨度的增加，混凝土材料虽然能提供一定的强度满足桥梁工程需要，但是由于混凝土自身重量过大，对桥梁工程的跨度有一定的制约，需要新型材料解决传统建筑材料质量过大，耐腐蚀性不强的问题。纤维增强塑料作为一种新型建筑材料，具有强度大、密度小、耐腐蚀的特点，相同直径的钢材相比，具有重量轻，强度大的在，有研究显示相同直径下纤维增强塑料筋大于钢筋强度，同时质量又远远小于钢材，因此纤维增强塑料筋的使用在保持或增强桥梁工程强度的同时还可以解决桥梁工程自重过大问题，纤维塑料增强用于混凝土中替代钢筋，特别是在水中或者土中使用，明显可以降低腐蚀对强梁的危害，减少维护保养费用，增强桥梁使用时间，在桥梁建设主体框架和桥面建设中使用纤维塑料筋替代钢筋可明显减轻桥梁工程结构本身质量。由于新型纤维塑料筋本身具有质量轻，强度大的特点，因此在桥梁施工中可以有效降低施工荷载、布筋劳动强度及劳动成本。新型纤维塑料筋在桥梁建设中首先在国外开始，大量使用新型纤维塑料筋取代钢筋的是美国DEL351桥，该桥根据美国国家高速公路和运输者协会(AASHTO)的技术条件设计，是美国第一座新型纤维塑料筋构成的全复合材料桥，主体上该桥由两块复合材料桥面板构成，每块桥面质量只有水泥桥面的十分之一，该桥梁的建成为桥梁建设采用复合材料奠定了基础，另外使用新型纤维塑料筋取代钢筋建成的复合大桥还有加拿大Joff桥、日本飞翔桥、丹麦Herning斜拉桥等，国外这些成功的桥梁建设案例说明在桥梁建设中，只要设计合理，适当采取纤维塑料增强筋对传统钢筋进行替代是土木工程的发展，是解决目前传统混凝土材料面临腐蚀导致刚性不足和的途径之一，实践也证明新型纤维塑料筋是解决混凝土自重太大的方法之一。

2.2海洋工程建设中纤维塑料增强筋的应用海洋总面积约为3.6亿km2，约占地球表面积的71%，随着社会的发展，人们不仅仅局限于陆地上的生活发展，为了获取更多的资源，人们越来越多的加大对海洋的开发。因此海洋工程得以迅速发展，大量的工程涉及到海洋，就其概念而言，海洋工程是指以开发和利用海洋资源，保护良好海洋生态环境恢复为目的，而进行的和海洋有关的土木工程建设，如各种堤坝工程、码头、人工岛、海上油田设施、跨海桥梁等，海洋工程不是现在才有的概念，文献资料研究发现，公元前1000多年地中海沿岸国家在已开始进行有关航港设施的建设；我国远在公元前300多年就在沿海设立通商港口并进行相应建设，荷兰在中世纪初期也开始建造海提，随着现代工业的发展和国防需要，海岸工程得到了飞速发展，已经成为土木工程的重要组成部分，为了加强对海洋资源的控制，各国都加大了海洋工程的开发力度。研究发现根据不同的使用用途云，海洋工程也形成了不同的结构型式，但不管哪种结构，面临最突出的问题就是海洋工程基础设施建设中的结构防腐问题，面临海水侵蚀，海洋工程设施中筋混凝土结构易受到海风中盐粒子的腐蚀而发生明显的早期劣化，也容易受外界的影响如海水、空气中的氯离子等。出现碳化导致混凝土刚性耐久性不足，实践也证明沿海地区很多混凝土建筑物中钢筋的因为过多的受到空气中氯化物离子的影响而腐蚀，尤其是港口及水道的钢筋混凝土护岸桩、承载桩及板桩设施由于氯离子的侵蚀和冻融的作用容易损坏，为了解决海洋工程建设中发生的混凝土钢筋腐蚀问题，延长海洋工程建筑使用年限，目前在建的海洋工程在结构上一般采用钢混结构，在此基础上采用加大混凝土防护墙（保护层）的办法对海洋工程进行防护，增加了工程成本，但是保护后的混凝土结构的使用年限也大约只有20年，根本达不到海洋工程耐久性要求。新型纤维塑料筋FRP具有优良的抗腐蚀物理性能，克服了传统钢筋混凝土的不足，目前纤维塑料增强筋在海洋工程中的应用典型的代表是日本Smitomo化工有限公司兴建的一座码头。码头建设大量采用纤维塑料增强筋，码头建成以后进行了荷载试验，实验结果表明该码头能够完全满足使用的要求。现有使用新型纤维塑料筋的桥梁工程说明，只要严格按照海洋工程设计要求，纤维增强塑料筋能够满足海洋工程中的建设要求，克服混凝土的缺点。建设有质量保障的海洋工程。

本文作者：王匀1许桢英1殷苏民1张永康2倪涛3作者单位：1江苏大学2东南大学机械工程学院3南通中远船务工程有限公司

了解需求、把握政策、项目支撑、联合攻关

2006年国家将深海作业技术列入《纲要》，2007年商务部和国家税务总局又将其列入《中国鼓励引进技术目录》，2009年6月9日国务院正式公布《船舶产业调整和振兴规划》，发展海洋工程装备是产业振兴和自主创新的一个重要战略方向。南通中远面对国家海工装备的重大需求，意识到发展海洋工程装备业不仅是船舶工业应对金融危机的重要措施，也是我国船舶工业长期发展的战略重点。正是基于这样的考虑，南通中远船务通过海外专家团队引进和自身培养，与江苏大学、江苏科技大学、大连海事大学等高校建立了长期合作关系，自2006年开始转型海工装备市场，南通中远先后承接了“SEVAN650圆筒型超深海钻井储油平台”、“SUPERM2自升式钻井平台”、“350POB海洋平台生活驳”、“GM4000半潜式钻井平台”和“凯撒”深海铺管船等近20个海洋工程装备制造项目，迅速成长为国内海洋工程装备领域的领军企业。高校与企业联合，依托高附加值和高技术集成的产品，积极寻求项目支持。江苏大学与南通中远针对“SEVAN650圆筒型超深海钻井储油平台”和“超大型海上风电的安装作业平台”的设计与制造难题开展了产学研合作，成立专门的海工攻关技术组，引进江苏大学在制造方面的优势成果，成功申报了江苏省科技成果转化转化专项资金项目、江苏省科技成果转化专项资金招标项目、国家工业和信息化部项目、江苏省科技支撑计划项目、江苏省科技支撑(标准制定)等省部项目。

自发搭建校企合作载体

产学研合作可以凝聚人才、产业和科研优势，实现资源的最优组合，已被先进国家视为一种“第三次学术革命”，这种技术合作符合企业技术创新与学术实用的趋势，也是各企业追求竞争力的途径之一。相关的高等院校本学科门类齐全、师资力量雄厚，具有系统的研究生培养制度和体系，是人才培养的基地，同时也应该是培育知识型企业的摇篮和推动经济发展的动力源。但是高校以学习和继承传统知识为主，注重基础研究，对研究成果的孵化的应用研究不足，教学科研任务相对不足。科研院所课题和经费比较充足、有实践经验丰富的科研梯队，但是研究生数量偏少。企业也面临人才流失、知识更新缓慢，技术难题和高新技术的研发能力欠缺等问题。培养基地恰好能够发挥三方优势，弥补各方不足，形成技术创新结构和“教学-科研-实践”相结合人才培养机制。江苏大学和南通中远船务为了达到产学研长远合作的效果，必须搭建合作载体，为年轻教师和博士、硕士组建海工团队，有相对稳定的研究方向和聚集场所。依托机械学院各研究所(激光所、模具所、机械设计所)、省重点实验室和国家重点学科(培育点)机械设计制造及其自动化，以项目为导向，结合南通中远船务研发中心力量成立了专门的SEVAN650工程研发中心，后期又成立了风装船研发中心。同时共建了校、院、企联合的研究生科研基地、实习基地和实践基地。通过搭建校企合作平台，可以形成以企业为内核，高校共同参与的技术创新体系，将人才、基地和科研项目捆绑起来，发挥学科交叉优势，实现重大项目的合作［2］。

申报研发中心，组建产业联盟