ACADEMIC学术重力式码头沉箱结构浮游稳定性分析◎ 张会娟 日照港工程设计咨询有限公司 摘 要：重力式码头沉箱结构是一种重要的码头结构型式，为保沉箱结构在水下漂浮、拖运和沉放的过程中不发生倾覆，有必要对其浮游稳定性进行计算。本文以实际工程为例，对沉箱结构的浮游稳定性进行验算分析，并对沉箱吃水与干舷高度进行验算，同时对沉箱拖运工艺进行了简单介绍，可为重力式码头沉箱结构的施工和设计提供参考。 关键词：重力式码头 沉箱 稳定性 工艺1．引言之一的沉箱结构在实际工程中得到了广泛应用。为了保证沉箱在漂浮和运送过程中不发生倾斜和倾覆，需要对行量化分析。浮体在外力矩的影响下论，浮心轨迹接近于圆弧形。其浮游稳定性进行计算。沉箱结构的作为主要的重力式码头结构型式干舷高度进行验算。2．沉箱浮游稳定性验算2.1计算资料箱浮运距离为15km左右，根据规范可知该浮运距离属于近程浮运，应满足浮运压载大于等于0.2m的要去。根准值为25.0 kN/m3，海水重度标准值据相关资料显示，钢筋混凝土重度标为10.25 kN/m3，木材重度标准值为8 kN/m3。心在沉箱宽度的中心线上，不需预加平衡压载水。度、内摩擦角的标准值可按表1选用。2.2沉箱的浮游稳定计算沉箱的重心位置：因该沉箱前后对称，故沉箱的重拟建码头所需部分材料及其重（1）沉箱材料体积和体积矩计算，（2）全部舱加水深2.5m时的浮重度γ（kN/m3） 游稳定计算3所示。沉箱的重力和重心高度计算如表重心高度： 根据实际工程相关资料，预估沉浮游稳定性一般通过定倾中心高度进回发生倾斜，同时，在倾斜过程中浮心位置将发生改变。根据小倾角相关理为保证沉箱结构的浮游稳定性和2.3沉箱排水体积及浮心高度总排水体积： 安全性，根据行业标准——《重力式码头设计与施工规范》规定，在同一港区内或运程30海里内的近程范围内进行输运，浮运压载须大于等于0.2米；（1.8+4.8）=13.20m3沉箱吃水： 浮心高度：2.4定倾高度前后趾悬臂的排水体积V=2×对于整个浮运内有夜间航行或运程大于等于30海里的远程浮运时，根据规实际工程为例，对沉箱结构的浮游稳定性进行验算分析，并对沉箱吃水与范要求，固体压载须大于等于0.4米，液体压载须大于等于0.5米。本文拟以重心距浮心的距离： 定倾半径： 材料名称混凝土块石钢筋混凝土渣石图1 沉箱结构安装示意图24~25181723~24水上14~151010表1 材料参数选取表13~14水下水上//内摩擦角φ（度）水下//2945294514/ 珠江水运·2019·06编号12456783构件名称前壁后壁Vi（m3)54.7254.7257.4651.74体积形心位置（m）5.705.700.205.905.905.70yi（m）311.90311.90327.5210.35vi•yi4体积矩所以沉箱干舷高度满足要求。4．结语沉箱结构是一种常见的重力式码纵隔墙端内加强角底加强角前趾内加强角横隔墙底板侧壁头结构型式，计算沉箱浮游稳定性是保证沉箱在水下漂浮、拖运和沉放的稳定性进行验算分析，并对沉箱吃水与干舷高度进行验算，同时对沉箱拖过程中不发生倾覆的重要依据。本文以实际工程为例，对沉箱结构的浮游33.8854.120.886.16199.89319.3136.340.900.900.960.961.185.195.905.900.47101192.501.804.800.500.501527.30.200.20运施工工艺进行了简单介绍。另外，为还可以借助3D软件对计算结果进行校核，在CAD中将沉箱的三视图做成面高度方向的拉伸，然后叠加到一起，用一步探讨。了准确运算沉箱结构的浮游稳定性，域，分别在三维空间进行长度、宽度和布尔运算取并集，完成沉箱建模。在后续研究中可以采用这种方法进行进总和329.38后趾1.804.80表2 沉箱材料体积和体积矩计算表计算项目沉箱本身全部舱加∑平台木材计算式329.38×25.0[4.1×3.7×2.5×8－2.50－8.44×8g（kN）8234.567.52重力重心高度y（m）4.64g•y（kN•m）38208.08783.23重力矩水深2.5m0.5×0.22×2.5×32]×10.2511369.853067.8311.601.6544053.225061.91表3 沉箱重力和重心高度计算表定倾高度：＞0.2m （假设船舶航速6 kN，船、浪夹角富裕深度=10.10－0.5=9.6m，所以航道中吃水满足要求。3.3沉放地点吃水验算45°），D取10.10m，则T＜航道水深－参考文献：故满足沉箱浮游稳定。3．沉箱吃水与干舷高度验算3.1滑道末端吃水验算考虑富裕深度为0.5m，则T＜滑道末端水深－富裕深度=9.5－0.5=9.0m，所以滑道末端吃水满足要求。3.2航道中吃水验算沉箱加压载水后吃水为T=7.61m，T=7.61m，考虑富裕深度为0.5m，基水深－富裕深度=8.5－0.5=8m，所以沉放地点吃水满足要求。3.4沉箱干舷高度验算沉箱的干舷高度F=H－T=11.4－沉箱加压载水后吃水为[1]林志颖,杨成龙.深水基床整平及沉箱安装施工工艺探讨[J].珠江水运,2018(11):50-51.[2]温文峰,杨文忠,严志娟.大型沉箱出运及安装施工关键技术[J].中国水运,2018,18(03): 165-167.[3]李开开,樊津瑞.沉箱的浮游稳定性计算[J].中国水运,2016,16(12):187-190.[4]侯明涛,綦峰,许玉磊.BIM技术在沉箱浮游稳定计算中的应用[J].中国港湾建设, 2016, 36(05):6-8.[5]侯勇,王军,宋兰芳,等.方沉箱浮游稳定特性[J].水运工程,2015(09):71-73+78.床顶面水深为9.7m，则T＜基床顶面T=7.61m，考虑富裕深度为0.5m，沉箱加压载水后吃水为7.61=3.79m，考虑沉箱干舷富裕高度度θ=8°，沉箱顶宽B0=8.00m，则F＞航道水深D=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4= 8.7+0.18+0.3+0.45+0+0.4= 10.03mS=1.0m，波高h=1.0m，沉箱的倾斜角www.zjsyzz.com / 15