AutoCAD與MSExcel在沉箱 浮游穩(wěn)定性計(jì)算中的應(yīng)用

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東莞虎門港沙田港區(qū)5號(hào)6號(hào)泊位工程碼頭結(jié)構(gòu)為重力式沉箱碼頭,浮游穩(wěn)定性是沉箱出運(yùn)、安裝過程中的安全保證。本文介紹以AutoCAD與MSExcel結(jié)合計(jì)算沉箱浮游穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞:沉箱;浮游穩(wěn)定性;AutoCAD;MSExcel

　2006年10月16日,東莞虎門港沙田港區(qū)5號(hào)6號(hào)泊位開始了沉箱出運(yùn)安裝工作。第一件沉箱—27號(hào)沉箱從四航局東江口預(yù)制場(chǎng)順利上駁,由“華南號(hào)”半潛駁拖運(yùn)至指定水域,順利出塢并停放于養(yǎng)生池中。27號(hào)沉箱為標(biāo)準(zhǔn)沉箱,共3排6列18個(gè)倉格,沉箱出塢壓倉水高度采用設(shè)計(jì)高度并根據(jù)沉箱實(shí)際尺寸進(jìn)行了驗(yàn)算。異型沉箱的壓倉水沒有設(shè)計(jì)高度,需要自行計(jì)算。在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)沉箱的浮游穩(wěn)定驗(yàn)算和異型沉箱和壓倉水計(jì)算中采用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算,利用MSExcel和AutoCAD建立數(shù)學(xué)模型,簡化了計(jì)算過程。

計(jì)算原理

在沉箱溜放或漂浮、拖運(yùn)和沉放的過程中,沉箱的浮游穩(wěn)定性是保證沉箱不發(fā)生傾覆的決定因素,因此需要對(duì)沉箱的浮游穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。


浮體的穩(wěn)定性可以用定傾中心高度m表示。
其計(jì)算公式為:m=ρ-a;式中:a為重心C到浮心W的距離,a=yc-yw;ρ為沉箱的定傾半徑,對(duì)于對(duì)稱的矩形沉箱,其計(jì)算公式為:ρ=(I-∑/V;式中:I為沉箱浮運(yùn)時(shí)在水面處的斷面對(duì)縱軸的慣性矩;∑為各箱格內(nèi)壓倉水的水面面積對(duì)其縱軸當(dāng)m>0時(shí),定傾中心M在重心C之上,沉箱在外力矩作用下發(fā)生傾斜時(shí),存在一個(gè)由沉箱重力和浮力構(gòu)成的扶正沉箱的力矩,沉箱能夠重新恢復(fù)穩(wěn)定;為了保證沉箱的浮游穩(wěn)定性,沉箱在有掩護(hù)區(qū)域近程浮運(yùn)時(shí),規(guī)范要求,m>20cm。當(dāng)沉箱本身浮游穩(wěn)定性不滿足要求時(shí),需要采取壓倉的措施,使重心降低,通常使用的壓倉材料是水。
沉箱浮游穩(wěn)定計(jì)算圖式如圖1所示。