扇形箱格之圓形沉箱浮游穩(wěn)定的計(jì)算法

永泰長(zhǎng)榮

為了方便計(jì)算圓形帶扇形箱格沉箱的浮游穩(wěn)定性 , 忽略沉箱加強(qiáng)角和沉箱中間圓柱等構(gòu)造細(xì)節(jié) , 把扇形箱格等厚內(nèi)壁視為小扇形內(nèi)壁 , 則各箱格視為標(biāo)準(zhǔn)大扇形。引用矩形沉箱浮游穩(wěn)定計(jì)算的相同原理 , 把扇形重心軸的慣性矩通過(guò)轉(zhuǎn)軸公式的轉(zhuǎn)換 , 再經(jīng)數(shù)學(xué)證明 , 得到帶箱格圓形沉箱浮游穩(wěn)定計(jì)算的通用公式和計(jì)算方法。
關(guān)鍵詞 : 圓形沉箱 ; 扇形箱格 ; 浮游穩(wěn)定 ; 定傾高度 (m) ; 定傾半徑 (ρ) ; 慣性矩和慣性積的轉(zhuǎn)軸公式 ; 扇形箱格對(duì)自身重心軸的慣性矩


另外 , 圓形沉箱的干舷高度、定傾高度的規(guī)定詳見(jiàn)《重力式碼頭設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》JTJ290 - 98(以下簡(jiǎn)稱規(guī)范) 中 612“岸壁式沉箱碼頭”的有關(guān)規(guī)定。
按以上順序和計(jì)算式 , 可以簡(jiǎn)單又準(zhǔn)確地完成扇形箱格圓沉箱的浮游穩(wěn)定計(jì)算。
2 扇形箱格之圓形沉箱浮游穩(wěn)定計(jì)算式的論證
當(dāng)前港口工程中常見(jiàn)帶箱格的圓形沉箱的實(shí)例 , 但關(guān)于它的浮游穩(wěn)定計(jì)算的內(nèi)容 , 在規(guī)范和教科書(shū)中均不見(jiàn)收錄 , 在施工實(shí)踐中又不時(shí)碰到這個(gè)問(wèn)題 , 所以這是不能回避的。
經(jīng)研究 , 只要套用規(guī)范中矩形沉箱浮游穩(wěn)定計(jì)算原理 , 把圓形沉箱扇形箱格圖形的幾何力學(xué)特性值 (慣性矩) 經(jīng)轉(zhuǎn)軸公式轉(zhuǎn)換和數(shù)學(xué)證明 , 即可求得帶箱格圓形沉箱浮游穩(wěn)定的正確計(jì)算方法 , 以供實(shí)用。
211 引用規(guī)范中矩形沉箱浮游穩(wěn)定計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明
規(guī)范給出了根據(jù)船舶側(cè)向小傾角穩(wěn)定理論推導(dǎo)出的、只適用于矩形沉箱的浮游穩(wěn)定計(jì)算公式。只需核算沉箱短邊對(duì)長(zhǎng)邊縱軸的浮游穩(wěn)定性 , 表現(xiàn)在I 和 i 的計(jì)算值均是對(duì)沉箱長(zhǎng)邊平行的自身縱軸而言的。而格倉(cāng)越小 , 則 ∑i 也越小 , 對(duì)浮游穩(wěn)定越有利。
212 扇形箱格的圓形沉箱之浮游穩(wěn)定性計(jì)算式的推求
帶箱格的圓形沉箱的浮游穩(wěn)定無(wú)長(zhǎng)短邊之分 ,則計(jì)算對(duì)任意對(duì)稱軸 (直徑) 的穩(wěn)定即可。圓形沉箱結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示 (共 8 個(gè)箱格) 。






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