AutoCAD與MSExcel在沉箱 浮游穩(wěn)定性計算中的應用

jimosea

東莞虎門港沙田港區(qū)5號6號泊位工程碼頭結(jié)構(gòu)為重力式沉箱碼頭,浮游穩(wěn)定性是沉箱出運、安裝過程中的安全保證。本文介紹以AutoCAD與MSExcel結(jié)合計算沉箱浮游穩(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6號泊位開始了沉箱出運安裝工作。第一件沉箱—27號沉箱從四航局東江口預制場順利上駁,由“華南號”半潛駁拖運至指定水域,順利出塢并停放于養(yǎng)生池中。27號沉箱為標準沉箱,共3排6列18個倉格,沉箱出塢壓倉水高度采用設(shè)計高度并根據(jù)沉箱實際尺寸進行了驗算。異型沉箱的壓倉水沒有設(shè)計高度,需要自行計算。在進行標準沉箱的浮游穩(wěn)定驗算和異型沉箱和壓倉水計算中采用計算機輔助計算,利用MSExcel和AutoCAD建立數(shù)學模型,簡化了計算過程。

計算原理

在沉箱溜放或漂浮、拖運和沉放的過程中,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,因此需要對沉箱的浮游穩(wěn)定性進行計算。


浮體的穩(wěn)定性可以用定傾中心高度m表示。
其計算公式為: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,對于對稱的矩形沉箱,其計算公式為:ρ=(I-∑/V;式中:I為沉箱浮運時在水面處的斷面對縱軸的慣性矩;∑為各箱格內(nèi)壓倉水的水面面積對其縱軸當m>0時,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,存在一個由沉箱重力和浮力構(gòu)成的扶正沉箱的力矩,沉箱能夠重新恢復穩(wěn)定;為了保證沉箱的浮游穩(wěn)定性,沉箱在有掩護區(qū)域近程浮運時,規(guī)范要求,m>20cm。當沉箱本身浮游穩(wěn)定性不滿足要求時,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)定計算圖式如圖1所示。