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200t 起重船助浮圆沉箱安装技术殷诗昌（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津 300222）摘 要：《重力式码头设计与施工规范》中有允许用起重船助浮的相关条文，但如何选取吊力 P 和核算浮游稳定性未作规定。结合工程实际，参考了《港口工程施工手册》中提出的计算式，计算起重船助浮情况下浮游稳定性，并 且成功进行了沉箱安装，丰富了起重船助浮沉箱安装工艺的实践经验。关键词：圆沉箱；惯性矩；浮游稳定；浮船坞；助浮；起重船中图分类号：U169文献标识码：A文章编号：1006-7973（2014）06-0291-04 表 1 沉箱体积和体积矩计算表 圆沉箱外径 18m、高度 30.05m，高度之高在重力式圆沉箱结构码头工程中都十分罕见。沉箱高度高，重心高度也 高，浮游稳定不易得到满足，同时沉箱安装的难度更大。本 文结合工程实例，介绍在浮船坞下潜深度有限、沉箱用海水压载浮游稳定不满足要求的情况下，用 200t 起重船成功助浮圆沉箱安装。一、工程概况体积 vi（m3）重心位置体积矩 viyi（m4）编号构件名称体积计算式y （m）iπ×（92﹣8.552）×（30.05﹣0.7）0.25×[16.122×2＋（16.122﹣0.25×2）×2]×（30.05﹣0.7）tg（2π/16）×10.5×10.5/2×16×0.70.2×0.2/2×[4.222×2×4＋（4.469×2＋5.05）×4＋5.05×4]1外壁728.1915.3811,196.002内壁465.8415.387,162.343底板255.740.3589.51内壁与底板加强角42.200.771.69内、外壁竖向 0.2×0.2/2×（30.05﹣0.7518.0215.28275.19加强角外壁与底板加 强角 底板以上和外 壁外侧之间的 斜体﹣0.5﹣0.7）×320.5×0.5/2×（5.551＋7.086）×466.320.875.48借助画立体图求体积、重心744.160.9742.97图 130.05m 高圆沉箱结构图（0.5＋0.7）×0.2/2×（5.549＋7.202）×4（0.5＋0.7）×0.2/2× [（4.89×2＋5.45）×4＋（4.69×2＋5.05）×4]8外壁牛腿6.1229.75182.07某一 30 万吨级原油码头工程位于周围有岛屿掩护、风浪条件较好的湾内，2 年实测港区最大波高在 0.3m 左右， 港池区天然水深一般为-33~-38m。码头采用重力式圆沉箱 墩式结构，沉箱高 30.05m，外径 18m，C40 混凝土，重量接近 3,800t。沉箱外壁厚 450mm，内壁厚 250mm，底板厚 700mm；沉箱外壁与底板抹角 500mm×500mm，外 壁、内壁与底板抹角均为 200mm×200mm；沉箱其它尺寸见图 1。沉箱在预制场采用高压气囊移运上浮船坞，出运码 头 到 30 万 t 级 原油 码头平 均距 离约 1km 。 浮船坞 长100m，宽 40m，型深 7m，最大下潜深度 26.5m（指浮船 坞底面到水面的距离），甲板最大下潜深度 19.5m（指浮船坞甲板面到水面的距离）；起重船长 56.7m，宽 20.8m，最 大吊重 2,000kN。二、圆沉箱体积和重心底板底面中心为 x、y 坐标原点，沉箱竖向中心轴线为 y 轴，xo﹣xo 轴见图 1。圆沉箱关于 y 轴对称，重心在 y 轴上， 计算重心位置时只计算 y 向的体积矩即可。9内壁牛腿14.2429.75423.5010总和1,540.8219,378.74注：表中计算牛腿周长时与倒角相交部分做简化处理，对后面浮游稳定计算结果没有影响。本表尾数误差是电脑小 数点保留位数所致，与手动计算结果会有误差，后面计算过程中也存在同样的问题。三、惯性矩、定倾半径、定倾高度? ? I o ? ? i沉箱定倾半径： ?v4? r外?圆形沉箱： I定倾高度 mo4m= ? ? a式中： ? 为沉箱定倾半径（m）；Io 为沉箱在水面处的断面对纵向中心轴（xo﹣xo 轴）的惯性矩（m4）； ?i 为各收稿日期：2014-03-15作者简介：殷诗昌，中交第一航务工程勘察设计院有限公司。292中 国 水 运 第 14 卷浮心高度 yw箱格内压载水对 xo﹣xo 轴平行的自身形心轴的惯性矩之和（m4）；V 为沉箱的排水体积（m3）； r外 为圆沉箱的外半 径（m）；m 为定倾高度（m）；a 为沉箱重心到浮心距离（m）。 现行《重力式码头设计与施工规范》（以下简称《重力式码头规范》）中没有给出带内壁圆沉箱 ?i 值计算式，但在《井 字内壁圆形沉箱浮游稳定计算法》[3] 一文中有详细数学推导 过程可直接采用。由于井字内壁圆形沉箱∑i 计算过程较长，且不是本文讨论的重点，只把结果列于表 2。表