重力式码头沉箱结构浮游稳定性分析

张会娟

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

作为主要的重力式码头结构型式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，需要对其浮游稳定性进行计算。沉箱结构的浮游稳定性一般通过定倾中心高度进行量化分析。浮体在外力矩的影响下回发生倾斜，同时，在倾斜过程中浮心位置将发生改变。根据小倾角相关理论，浮心轨迹接近于圆弧形。

为保证沉箱结构的浮游稳定性和安全性，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；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。

2.沉箱浮游稳定性验算

2.1计算资料

根据实际工程相关资料，预估沉箱浮运距离为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。根据相关资料显示，钢筋混凝土重度标准值为25.0 kN/m3，海水重度标准值为10.25 kN/m3，木材重度标准值为8 kN/m3。

因该沉箱前后对称，故沉箱的重心在沉箱宽度的中心线上，不需预加平衡压载水。

拟建码头所需部分材料及其重度、内摩擦角的标准值可按表1选用。

4.結语

沉箱结构是一种常见的重力式码头结构型式，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，同时对沉箱拖运施工工艺进行了简单介绍。另外，为了准确运算沉箱结构的浮游稳定性，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域，分别在三维空间进行长度、宽度和高度方向的拉伸，然后叠加到一起，用布尔运算取并集，完成沉箱建模。在后续研究中可以采用这种方法进行进一步探讨。

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