AutoCAD与MSExcel在沉箱 浮游稳定性计算中的应用
东莞虎门港沙田港区5号6号泊位工程码头结构为重力式沉箱码头,浮游稳定性是沉箱出运、安装过程中的安全保证。本文介绍以AutoCAD与MSExcel结合计算沉箱浮游稳定性。关键词:沉箱;浮游稳定性;AutoCAD;MSExcel
2006年10月16日,东莞虎门港沙田港区5号6号泊位开始了沉箱出运安装工作。第一件沉箱—27号沉箱从四航局东江口预制场顺利上驳,由“华南号”半潜驳拖运至指定水域,顺利出坞并停放于养生池中。27号沉箱为标准沉箱,共3排6列18个仓格,沉箱出坞压仓水高度采用设计高度并根据沉箱实际尺寸进行了验算。异型沉箱的压仓水没有设计高度,需要自行计算。在进行标准沉箱的浮游稳定验算和异型沉箱和压仓水计算中采用计算机辅助计算,利用MSExcel和AutoCAD建立数学模型,简化了计算过程。
计算原理
在沉箱溜放或漂浮、拖运和沉放的过程中,沉箱的浮游稳定性是保证沉箱不发生倾覆的决定因素,因此需要对沉箱的浮游稳定性进行计算。
浮体的稳定性可以用定倾中心高度m表示。
其计算公式为:m=ρ-a;式中:a为重心C到浮心W的距离,a=yc-yw;ρ为沉箱的定倾半径,对于对称的矩形沉箱,其计算公式为:ρ=(I-∑/V;式中:I为沉箱浮运时在水面处的断面对纵轴的惯性矩;∑为各箱格内压仓水的水面面积对其纵轴当m>0时,定倾中心M在重心C之上,沉箱在外力矩作用下发生倾斜时,存在一个由沉箱重力和浮力构成的扶正沉箱的力矩,沉箱能够重新恢复稳定;为了保证沉箱的浮游稳定性,沉箱在有掩护区域近程浮运时,规范要求,m>20cm。当沉箱本身浮游稳定性不满足要求时,需要采取压仓的措施,使重心降低,通常使用的压仓材料是水。
沉箱浮游稳定计算图式如图1所示。
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