混凝土箱梁橋坐底狀態(tài)對(duì)船體梁強(qiáng)度的影響

混凝土箱梁橋坐底狀態(tài)對(duì)船體梁強(qiáng)度的影響

施工現(xiàn)場(chǎng)的防護(hù)面高度為+3.2m，涂層面和護(hù)甲表面之間的光滑高度一致，護(hù)甲材料的表面高度應(yīng)為-3.2m。工程船型深為6.4m,由此,將駁船船底面標(biāo)高定為-3.2m,此標(biāo)高即為駁船坐底區(qū)域基梁的頂面標(biāo)高。通過(guò)調(diào)整壓載水,可以保證工程船甲板面達(dá)到以上所要求的標(biāo)高。但是,由于船舶浮在水中的不穩(wěn)定性,無(wú)法使重量為3000t左右的混凝土預(yù)制件順利通過(guò)軌道滑移上駁;而且,由于上駁時(shí)間較長(zhǎng),潮汐時(shí)刻變化,因此,必須加入足夠的壓載水,使船舶處于穩(wěn)定的坐底狀態(tài)才能滿足上駁要求。底座基梁的設(shè)計(jì)單位需要知道基梁負(fù)荷及布置情況才能進(jìn)行設(shè)計(jì),船舶設(shè)計(jì)者必須提供底座基梁負(fù)荷數(shù)據(jù),而且船舶坐底狀態(tài)的受力情況與正常的航行狀態(tài)有很大不同,因此需要校核船舶在坐底狀態(tài)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,才能保證工程的順利實(shí)施。1下檢站下水區(qū)該工程船為非自航、單底、單甲板、鋼質(zhì)箱型工程甲板駁,方艏、方艉,艏部為勺形,艉部下設(shè)有2個(gè)呆木,設(shè)計(jì)航區(qū)為中國(guó)近海?？傞L(zhǎng):90.00m;型寬:26.00m;型深:6.40m;設(shè)計(jì)吃水:4.70m。碼頭工程基地共設(shè)置9道底座基梁,其中7道與船體橫艙壁對(duì)齊,另外兩道布置于船中附近的強(qiáng)框架位置,見(jiàn)圖1。2計(jì)算過(guò)程2.1初始載荷的施加根據(jù)船體梁實(shí)際情況進(jìn)行全船建模,模型為板梁組合結(jié)構(gòu),底座基梁按布置位置以實(shí)體單元進(jìn)行建模。有限元模型見(jiàn)圖2。進(jìn)行底座基梁載荷計(jì)算時(shí),在底座基梁中心位置沿船舶寬度方向取3個(gè)約束點(diǎn),施加3個(gè)方向線位移及繞船長(zhǎng)、型深方向兩個(gè)角位移的約束按實(shí)際情況施加各種載荷,求出各約束點(diǎn)的約束反力,該反力的大小與底座基梁的載荷相等,方向相反。進(jìn)行船體強(qiáng)度校核時(shí),在底座基梁下表面施加全約束,對(duì)船體梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全評(píng)估。2.2采用采用實(shí)水壓載水艙計(jì)算根據(jù)用戶提供的潮汐水位以及壓載艙的布置情況,對(duì)4種工況(見(jiàn)表1)進(jìn)行計(jì)算,甲板負(fù)荷按3600t計(jì)算,油水及壓載水艙滿載,其中最大吃水5.57m(LC4)為海水突然漲潮,壓載水沒(méi)有排除,船舶起浮,底座基梁不受力的極端工況。2.3理想余弦波波高的施加1)按船舶完工圖紙,統(tǒng)計(jì)出各肋位空船重量,以集中力形式施加于相應(yīng)位置的節(jié)點(diǎn)上。其中考慮波浪的兩種工況波面高度按理想余弦波進(jìn)行施加,理想余弦波波高z表達(dá)為式中:h———波高,0.8m(底座基梁設(shè)計(jì)單位提供);x———沿船長(zhǎng)方向坐標(biāo);3計(jì)算3.1船的眼底狀態(tài)底座基梁載荷計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。由計(jì)算可知,本船在底座狀態(tài),底座基梁5(FR21)所承受的載荷最大,船中處于波谷時(shí),載荷為22409.26kN。3.2船舶安全評(píng)估結(jié)果根據(jù)《國(guó)內(nèi)航行海船建造規(guī)范》(2012)結(jié)合《浮船塢規(guī)范》給出的許用應(yīng)力,取各種工況最大值進(jìn)行安全評(píng)估,根據(jù)評(píng)估結(jié)論,通過(guò)合理配置壓載水以及進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訌?qiáng),本船船體結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范要求,計(jì)算結(jié)果相見(jiàn)表3及圖3~9。4影響眼底基梁設(shè)計(jì)的其他因素1)通過(guò)某工程船在坐底狀態(tài)滾裝大型混凝土預(yù)制件的工程實(shí)例,闡明底座基梁負(fù)荷的計(jì)算方法以及工程可行性,通過(guò)有限元仿真建模計(jì)算,得出底座基梁的實(shí)際負(fù)荷分布情況,為底座基梁設(shè)計(jì)方提供了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。2)提出的計(jì)算方法具有普遍性,可以作為其它工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的參考。3)仿真模擬與工程實(shí)際之間存在一定的差別,底座基梁設(shè)計(jì)負(fù)荷的安全系數(shù)的取值問(wèn)題尚待研究。2)液艙