浮船塢的沉深試驗(yàn)

袁元濤

摘 要：沉深試驗(yàn)是浮船塢設(shè)計(jì)建造完成后進(jìn)行的一項(xiàng)重要的試驗(yàn)。通過(guò)最大沉深試驗(yàn)，對(duì)浮船塢的沉浮性能、艙室密性及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、壓載及液位遙測(cè)系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)進(jìn)行一次綜合性檢驗(yàn)。文中以22000噸舉力浮船塢為例，全面闡述了浮船塢沉深試驗(yàn)，為今后浮船塢的設(shè)計(jì)和建造提供參考。

關(guān)鍵詞：浮船塢;最大沉深;試驗(yàn);空氣管;氣墊

1 浮船塢的主尺度及壓載艙布置

總長(zhǎng)（記入首尾端平臺(tái)）? ?240.00m

浮箱長(zhǎng)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?220.00m

外塢墻間寬? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?48.00m

內(nèi)塢墻間寬? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?39.00m

頂甲板距基線? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 18.50m

安全甲板距基線? ? ? ? ? ? ? ? ? 14.50m

浮箱高度? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4.60m

最大沉深吃水? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 14.70m

工作吃水? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4.10m

22000噸舉力浮船塢為整體式浮塢，浮箱和塢墻為鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，浮箱縱向被分成6個(gè)水密區(qū)和1個(gè)橫向通道，每個(gè)水密區(qū)橫向被分為4個(gè)壓載水艙，總計(jì)24個(gè)壓載艙。塢墻頂甲板、安全甲板、內(nèi)外塢墻及塢底為縱骨架式結(jié)構(gòu)，浮箱甲板為橫骨架式結(jié)構(gòu)，縱艙壁、橫艙壁均使用水平加強(qiáng)材形式。如圖1所示。

2 浮船塢沉深試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

最大沉深試驗(yàn)主要目的如下：

（1）考驗(yàn)本塢的局部強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)質(zhì)量、結(jié)構(gòu)的密性;

（2）綜合檢驗(yàn)浮船塢壓載、遙測(cè)、遙控系統(tǒng);

（3）確定各壓載水艙空氣管下口的位置，保證本塢能下沉到最大沉深位置且不會(huì)超過(guò);

（4）測(cè)定浮塢從最大沉深處上浮至空塢吃水的上浮時(shí)間。

2.2試驗(yàn)條件及準(zhǔn)備

（1）試驗(yàn)前，浮船塢應(yīng)處于完工狀態(tài)，并應(yīng)完成錨泊泊碇作業(yè)。

（2）沉深試驗(yàn)計(jì)劃下沉到最大沉深吃水14.7m。試驗(yàn)時(shí)淡水艙、燃油艙應(yīng)充滿，如淡水艙、燃油艙不能充滿，則下沉吃水應(yīng)進(jìn)行修正而減小。

（3）壓載水艙內(nèi)的空氣管下口高度，按空塢重量測(cè)定后重新修正的高度勘劃并切割好。

（4）下沉作業(yè)時(shí)浮船塢起重機(jī)應(yīng)停留在錨泊位置并鎖定。

2.3試驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)

（1）打開所有壓載艙進(jìn)水閥，浮船塢在重力作用下自流進(jìn)水下沉，通過(guò)操作各艙進(jìn)水閥開啟的大小，使浮船塢始終保持無(wú)縱傾、橫傾，盡量減少浮態(tài)不平對(duì)空氣墊數(shù)值的影響。

（2）在沉浮試驗(yàn)中應(yīng)對(duì)所有閥、泵及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操縱，并對(duì)其性能作檢查。

（3）浮船塢下沉到達(dá)7.5米沉深時(shí)關(guān)閉閥門并對(duì)安全甲板及空艙進(jìn)行密性檢查，確認(rèn)密性完好，如無(wú)發(fā)生異常和滲漏現(xiàn)象，再開啟閥門進(jìn)水，繼續(xù)下沉試驗(yàn)。

（4）在下沉過(guò)程中記錄浮塢的吃水和各艙的水位，校正四角吃水儀讀數(shù)和各艙水位儀的讀數(shù)。

（5）當(dāng)浮船塢下沉將要達(dá)到設(shè)計(jì)最大沉深14.7米時(shí)，正常情況下，浮船塢壓載水艙內(nèi)空氣氣墊應(yīng)使浮船塢下沉速度減慢，若浮船塢下沉速度未見(jiàn)減慢，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥，停止下沉并分析查找原因。

（6）浮船塢下沉到達(dá)最大沉深后，在進(jìn)水閥開啟狀態(tài)下，應(yīng)能停止下沉，觀察浮船塢在該浮態(tài)能否保持一段時(shí)間。如能保持3小時(shí)，表示浮船塢密性符合要求。

（7）如果浮船塢在進(jìn)水閥開啟下停止下沉的沉深不是14.7米，則應(yīng)記錄該狀態(tài)的吃水值以計(jì)算出空氣管下口的修正量，對(duì)空氣管下口位置修正后，重新進(jìn)行最大沉深試驗(yàn)，直至本塢能下沉到14.7米（允許相差0.15米）且不再下沉為止。

（8）空氣管調(diào)整到位后，在空塢吃水狀態(tài)開啟進(jìn)水閥，記錄自進(jìn)水閥處于開啟狀態(tài)通過(guò)重力自流進(jìn)水，將空塢下沉到最大沉深所需的時(shí)間。

（9）通過(guò)排水使浮塢從最大沉深上浮至空塢吃水，并記錄上浮時(shí)間。

2.4空氣管長(zhǎng)度計(jì)算

浮船塢靠重力下潛的深度由壓載艙內(nèi)空氣管的長(zhǎng)短決定，即單艙內(nèi)壓載水位沒(méi)過(guò)空氣管底端時(shí)，隨著浮船塢下沉，壓載艙內(nèi)空氣沒(méi)法通過(guò)空氣管排出，只會(huì)進(jìn)行壓縮，當(dāng)內(nèi)外水位壓差等于艙內(nèi)外壓強(qiáng)時(shí)該艙便會(huì)停止進(jìn)水，達(dá)到平衡。

通過(guò)外吃水和空氣管的長(zhǎng)度推算出各壓載艙的水位，再結(jié)合外吃水浮態(tài)推算出當(dāng)時(shí)塢體的重量。如圖2所示。

2.4.1計(jì)算方法

由以下公式可以推算出壓載艙內(nèi)水位或空氣管長(zhǎng)度或艙內(nèi)壓強(qiáng)。

P0V0=P1V1

P1-P0=ρg（T-H）

P0=101300 N/m2

V0——空氣管底距艙頂之間的體積

P1——壓縮后的壓載艙內(nèi)空氣壓強(qiáng)

V1——壓縮后的壓載艙內(nèi)水位距艙頂?shù)捏w積

T——浮船塢外吃水

H——壓載艙內(nèi)吃水

2.4.2本塢最大沉浮工況

2.4.3各壓載艙內(nèi)空氣管高度

由上可以推算，各壓載艙內(nèi)空氣管的高度。如表2所示。

2.4.4空氣管的切割

根據(jù)沉深試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算求得各壓載艙內(nèi)空氣管的高度，按表3、圖3切割各艙內(nèi)空氣管。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，浮船塢的沉深試驗(yàn)是對(duì)浮船塢的沉浮性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、壓載系統(tǒng)及遙測(cè)系統(tǒng)的一次考驗(yàn)，通過(guò)沉深試驗(yàn)完成對(duì)壓載水艙的液位計(jì)、傾斜儀、四角吃水計(jì)及空氣管的最后調(diào)整，檢驗(yàn)了浮船塢建造質(zhì)量，是交船前必不可少的試驗(yàn)。

本文以22000噸舉力浮船塢沉深試驗(yàn)為例，闡述了該試驗(yàn)的目的、方法、過(guò)程和注意事項(xiàng)，希望對(duì)浮船塢設(shè)計(jì)人員和建造工程師有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

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