浮游稳定计算CX141讲解.docx
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浮游稳定计算CX141讲解
①CX1型沉箱
以沉箱仓格中心为计算圆点
名称
计算式
体积Vi
形心距
体积距
Xi
Yi
ViXi
ViYi
整体
13.95×12.05×12.3
2067.599
0
6.15
0
12715.74
马腿
1.85×0.35×2.675×2
3.464
6.2
11.05
21.48
38.279
前趾
11.8×0.75×0.5
4.425
6.4
0.25
28.32
1.106
11.8×0.75×0.2/2
0.885
6.275
0.567
5.55
0.502
后趾
11.8×1.2×0.5
7.08
-6.625
0.25
-46.91
1.77
11.8×1.2×0.2/2
1.416
-6.425
0.567
-9.1
0.802
空腔
1.075×10.85×12.3×2
-286.928
-0.05
6.15
14.35
-1764.61
仓格
(3.6×3.65-0.22×2)
×11.8×9
-1386.97
-0.05
6.4
69.35
-8876.6
透水孔
π×0.052×4.5
0.035
-0.05
8.5
-0.002
0.30
底角
0.22×(3.45+3.4)×9
2.466
-0.05
0.567
-0.123
1.40
合计
413.471
82.92
2118.66
A由于沉箱前后趾、壁厚大小不同及马腿影响,重心不在中心上,需要加水调平
不平衡力矩(对沉箱中心)⊿Mx=82.92kN·m
需要后三仓加水,加水深度t
{(3.6×3.65-0.22×2)×t-0.22×(3.45+3.4)}×3×1.025×3.9=⊿Mx×2.5
13.06×t-0.274=17.285t=1.35m
B加水后1.4m的浮游稳定性
加水的重力及对沉箱底的重量距
g={(3.6×3.65-0.22×2)×1.4-0.22×(3.45+3.4)}×3×1.025=55.38kN
⊿My=g×1.2=66.46kN·m
沉箱总重量G=∑V×2.5+g=1089.06kN
重心高度Yc=(My+⊿My)/G=4.914m
排水体积V=G/1.025=1062.495m3
前后趾排水体积v=13.806m3
沉箱吃水T=(V-v)/A=7.244m
浮心高度Yw=[(V-v)×T/2+vYv)]/V=3.579m
重心到浮心距离a=Yc-Yw=1.336m
定倾半径ρ=(I-∑i)/V=1.628m
定倾高度m=ρ-a=0.292>0.2
满足浮游稳定要求
②CX2型沉箱
以沉箱仓格中心为计算圆点
名称
计算式
体积Vi
形心距
体积距
Xi
Yi
ViXi
ViYi
整体
13.95×14.6×12.3
2505.14
0
6.15
0
15406.6
马腿
1.85×0.35×2.675×2
3.464
7.475
11.05
25.8943
38.279
前趾
11.95×0.75×0.5
4.481
7.675
0.25
34.3936
1.120
11.95×0.75×0.2/2
0.896
7.55
0.5667
6.76669
0.508
后趾
11.95×0.65×0.5
3.884
-7.625
0.25
-29.614
0.971
11.95×0.65×0.2/2
0.777
-7.517
0.5667
-5.8386
0.440
空腔
1.0×13.4×12.3×2
-329.64
-0.05
6.15
16.482
-2027.3
仓格
(3.65×4.5-0.22×2)
×11.8×9
-1735.84
-0.05
6.4
86.792
-11109
透水孔
π×0.052×4.5
0.0353
-0.05
8.5
-0.0018
0.30
底角
0.22×(3.45+4.3)×9
2.79
-0.05
0.5667
-0.1395
1.581
合计
455.99
134.735
2313.16
A由于沉箱前后趾、壁厚大小不同及马腿影响,重心不在中心上,需要加水调平
不平衡力矩(对沉箱中心)⊿Mx=134.735kN·m
需要后三仓加水,加水深度t
{(3.65×4.5-0.22×2)×t-0.22×(3.45+4.3)}×3×1.025×4.75=⊿M×2.5
16.35×t-0.31=23.0612t=1.43m
B加水后1.5m的浮游稳定性
加水后的重力及对沉箱底的重量距
g={(4.5×3.65-0.22×2)×1.5+0.22×(3.45+4.3}×3×1.025=74.438kN
⊿My=g×1.25=93.048kN·m
沉箱总重量G=∑V×2.5+g=1214.412kN
重心高度Yc=(My+⊿My)/G=4.84m
排水体积V=G/1.025=1184.79m3
前后趾排水v=10.038m3
沉箱吃水T=(V-v)/A=6.665m
浮心高度Yw=[(V-v)×T/2+vYv)]/V=3.307m
重心到浮心距离a=Yc-Yw=1.532m
定倾半径ρ=(I-∑i)/V=2.622m
定倾高度m=ρ-a=1.09>0.2
满足浮游稳定要求
③CX3型沉箱
以沉箱仓格中心为计算圆点
名称
计算式
体积Vi
形心距
体积距
Xi
Yi
ViXi
ViYi
整体
19.95×12.05×12.3
2956.889
0
6.15
0
18184.87
马腿
0.35×2.675×1.85×3
5.196
6.2
11.05
32.22
57.418
前趾
18.4×0.75×0.5
6.9
6.4
0.25
44.16
1.725
18.4×0.75×0.2/2
1.38
6.275
0.567
8.66
0.782
后趾
18.4×1.2×0.5
11.04
-6.625
0.25
-73.14
2.76
18.4×1.2×0.2/2
2.208
-6.425
0.567
-14.19
1.2512
空腔
0.775×10.85×12.3×2
-206.855
-0.05
6.15
10.34
-1272.16
仓格
(3.6×3.65-0.22×2)
×11.8×12
-1849.296
-0.05
6.4
92.46
-11835.5
(2.6×3.65-0.22×2)
×11.8×3
-333.114
-0.05
6.4
16.66
-2131.93
透水孔
π×0.052×7.9
0.062
-0.05
8.5
-0.003
0.527
底角
0.22×(3.45+3.4)×12
3.288
-0.05
0.567
-0.164
1.863
0.22×(3.45+2.4)×3
0.702
-0.05
0.567
-0.035
0.398
合计
598.4
116.97
3012.01
A由于沉箱前后趾、壁厚大小不同及马腿影响,重心不在中心上,需要加水调平
不平衡力矩(对沉箱中心)⊿Mx=116.97kN·m
需要后四仓加水加水深度t
{(3.6×3.65-0.22×2)×t+0.22×(3.45+3.4)}×4×1.025×3.9=⊿M×2.5
13.06×t-0.274=18.288t=1.42m
B加水后1.5m的浮游稳定性
加水后的重力及对沉箱底的重量距
g={(3.6×3.65-0.22×2)×1.5-0.22×(3.45+3.4)}×4×1.025=79.196kN
⊿My=99.00kN·m
沉箱总重量G=∑V×2.5+g=1575.196kN
重心高度Yc=(My+⊿My)/G=4.843m
排水体积V=G/1.025=1536.777m3
前后趾排水体积v=21.528m3
沉箱吃水T=(V-v)/A=6.777m
浮心高度Yw=[(V-v)×T/2+vYv)]/V=3.345m
重心到浮心距离a=Yc-Yw=1.498m
定倾半径ρ=(I-∑i)/V=1.732m
定倾高度m=ρ-a=0.234>0.2
满足浮游稳定要求
④CX4型沉箱
以沉箱仓格中心为计算圆点
名称
计算式
体积Vi
形心距
体积距
Xi
Yi
ViXi
ViYi
整体
19.95×14.6×12.3
3582.621
0
6.15
0
22033.12
马腿
1.85×0.35×2.675×3
5.1961875
7.45
11.05
38.7116
57.418
前趾
18.4×0.75×0.5
6.9
7.675
0.25
52.9575
1.725
18.4×0.75×0.2/2
1.38
7.55
0.567
10.419
0.782
后趾
18.4×0.65×0.5
5.98
-7.625
0.25
-45.5975
1.495
18.4×0.65×0.2/2
1.196
-7.517
0.567
-8.98993
0.678
空腔
0.775×13.7×12.3×2
-261.1905
-0.05
6.15
13.05953
-1606.32
仓格
(3.65×4.5-0.22×2)
×11.8×12
-2314.452
-0.05
6.4
115.7226
-14812.5
(2.4×4.5-0.22×2)
×11.8×3
-379.488
-0.05
6.4
18.9744
-2428.72
透水孔
π×0.052×7.9
0.062015
-0.05
8.5
-0.0031
0.5271
底角
0.22×(3.45+4.3)×12
3.72
-0.05
0.567
-0.186
2.108
0.22×(2.2+4.3)×3
0.78
-0.05
0.567
-0.039
0.442
合计
652.7047
195.03
3250.314
A由于沉箱前后趾、壁厚大小不同及马腿影响,重心不在中心上,需要加水调平
不平衡力矩(对沉箱中心)⊿Mx=195.03kN·m
需要后四仓加水,加水深度t
{(3.65×4.5-0.22×2)×t-0.22×(3.45+4.3)}×4×1.025×4.75=⊿M×2.5
16.35×t-0.31=25.03583t=1.51m
B加水后1.5m的浮游稳定性
加水后的重力及对沉箱底的重量距
g={(3.65×4.5-0.22×2)×1.5-0.22×(3.45+4.3)}×4×1.025=99.25075kN
⊿My=24.063kN·m
沉箱总重量G=∑V×2.5+g=1731.013kN
重心高度Yc=(My+⊿My)/G=4.766m
排水体积V=G/1.025=1688.793m3
前后趾排水体积v=15.456m3
沉箱吃水T=(V-v)/A=6.198m
浮心高度Yw=[(V-v)×T/2+vYv)]/V=3.073m
重心到浮心距离a=Yc-Yw=1.693m
定倾半径ρ=(I-∑i)/V=2.801m
定倾高度m=ρ-a=1.11>0.2
满足浮游稳定要求
⑤CX5型沉箱
以沉箱仓格中心为计算圆点
名称
计算式
体积Vi
型心距
体积距
Xi
Zi
Yi
ViXi
ViZi
ViYi
整体
17.45×14.6×12.3
3133.67
0
0
6.15
0
0
19272.1
透水孔
π×0.052×6.2
-0.048
0.05
0
0.25
-0.002
0
-0.012
前趾
15.8×0.75×0.5
5.925
7.675
0
0.25
45.47
0
1.481
15.8×0.75×0.2/2
1.185
7.55
0
0.567
8.947
0
0.6715
后趾
15.8×0.65×0.5
5.135
-7.625
0
0.25
-39.15
0
1.284
15.8×0.65×0.2/2
1.027
-7.517
0
0.567
-7.72
0
0.582
空腔
0.825×13.7×12.3×2
-278.04
-0.05
0
6.15
13.90
0
-1710
马腿
1.85×0.35×2.675×2
3.464
7.475
2.05
11.05
25.89
7.1
38.28
1.8×0.35×2.675
1.685
7.475
-6.98
11.05
12.60
-11.8
18.622
仓格
(3.65×4.5-0.22×2)
×11.8×12
-2314.5
-0.05
0
6.4
115.72
0
-14813
底角
0.22×(3.45+4.3)×12
3.72
-0.05
0
0.567
-0.19
0
2.108
合计
563.27
175.47
-4.7
2812.64
A由于沉箱前后趾、壁厚大小不同及马腿影响,重心不在中心上,需要加水调平
不平衡力矩(对沉箱中心)⊿Mx=175.475kN·m
⊿Mz=-4.70kN·m很小可以不作考虑
需要后四仓加水,加水深度t
{(3.65*4.5-0.2^2*2)*t-0.2^2*(3.45+4.3)}*4*1.025*4.75=⊿Mx*2.5
16.35*t-0.31=22.526t1=1.40m
2、加水1.4m后的浮游稳定性
加水后的重力及对沉箱底的重量距
g={(3.65*4.5-0.2^2*2)*1.4-0.2^2*(3.45+4.3)}*4*1.025=92.55kN
⊿My1=111.06kN·m
沉箱重量G=∑V×2.5+g=1500.725kN
重心高度Yc=(My+⊿My)/G=4.76m
排水体积V=G/1.025=1464.122m3
前后趾排水v=13.272m3
沉箱吃水T=(V-v)/A=6.25m
浮心高度Yw=[(V-v)×T/2+vYv)]/V=3.10m
重心到浮心距离a=Yc-Yw=1.66m
定倾半径ρ=(I-∑i)/V=2.79m
定倾高度m=ρ-a=1.13>0.2
满足浮游稳定要求
⑥HD4型沉箱
以沉箱仓格中心为计算圆点
名称
计算式
体积Vi
型心距
体积距
Xi
Zi
Yi
ViXi
ViZi
ViYi
整体
26.4×21×16.3
9036.72
0
-0.15
8.15
0
-1355.5
73649.27
底孔
π×0.652×0.5×49
-32.503
0.2
1.55
0.25
-6.501
-50.38
-8.12573
前后趾
25.6×0.5×0.5×2
12.8
0
-0.15
0.25
0
-1.92
3.2
25.6×0.5×0.2
2.56
0
-0.15
0.57
0
-0.384
1.450667
空腔
0.45×20×16.3
-146.7
0
12.83
8.15
0
-1881.4
-1195.61
0.75×20×16.3
-244.5
0
-12.98
8.15
0
3172.4
-1992.68
仓格
(2.9×2.8-0.22×2)
×15.8×48
-6097.5
-1.3
0
8.4
7926.8
0
-51219.3
(2.9×2.3-0.22×2)
×15.8×8
-832.98
8.95
0
8.4
-7455
0
-6997
底角
0.22×(2.7+2.6)×48
10.176
-1.3
0
0.57
-13.23
0
5.7664
0.22×(2.7+2.1)×8
1.536
8.95
0
0.57
13.747
0
0.8704
合计
1709.58
465.68
-117.23
12247.85
A由于沉箱前后趾、壁厚大小不同的影响,重心不在中心上,需要加水调平
不平衡力矩(对沉箱中心)⊿Mx=465.68kN·m
⊿Mz=-117.23kN·m
需要后八仓加水,加水深度t
{(2.9×2.8-0.22×2)×t-0.22×(2.7+2.6)}×8×1.025×8.8=⊿Mx×2.5
8.04×t-0.212=16.13t=2.03m
右仓加水,加水深度t1、t2
{(2.9×2.8-0.22×2)×(t1+t2)-0.22×(2.7+2.6)}×5×1.025×10.85=-⊿Mz×2.5
8.04×(t1+t2)-0.212=5.271
1.3×4×t1=6.2×t2
t1=0.31mt2=0.37m
B后八仓加水2.0m,左五仓加水0.4m的浮游稳定性
加水后的重力及对沉箱底的重量距
g={(2.9×2.8-0.22×2)×2.0-0.22×(2.7+2.6)}×8×1.025=130.18kN
g={(2.9×2.8-0.22×2)×0.4-0.22×(2.7+2.6)}×5×1.025=15.40kN
⊿My1=195.18kN·m
⊿My2=10.785kN·m
沉箱总重量G=∑V×2.5+g=4419.456kN
重心高度Yc=(My+⊿My)/G=6.975m
排水体积V=G/1.025=4311.664m3
前后趾排水v=15.36m3
沉箱吃水T=(V-v)/A=8.077m
浮心高度Yw=[(V-v)×T/2+vYv)]/V=4.025m
重心到浮心距离a=Yc-Yw=2.95m
定倾半径ρ=(I-∑i)/V=4.34
定倾高度m=ρ-a=1.39>0.2
满足浮游稳定要求
⑤HD4型沉箱
以沉箱仓格中心为计算圆点
名称
计算式
体积Vi
型心距
体积距
Xi
Zi
Yi
ViXi
ViZi
ViYi
整体
26.4×21×16.3
9036.72
0
-0.15
8.15
0
-1355.5
73649.27
底孔
π×0.652×0.5×49
-32.503
0.2
1.55
0.25
-6.501
-50.38
-8.126
前后趾
25.6×0.5×0.5×2
12.8
0
-0.15
0.25
0
-1.92
3.2
25.6×0.5×0.2
2.56
0
-0.15
0.57
0
-0.384
1.451
空腔
0.45×20×16.3
-146.7
0
12.83
8.15
0
-1881.4
-1195.61
0.75×20×16.3
-244.5
0
-12.98
8.15
0
3172.39
-1992.68
仓格
(2.9×2.8-0.22×2)
×15.8×48
-6097.5
-1.3
0
8.4
7926.8
0
-51219.3
(2.9×2.3-0.22×2)
×15.8×8
-832.98
8.95
0
8.4
-7455
0
-6997
底角
0.22×(2.7+2.6)×48
10.176
-1.3
0
0.57
-13.23
0
5.7664
0.22×(2.7+2.1)×8
1.536
9.0
0
0.57
13.747
0
0.8704
合计
1709.58
465.68
-117.23
12247.85
A由于沉箱前后趾、壁厚大小不同以及钢护筒重量影响,重心不在中心上,需要加水调平
不平衡力矩(对沉箱中心)
⊿Mx=465.67942kN·m
⊿Mz=-117.2315kN·m
钢护筒重量G`=π×1.5×0.01×49×16.3×7.8×10^3=293426=293.43T
需要后八仓加水,加水深度t
{(2.9×2.8-0.22×2)×t-0.22×(2.7+2.6)}×8×1.025×8.8=⊿Mx×2.5+G`×0.2
8.04×t-0.212=16.95t=2.1341838m
左五仓加水,加水深度分别为t1、t2
{(2.9×2.8-0.22×2)×(t1+t2)-0.22×(2.7+2.6)}×5×1.025×10.85=G`×1.55+
⊿Mz×2.5
8.04×(t1+t2)-0.212=2.909
1.3×4×t1=6.2×t2
t1=0.18mt2=0.21m
B后八仓加水2.1m,左五仓加水0.2m的浮游稳定性
加水后的重力及加水和钢护筒对沉箱底的重量距
g={(2.9×2.8-0.22×2)×2.1-0.22×(2.7+2.6)}×8×1.025=136.71kN
g={(2.9×2.8-0.22×2)×0.2-0.22×(2.7+2.6)}×5×1.025=7.15kN
⊿My1=211.901kN·m
⊿My2=4.293kN·m
⊿My2=G`×8.15=2391.455kN·m
沉箱总重量G=∑V×2.5+g+G`=711.234kN
重心高度Yc=(My+⊿My)/G=7.05m
排水体积V=G/1.025=4596.33m3
前后趾排水v=15.36m3
沉箱吃水T=(V-v)/A=10.29m
浮心高度Yw=[(V-v)×T/2+vYv)]/V=5.13m
重心到浮心距离a=Yc-Yw=1.93m
定倾半径ρ=(I-∑i)/V=4.07m
定倾高度m=ρ-a=2.14>0.2
满足浮游稳定要求
钢护筒顶面密情况
封沉箱吃水T=(V-v)/A=8.61m
浮心高度Yw=[(V-v)×T/2+vYv)]/V=4.29m
重心到浮心距离a=Yc-Yw=2.76m
定倾半径ρ=(I-∑i)/V=4.07m
定倾高度m=ρ-a=1.31>0.2
满足浮游稳定要求
A由于沉箱前后趾、壁厚大小不同以及钢护筒重量影响,重心不在中心上,需要加水调平
不平衡力矩(对沉箱中心
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