关于大型海工构件的海上浮运受力计算

王海峰

【摘要】海工建设过程中往往需要进行大型构件海上浮运，例如沉箱浮运、沉管浮运等，本文就以正在建设中的港珠澳大桥为载体，对大型海工构件海上浮运进行受力计算。

【关键词】沉管管节；力学计算；港珠澳大桥

1 、管节几何尺寸

以《港珠澳大桥主体工程初步设计投标文件》、《港珠澳大桥总体方案深化研究阶段深化设计研究报告》和《港珠澳大桥技术建议书》等文件为基本依据，进行了浮运和沉放施工方案的初步设定，并在此基础上进行后续研究。

管节截面尺寸如图1，标准管节长初定为180m ，L×W×H=180×39.5×9.85m。

图1 沉管节横截面图（单位：cm）

2、管节自重（标准段）

管节的自重必须按实际统计，预制时总用混凝土方量及其容重，总钢筋用量、钢材、预埋件、测量塔架、人孔护筒、舾装件及管口临时安装设备等都应专门记录统计，以便最后计算和核实管节的实际总重，而浮力计算，确定干舷值高度，抗浮系数，决定压载水量及水箱大小的依据。

对本隧道沉管节初步设计给出的尺寸（标准段）L×W×H =180×39.5×9.85m者，管顶防锚层设定为0.15m，管体混凝土容重 =2.25t/m3，防锚层混凝土容重 =2.0t/m3 ，钢筋重以相关设计资料提供的含筋量进行计算。

2.1钢筋混凝土重G1

设管体混凝土实体截面积为F1，管节端部实体截面积为F2，防锚层截面积为F3，则根据报告文献可知：

F1=155.72m2

F2=（39.5+8.85）×2×0.5-（0.5×0.5+0.8×0.8）=47.46m2

F3=38.5×0.15=5.78m2

根据报告文献给出参数，计算得本体混凝土重G01、防锚层混凝土重G02、钢筋重G03和底模防水钢板重G04分别如下：

G01=62823t

G02=2070t

钢筋含量为每m3混凝土含钢筋165kg。

G03=0.165×G01/γ1=0.165×62823/2.25=4607t

则钢筋混凝土（含防锚层）总重为……