以某客运码头工程为实例详解沉箱浮游稳定性计算
沉箱漂浮稳定计算和精安装施工工艺
－
类 型 ｘｃ Ｙｃ 吃 舔深夔
Ａ
定慑 荔 葭 瑰 定 槛 ： 后 托 蜘 水深 夔 一 定侮 蔑 葭 穗 定性
０ ． １ ６ ０ ． １ ５ Ｏ ． ２ ６
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Ｂ（ Ｄ）
Ｃ
５ ． ９ ５
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５ ． ７ ９ ８ ７ ７ ６ ８ ７ ９ Ｏ ２ ９
＾ Ｊ ６ ８
一
０ ． ２ ２ ｘ ２ ． ９ ５ ｘ ４ ／ ２ ） ｘ １ ０ ． ２ ５ ｘ １ ． ８ ２ ５
ｔ ｏ ＝ ２． ２ ２ Ｉ Ｔ Ｉ
Ｅ ０ １
—２０
一 Ｏ ∞ ４ 似 表 ２中表 明 ： Ａ、 Ｂ （ Ｄ） 类沉箱 在后舱 分别加２ ． ２ ｎ ｌ 、
２ ． ０ ５ Ｉ ｎ深 水 时 ， 浮游 是 稳定 的 ； Ｃ、 Ｅ、 ０ １ 类 沉 箱虽 然 在后 舱加 入配 重水 ， 但 浮游仍 不稳 定 ， 需要 调整 。 以
１ ９１ ｘ１ ５ ． ６ ￣２ ０１
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３ 沉箱漂浮稳定 计算
沉 箱在 浮 吊牵 引漂 浮 、拖运 和沉 放 的过程 中应
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Ａ型沉 箱浮游 稳定 计算 见表 ３ 。
表３ Ａ型沉箱浮游稳定计 算 蟛 。 。 ＿ 一 一
３ ． ３ 沉箱 后 两舱加 水 （ ｔ ｏ ＝ ２ ． ２ ２ Ｉ Ｔ Ｉ ） 时
LNG码头沉箱浮游稳定计算
LNG码头沉箱浮游稳定计算共有三种沉箱计算后的干旋高度如下：（1）甲型沉箱干舷高度F=18.40-13.45=4.95米（压水1.80米）（2）乙型沉箱干舷高度F=18.00 -13.24=4.76米（压水1.80米）（3）丙型沉箱干舷高度F=21.00-15.66=5.34米（压水3.50米）（4）丙型沉箱干舷高度F=21.00-15.26=5.81米（压块石2.00米）计算甲型沉箱：高h=18.4m1，沉箱自重时的重心位置沉箱材料体积和体积矩的计算表 2006年 5 月24 日沉箱自重时的重心位置X c=7.75mY c= 4564.36÷635.91=7.18m2，有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重G=2.45×635.91+5+175.13=1738.11t计算沉箱排水体积和趾的排水体积，钢混凝土重度取2.5 t/m3沉箱和压舱水、封舱盖板排水体积V=（2.5×635.91+5+175.13）÷1.025=1726.74m3趾的排水体积v=73.64+3.13=76.77 m3沉箱吃水T=（1726.74-76.77）÷6.252×3.14=13.45m沉箱总体重心高度：Y c1= （2.45×635.91×7.18+5×18.37+175.13×1.6）÷1738.11=6.65m 浮心：Yw1=[（1726.74-76.77）×13.45×0.5+18.76+18.71+51.37]÷1726.74=6.47mρ=[（π/64×12.54=1198.42）-4.85×5.853/36]÷1769.91=0.55a= Y c1- Y w1=6.65-6.47=0.18m=ρ-a=0.55-0.18=0.38m＞0.20稳定m大于0.20计算乙型沉箱：高h=18. m1，沉箱自重时的重心位置沉箱材料体积和体积矩的计算表2006年 5 月24 日沉箱自重时的重心位置X c=7.75mY c= 4371.22÷625.13=6.99m2，有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重G1=2.45×625.13+5+175.03=1711.59t有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重心Y1c=11075.56÷1711.62=6.47（m）1，计算沉箱总体排水体积：钢混凝土重度取2.5 t/m3V 1c =（2.5×625.13+5+175.05）÷1.025=1742.88÷1.025 m3=1700.37t2，沉箱趾的排水体积：v=73.64+3.13=76.77 m3沉箱吃水T=（1700.37-76.77）÷6.252×3.14=13.24m沉箱总体重心高度：= 11075.56÷1711.62=6.47mY1c浮心：Y1w=[（1700.37-76.77）×13.24×0.5+18.76+18.71+51.37] ÷1700.37=6.38mI=π/64×12.54=1198.42；∑Ir=（4.85×5.853÷36）×8=215.61ρ=（1198.42-215.61）÷1700.37=0.55a= Y c1- Y w1=6.47-6.38=0.09m=ρ-a=0.55-0.09=0.49m＞0.20 稳定m大于0.20计算丙型沉箱：高h=21. m1，沉箱自重时的重心位置沉箱材料体积和体积矩的计算表2006年 5 月24 日沉箱自重时的重心位置X c=7.75mY c= 5951.91÷663.18=8.97m2，有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重G1=2.45×663.18+5+340.92=1970.63有压舱水和封舱盖板时：沉箱总体重心Yc= 15512.43÷1970.63=7.87m11，计算沉箱总体排水体积：钢混凝土重度取2.5 t/m3V 0 =（2.5×663.18+5）÷1.025+332.61=1955.002，沉箱趾的排水体积：v=19.83+8.71+5.49=34.03 m3沉箱吃水T=（V0-v）÷AT=（1955-34.03）÷6.252×3.14=15.66m沉箱总体浮心高度：Yw=[（V0-v）×T/2+∑v.y]÷V0Yw1=[（1955-34.03）×15.66×0.5+7.38+6.94+96.12] ÷1955=7.75m ρ=（I-∑Ir）÷V 0I=π/64×12.54=1198.42；∑Ir=（4.85×5.853÷36）×8=215.61 ρ=（1198.42-215.61）÷1955=0.50a= Y c1- Y w1=7.87-7.75=0.12m=ρ-a=0.50-0.12=0.38m＞0.20 稳定（m大于0.20）计算丙型沉箱：高h=21. m 用290t块石压舱本沉箱压水3.5m时吃水15.66m，为减少其吃水，改用290t块石，块石的重度为1.55t/m3。
基于沉箱浮游稳定性计算原理的浮码头横稳性计算方法
2021年3月第3期总第580期水运工程Port & Waterway EngineeringMar. 2021No. 3 Serial No. 580基于沉箱浮游稳定性计算原理的浮码头横稳性计算方法张兴旺（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600）摘要：浮码头中的浮箱横稳性关乎旅游码头运营安全及游客人身安全。
JTS 165-7—2014《游艇码头设计规范》发布之前，工程设计中浮箱横稳性计算均采用重力式沉箱浮游稳定性计算原理。
在梳理沉箱和浮箱计算原理的基础上，采用理论 分析、公式推导、工程案例验证的研究方法，证实了浮箱横稳性计算采用重力式沉箱浮游稳定性计算原理是合理可行的。
研究成果对后续研究及设计工作具有重要的参考价值。
关键词：横稳性；浮游稳定性；浮码头中图分类号：U 656文献标志码：A文章编号：1002-4972（2021）03-0058-06Calculation method of horizontal stability of floating wharfbased on calculation principle of caissons floating stabilityZHANG Xing-wang(China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co., Ltd., Beijing 102600, China)Abstract ： The horizontal stability of the pontoon in the floating wharf is related to the operation safety of thetourist wharf and the personal safety of tourists. Before the issuance of JTS 165-7一2014 Code for design ofmarinas, the calculation principle of the floating stability of the pontoon in the engineering design was based on the calculation principle of the floating stability of the gravity caisson. Based on combing the calculation principles ofcaissons and pontoons, this paper uses the research methods of theoretical analysis, formula derivation andengineering case verification to verify that it is reasonable and feasible to calculate the floating stability of pontoons by using gravity caisson floating stability calculation principles. The research results of this paper have importantreference value for the follow-up research and design work.Keywords ： horizontal stability; floating stability; floating wharf20世纪90年代飞速发展的游艇产业掀起了 游艇码头的建设热潮[1],国内已建游艇码头多采用浮码头结构形式 。
CAD三维建模与Excel在沉箱浮游稳定性中的应用
CAD三维建模与Excel在沉箱浮游稳定计算中的应用杨来汝（中建筑港集团有限公司，青岛）摘要:威海港二突堤码头工程为重力式沉箱结构，沉箱在出运、拖运及安装过程中涉及到浮游稳定，而浮游稳定是沉箱的安全保证。
本文根据工程实际介绍CAD三维建模与Excel结合计算沉箱的浮游稳定性，验证人工数学计算的准确性，提高正确性及工作效率。
关键词:CAD；Excel；沉箱；浮游稳定性。
1概述2015年1月8日，山东省威海港二突堤码头工程15、16号泊位开始沉箱出运安装工作。
第一个沉箱从威海港二突堤码头预制场顺利上驳，由“中建半潜驳1”拖至工程用沉坞坑下潜，顺利出坞安装。
该工程沉箱为A型标准沉箱，3排4列12仓格，沉箱后壁带5个牛腿，沉箱出坞压仓水结合以往同类工程施工经验并根据沉箱实际尺寸进行了验算。
由于设计没有给出设计压仓水高度，需要自行验算。
在进行标准沉箱的浮游稳定性验算时采用计算机辅助计算，利用Excel和CAD三维建模建立数学模型，较以往采用的人工计算极大程度简化了计算过程。
2计算原理在沉箱溜放、拖运和安装的施工过程中，沉箱的浮游稳定性是保证沉箱不发生倾覆的决定因素，沉箱的浮游稳定计算是关系到施工安全的最基本和最重要的技术工作，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-Σi)/V。
式中：I为沉箱浮运时在水面处的断面对纵轴的惯性矩;Σi为各箱格内压仓水的水面面积对其纵轴的惯性矩之和；V为沉箱的排水量。
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,规范规定,m>0.2m。
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,本工程为近海拖运，使用的压仓材料是海水。
沉箱浮游稳定问题
沉箱浮游稳定问题浮游稳定性是指物体在浮游状态下的稳定性。
计算沉箱浮游稳定是为了保证沉箱在水下漂浮、拖运和沉放的过程中不发生倾覆。
浮游稳定性用定倾中心高度来表示和量化。
浮体在外力矩的作用下发生倾斜，在倾斜过程中浮体的浮心位置也随之变化。
根据小倾角（倾角<15°）理论，在小倾角情况下（沉箱倾斜一般属于小倾角），浮心的运行轨迹接近于圆弧，圆弧的圆心称为定倾中心M，圆弧的半径称为定倾半径ρ，定倾中心距浮体重心C的距离称为定倾中心高度m。
如图1—1所示：当m>0时，即定倾中心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G和浮力 Vγ构成的扶正沉箱的力偶，此时沉箱是稳定的；当m<0时，即M在C 之下，则存在一个使沉箱继续倾斜的力偶，此时沉箱是不稳定的。
•为了保证沉箱的浮游稳定性有一定的安全度，《重力式码头设计与施工规范》规定近程（同一港区内或运程30海里内）浮运m≥0.2米；远程（整个浮运内有夜间航行或运程大于等于30海里）浮运分两种情况，固体压载时m≥0.4米，液体压载时m≥0.5米。
因为自由液面的存在将降低压舱的效果。
•定倾高度m=ρ-αα为重心C到浮心W的距离。
当C在W之上时α为正值，反之为负值。
•定倾半径：ρ=（Ⅰ—Σi）/ VⅠ——沉箱在水面处的断面对纵轴的惯性矩。
惯性矩是面积对轴的二次矩，量纲是长度单位的四次方，与面积的大小和面积对轴的分布远近有关。
惯性矩的几何意义：是任意平面上所有微面积dA与其坐标Y（或Z）平方乘积的总和。
工程中常把惯性矩表示为平面图形的面积与其一长度平方的乘积。
选择不同方向的中心轴计算结果是不同的，选择沉箱的横轴计算，因为有三次幂的存在，其I值、ρ值和m值都会大很多，也就是说沉箱在横轴方向的倾覆可能要远小于在纵轴方向的倾覆可能。
由于这个结论很明显也很直观，所以我们只需要对不利情况进行计算。
•Σi——自由液面的惯性矩之和（各格舱压舱水的水面面积对其纵轴的惯性矩之和。
(完整版)沉箱浮游稳定计算(例子)
计算项目
体积V（m3）
重力G（kN）
重心高度y（m）
重力矩Gy（kNm）
沉箱
255.78
6394.5
4.7
30054.15
前排舱加水
81.192
832.218
0.9
748.9962
后排舱加水
81.192
832.218
0.9
748.9962
总计
418.164
8058.936
31552.1424
沉箱排水体积及浮心高度
总排水体积
前、后趾排水体积
沉箱吃水：
浮心高度：
定倾半径：
重心到浮心的距离为：
。
定倾高度为：
。
满足要求。
干舷高度：
式中F——沉箱的干舷高度（m）
H——沉箱高度（m）
T——沉箱吃水（m）
干舷高度满足要求。
砼容重(kn/m3)
25.00
前趾前高(m)
0.40
沉箱高度(m)
9.50
沉箱仓格尺寸(m)
横
3.60
前趾后高(m)
0.70
墙内加强角尺寸(m)
0.20
纵
3.80
前趾宽(m)
1.00
底加强角(m)
0.20
水容重(kn/m3)
10.25
2、沉箱材料体积和体积矩计算表（对前趾前端求矩）
编号
名称
体积
重量
形心位置（m）
体积矩（m4）
Vi(m3)
Gi(kN)
xi
yi
Vixi
Viyi
1
前壁
41.29
1032.30
1.15
扇形箱格之圆形沉箱浮游稳定的计算法
扇形箱格之圆形沉箱浮游稳定的计算法董中亚【摘要】引用矩形沉箱浮游稳定计算的相同原理,把扇形重心轴的惯性矩通过转轴公式的转换,再经数学证明,得到带箱格圆形沉箱浮游稳定计算的通用公式和计算方法.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2009(000)001【总页数】7页(P43-49)【关键词】圆形沉箱;扇形箱格;浮游稳定;惯性矩;惯性积【作者】董中亚【作者单位】中港四航局第二工程公司,广东,广州,510300【正文语种】中文【中图分类】U656.1+11由图1简化得图2之圆形沉箱浮游稳定计算“i”值的平面简图。
圆沉箱扇形箱格的内壁简化为小扇形，其弦长为内壁厚度b，圆心角为△α；扇形箱格自身简化为大扇形，其边长为圆沉箱内径r内，圆心角均为α；圆沉箱外径为r外。
经求证（见下节），把浮游稳定计算的顺序和计算式重新编号归纳分列如下：1）“小扇形内壁”的圆心角△α（°）。
式中：b为箱格内壁厚度，即小扇形的弦长（m）；r内为圆沉箱内径，即小扇形的边长（m）。
2）大扇形箱格的圆心角α（°）。
式中：n为圆沉箱箱格数（个）。
3）圆沉箱断面在水面处对任一指定中心轴（xo-xo）的惯性矩（m4）。
式中：r外为圆沉箱外径（包括沉箱外壁厚度）（m）。
4）大扇形箱格以y-y轴为对称轴的重心轴的惯性矩（m4）。
对x-x，y-y轴分别有：5）圆沉箱各大扇形箱格内压载水的水面对计算Io时指定直径（中心轴）平行的自身重心轴（已转θi角）惯性矩之和Σi的通式（m4）。
式中：n为圆沉箱箱格数（n为大于2的自然数）。
6）定倾半径（以m计）按下式计算：式中：V为圆沉箱的排水量（m3）。
7）定倾高度按下式计算。
式中：m为定倾高度（m）；ρ为定倾半径（m）；a为圆形沉箱重心到浮心的距离（m）。
另外，圆形沉箱的干舷高度、定倾高度的规定详见JTJ 290—1998《重力式码头设计与施工规范》[1]中6.2“岸壁式沉箱码头”的有关规定。
码头沉箱结构整体稳定性验算
五、整体稳定性验算按照《港口工程地基规范》第5.1.3条规定，取极端低水位进行验算。
计算采用费伦纽斯提出的圆弧滑动法。
土层资料见表5-4-48。
表5-4-48 土层资料土质平均顶面标高 (m) 平均厚度(m)容重3(/)kN m γ粘聚力 (/)C kN m 内摩擦角()ϕ° 淤泥质粉质粘土 -8.00 2.35 18.0 4 14 粉砂 -10.35 4.00 18.0 0 33 砾砂 -14.35 3.47 18.0 0 32 粉质粘土 -17.82 3.47 19.0 10 24 卵石 -21.29 3.47 18.0 0 45 淤泥质粉质粘土 -22.09 0.80 39.0 20 18 砂质粘土 -25.74 3.65 19.0 38 21 最危险滑动面圆心位置的确定： 最危险滑动面圆心位置是任意的，因此求得的K 值并不代表建筑物的最小稳定系数。
需计算一系列的圆心位置和半径。
因此，初选圆心位置，以最小半径R(对重力式码头而言就是圆弧通过岸壁后趾的总半径)，求出1O 对应稳定安全系数1K 。
然后通过1O 作水平线，沿此直线在1O 的左右逐次取圆心2O 、3O 、4O等，直到做出一圆心n O ，其左右的安全系数均比它大为此。
通过n O 作垂线，沿此直线在n O 的上下逐次取圆心，及其对应稳定安全系数，直到做出一圆心m O 其上下的安全系数均比它大，与m O 相应的安全系数即为所求最小安全系数min K 。
（如图5-4-13）根据大量计算分析，发现最危险的滑弧中心、荷载和滑动面及水底下的深度之间存在着一定的关系（如图5-4-14），据此作出表5-4-49。
图5-4-13 码头圆弧滑动示意图h —码头高度根据以上经验公式初定圆心位置1O ，其坐标为表中参数X、Y 分别乘以后h 的值，将O 点定为坐标原点（如图5-4-13）0,13.69, 5.16,0,0.38ht h h m t m h hΔΔ=====查表5-4-49得：0.248,0.311x y ==因此，初选圆心位置( 3.40,4.26)−，以最小半径R=21.26m(对重力式码头而言就是圆弧通过岸壁后趾的总半径)画出圆弧，圆弧中包括建筑和一部分土的体积，用垂线将圆弧分成8个条体。
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王鹏开:以某客运码头工程为实例详解沉箱浮游稳定性计算h 删Mi'i 删以某客运码头工程为实例详解沉箱浮游稳定性计算王鹏开(山东港通工程管理咨询有限公司，山东烟台264000)摘 要:在重力式码头中，以沉箱式结构作为墙身的应用比较广泛，主要是因为沉箱式码头结构稳定性高、施工工艺较为成熟、 可适用各类施工条件等。
而在《重力式码头设计与施工规范》中第5. 2. 4条规定，沉箱靠自身浮游稳定时,必须先验算以定倾高度表示的浮游稳定性。
本文以某客运码头工程为实例，详细解析了沉箱浮游稳定性的计算方式，并列出相应计算结果，以供 参考。
关键词:沉箱出运;浮游稳定性;定倾半径;定倾高度中图分类号:U656. 1 文献标识码：A 文章编号：1673-5781(2019)01-0011-030引 言某客运码头工程为沉箱重力式码头结构。
本工程共计34个沉箱，按照尺寸类型分两种，其中A 型沉箱长宽高为：13mX12. 475m X 12. 7m, B 型沉箱长宽高为 13m X 12. 475m X 11. 7m o 本文以客运码头工程为实例，详细解析如何计算这两 种沉箱的浮游稳定性。
1沉箱尺寸及结构1.1沉箱尺寸本工程沉箱结构形式共分为两种，如图1所示。
根据图纸会审记录,设计单位将沉箱实际尺寸变更为:A 型沉箱长宽高为 13mX12. 475mX12. 7m, E 型沉箱长宽高为 13mX12. 475mXll. 7m o 本文以该两种实际沉箱尺寸为计算依据。
图1沉箱纵面图1.2沉箱结构图本工程A 、E 型沉箱均为3X3的仓格形式，仓格尺寸为3. 3mX3. 79m,其中横隔墙厚度为200mm,侧墙厚度为 350mm,详细尺寸如图2所示。
图2沉箱平面图2沉箱详细尺寸参数根据图纸，列出a 、e 型沉箱计算详细参数，见表1。
表1沉箱计算尺寸参数序号沉箱设计参数A 型E 型1前壁板厚/m 0. 350. 352后壁板厚/m 0. 350. 353底板厚/m 0. 50. 54隔墙厚/m 0. 20. 25侧壁板厚/m0. 350. 356前趾前高/m 0. 50. 57前趾后高/m 0. 80. 88前趾宽/m 119后踵前高/m0. 50. 510后踵后高/m 0. 80. 811后踵宽/m1112沉箱宽度/m 131313沉箱长度/m 12. 47512. 47514沉箱高度/m 12. 711.715墙内加强角尺寸/m 0. 20. 216底加强角/m 0. 20. 217横向仓格数3318纵向仓格数3319仓格尺寸/m3. 3X3. 79 3.3X3.79收稿日期：2018-11-15 ；修改日期：2018-01-09作者简介:王鹏开(1986 —),男，山东蓬莱人，山东港通工程管理咨询有限公司工程师.《工程与建设》2019年第33卷第1期11王鹏开:以某客运码头工程为实例详解沉箱浮游稳定性计算3沉箱浮游稳定性验算根据《重力式码头设计与施工规范》E 第5. 2. 5条规定:当 沉箱出运在同一港区或在30km 以内浮运为近程浮运，近程浮运时，定倾高度不小于0. 2m o 本工程沉箱预制场在同一港区,距离本工程地点较近，运ffi<30km,属于近程浮运。
3.1 A 型沉箱（13mX12. 475mX12. 7m ）浮游稳定性计算根据设计参数计算A 型沉箱材料体积和体积矩，见表2：② 不平衡力矩(对沉箱宽度中心)：AM= — 396. 44X24. 5X (13/2 — 6. 5) = 0；(栓重度九取24. 5kN/m 3)③ 空载A 型沉箱自身重量G ：G = (396. 44 X 24. 5) = 9 712. 18kN ；⑤空载A 型沉箱排水体积V ：V = G = 9 71Z 18 = 947 59m 3 •10.25 10.25 ?表2 A 型沉箱材料体积和体积矩的计算表名称体积/Vi/m 3形心xi矩/m yi体积Vixi矩/廿Viyi 前壁55. 45 1. 186. 3565. 16352. 12后壁55. 4511. 836. 35655. 71352. 12侧壁91. 57 6. 50 6. 35595. 19581. 45底板60. 646. 500. 25394. 1715. 16纵隔墙57. 466. 50 6. 60373. 50379. 25横隔墙4& 316. 50 6. 60314. 0331& 86墙外加强角0. 00 6. 50 6. 350. 000. 00墙内加强角0. 98 6. 50 6. 60 6. 346. 44内加强角7. 81 6. 50 6. 6050. 7551. 53底加强角 2. 556. 500. 5716. 591.45前趾& 110. 540. 33 4. 372. 68后趾& 1112. 460. 33101. 05 2. 68总和396. 442576. 862063. 743.2计算A 型沉箱浮游稳定性⑥空载A 型沉箱吃水T ：T 一 947. 59 — 8. 11 — 8. 11_ 12. 475 X (13-1-1)⑦浮心高度％:yw=6. 79m ；(947.59 — &11 —&11)X6. 48268）/947. 59 = 3. 19m （距离沉箱底板下缘）。
⑧定倾半径p1-0+ 2. 68 + 2.[12. 475 — (13 — 1 — I)3 — 9 X 3. 33 X 3. 9] 4- 9 _ 1947. 59 = 1- 79m,（1）观（定倾高度）、页定倾半径）、。
（重心到浮心高度）关系 如图3所示。
1⑨ 重心到浮心的高度a ：a =火 一 ％ = 5. 2m — 3. 19m = 2. 01m ；⑩ 定倾高度m ：m = p 一 a = 1. 79 一 2. 01 =一 0. 22m V 0. 2m o因此，当A 型沉箱空载时,沉箱拖运定倾高度为一0. 22m<0. 2m,不满足规范要求（定倾高度$0. 2m ），空载浮游不稳定,需压载海水。
（2）计算A 型沉箱压载海水0. 5m 时浮游稳定性。
①无压载时重心位置：> Vixi2 576. 86396. 446. 5m （距离沉箱左侧墙外缘）；yc = —2 063. 74396. 44=5. 2m （距离沉箱底板下缘）。
图3 m 、p 、a 关系图（2）先计算A 型沉箱无压载时浮游稳定性。
①A 型沉箱无压载时重心位置：> VixiXC = ^ 缘)；yc = -^5—2 576. 86396. 442 063. 74396. 44=6. 5m （距离沉箱左侧墙外=5. 2观（距离沉箱底板下缘）。
② 不平衡力矩(对沉箱宽度中心)：AM= ^^Vi\n xc — 396. 44X24. 5X (13/2 — 6. 5) = 0；(栓重度九取24. 5kN/m 3) o③ 取9个仓格内压载海水深度为0. 5m 时,计算压载材料(海水密度取10. 25 kN/n?)的重力g 及对底板的力矩4M ：g=[3. 3X3. 79X0. 5-(3. 3 + 3. 79)X0. 2X0. 2 — 0. 2X 0. 2X0. 5X2]X10. 25X9 = 547. 28kN ；AM = gX (0. 5/2+0. 5) = 410. 46 kN • m o④ 压载后沉箱总体重量G ：G=(396. 44X24. 5)+547. 28=10 45& 27 kN ；(下转第16页)12《工程与建设》2019年第33卷第1期王树涛:浅谈河流、海岸水动力数值模拟应用通过对比可知，使用编写的m文件获得的历时潮位与购买的历时潮位别无二致，说明该方法简单可行。
4其他水动力模拟此方法除了对波浪、潮流外，对泥沙冲淤、污染物扩散等也可进行模拟分析。
此类研究基础资料要求较多，如底质分布、含沙量分布等数据,在水运工程设计中均会用到。
5各模型应用中存在问题⑴波浪、潮汐模型已经过验证并进行了初步的应用，目前使用条件较为成熟。
(2)泥沙冲淤因需要大量的资料，如底质粒径分布、悬沙浓度及分布等资料,且未经过验证,结果仅能作为参考,在实际应用中建议通过假设原工况充淤已稳定，通过模拟波流耦合获取港池开挖前后流速数据，然后通过规范的方法计算。
(3)乘潮水位计算实为通过编写程序进行大量的数据分析，获取结算结果。
目前已多次在项目中应用，结果准确。
若工程无实测潮位数据，可通过查询潮汐表获得,但是需要手动输入大量潮位数据，前期数据录入耗费时间、人力。
(4)以上所有的数值模拟都需要充足的水深资料,包括电子海图和工程区实测数据。
风速和波浪数据若无直接数据需通过水文气象站获取。
(5)数值模拟所需资料较多，若无实测数据,根据经验设置的条件，对模拟结果存在一定影响。
6结束语通过以上分析可知，本次采用数值模拟结果与实测数据或原模拟数据结构基本一致。
目前数值模拟技术已经成熟，数值模拟成果可作为基础设计条件和参数使用，建议各个设计院可开展数值模拟研究,方便为水运设计提供基础数据。
〔参考文献〕tn杨宪章,许振沂，藏东生.航道对港内泊稳条件的影响m.港口工程,1993(3):45-50.[2]张永刚，李玉成.应用EOUSSINESQ方程对由航道开挖所造成水深变化对波浪传播所产生的的异常波况的数值研究[J].海岸工程,1997(15):7-17.[3]中华人民共和国交通部.波浪模型试验规程:JTJ/T234-2001[S].北京:人民交通出版社,2001.[4]中华人民共和国交通部.海岸与河口潮流泥沙模拟技术规程:JTJ/T231—2—2010[S].人民交通出版社，2010.[5]中华人民共和国交通部.港口与航道水文规范:JST145-2015[S].人民交通出版社,2015.(上接第12页)⑤压载后沉箱重心高度火牝=(2063.74X25+410.46)/1045&27=4.97m⑥沉箱排水体积V：V=G10.2510458.2710.25=1020.32m3⑦沉箱吃水T：丁「1020.32—&11—&1112.475X(13—1—1)=7.32m；⑧浮心高度％:%=(a020.32-8.11-8.11)X7.32+2>開)/ 1020.32=3.61m(距离沉箱底板下缘);⑨定倾半径Q：_I—Sz—尸=[12.475—(13—1—1)3—9X3.3?X3.9]十91020.32=1.67m；⑩重心到浮心的高度a和定倾高度m：a=》c—W=4.97m—3.6m=l.37m o22z=Q a=l.67 1.37=0.3m^;0.2m o因此当A型沉箱各个仓格压载海水深度为0.5m时，沉箱托运定倾高度为0.3m^0.2m,浮游稳定性满足规范要求。