蘭州市雁兒灣船舶起泊檢修系統土建部分設計研究

（甘肅建筑職業技術學院，甘肅 蘭州 730050）

1 工程概況

蘭州市雁兒灣船舶修造基地位于甘肅省蘭州市城關區東崗鎮雁兒灣黃河南側。本工程土建部分由斜坡軌道段、檢修平臺、卷揚機室三部分構成；機電工程由卷揚機牽引、錨固系統和供配電系統三部分構成。起泊系統設計船舶噸位200噸，起泊方式以纜車軌道起泊為主，輔以一側小型船舶的氣囊氣墊下水方式。

本設計為充分利用地形，采用斜軌道軸線與岸坡斜交布置方式。軌道及平臺布置坡度為1:11，斜坡道長110000mm，寬22000mm，最低點高程1496m。斜坡道末端設置一處40000mm×32000mmm檢修平臺，平臺高程1506m,用于船舶檢修，平臺后設置卷揚機室。工程平面布置如圖1所示。

圖1 工程平面布置圖

2 各部位設計

2.1 斜坡軌道段

軌道布置坡度為1:11，由傾斜軌道梁、船舶下水面板、P43重型軌道走行部分等組成。斜坡段采用了實體路基+軌道梁（鋼筋混凝土面板）的方案（圖2），有效地降低了造價。為了保證路基穩定，實體路基采用卵礫石土填筑。軌道梁寬、高采用1000mm×800mm的C30 連續鋼筋混凝土矩形斷面梁，與200mm厚C20鋼筋混凝土面板連成整體。軌道梁及面板下做300mm厚的5%水泥穩定砂礫土。斜坡道P43重型鋼軌軌道埋設在梁頂鋼筋砼面板內，設計軌距為鋼軌中心距4.0m，軌道支撐梁中心距4.0m。船舶下水設計中，考慮到以后造船下水的要求，斜坡道下水面板預留了10.5m的氣囊下水寬度，并且在一側設置10m寬氣囊側面下水面板，總寬22m。斜坡軌道卵礫石土分層夯實填滿，表面鋪筑20cm厚鋼筋砼面板和80cm厚的軌道梁。考慮到從斜坡道上平臺時55m長的船在豎曲線上容易受阻，特采用半徑308.4m的兩個圓曲線和三段直線連接（圖3）。

圖2 斜坡軌道結構立面圖

圖3 斜坡軌道縱斷面面圖

2.2 檢修平臺

平臺地面高程1502.5m 左右，尺寸40000mm×32000mm（順斜坡道方向尺寸為40000mm，垂直斜坡道方向為32000mm），平均填土高度3500mm，為厚200mm現澆鋼筋混凝土板+300mm的水泥穩定砂粒結構。1000mm×800mm的軌道梁下設置300mm厚的水泥穩定砂粒。水泥穩定砂礫下填筑卵礫石土。

檢修平臺在軌道梁中間設置一長約10000mm，寬1500mm，高1000mm的檢修池。

2.3 卷揚機室

卷揚機室采用磚混結構，軸線面積為5.7m×5.7m，建筑總高度3.9m。為保證卷揚機和牽引定滑輪的穩定，地板采用厚度0.8m鋼筋砼結構，其下為500mm厚開挖回填的3:7灰土墊層。機房下部埋設5.0m×3.0m×1.5m的砼地錨，地錨與卷揚機底座內部橫向各埋設I14工字鋼，并通過厚20cm鋼板連接，定滑輪錨架下端固定在地錨內。

卷揚機室兩側各設置一間輔助用房間，進深5.7m，開間4.2m。一間為值班室，一間為工具室，兼作工具備品庫和室內檢修場地。

2.4 地錨尺寸的選擇

混凝土地龍如圖4所示，系依靠其自重來平衡拉力，一般不考慮土壓力，即：

Gb≥kQL

式中：

G—混凝土塊自重；

b—地錨的1/2寬度；

K—穩定系數,K≥1.4，本設計取2；

Q—其承受的斜向上的拉力；

L—其抗傾覆力臂

對地錨進行受力分析,由受力圖各關系可推得：

L=b/sinф-(b/tanф-H/2)×cosф

式中：

H—地錨的高度；

ф—斜向力Q與水平力之間的夾角，可取值30°

則sinф=0.5、cosф=0.866025、tanф=0.57735；

拉力：

圖4 混凝土地龍

Q=F/cos30°=255517.4234kN

采用試算法，當地錨長=4.5m、b=1.5m（即寬=3m）、高H=1.5m時，得：

L=1.5/0.5-（1.5/0.57735-1.5/2）×0.866025=1.399519045m

G=地錨體積×砼容重=4.5×3×1.5×24000=486000kN

則地錨能提供的拉力Q'（與Q大小相等，方向相反）為：

Q'=Gb/KL=486000×1.5/2×1.399519045=260446.6166 kN

即Gb≥kQL

所以滿足條件。

由以上計算可知，地錨尺寸采用（長×寬×高）5m×3m×1.5m即可。

3 結語

船舶起泊檢修系統涉及機電、道橋，房建等專業，在設計中需要綜合考慮。