锚碇系统计算
船舶锚泊系统扰动力平衡计算
在锚 泊 系统 设计 中 ，如 何模拟 系 统在扰 动 力作用 下 的受力及 运动情 况 ，对于 保证船 舶始 终处 于稳 定 安全 状态 至关 重要 。本文 通过 弦截 法 的综 合使 用 ，能计 算船舶 处在任 意位 置 时锚泊 系统 中各锚 索提 供 的 回复力 ； 同时运用 单纯 形法 ，成 功地解 决 了扰动 力作用 下船 舶平衡 位 置 的搜 索 问题 。
该类 锚 泊系统 以辐 射状 向四周抛 出若干 锚及锚 索 来 固定船舶 ，具 有投 资少 、使用和 维修 方便 的特 点 ， 能 够适应 较 恶劣 的海洋 环境 。在扰 动 力作用 下 ，悬链 线锚 泊系统 中若 干锚 索被拉 伸 ，产 生 的水平 回 复
力 与外 力相 平衡 ，从而 保持 船舶Fra bibliotek的稳 定 。
船舶锚 泊系统扰 动力平衡 计算
齐 鸣 ，严传续 ，孟宏斌 ，荣焕宗
（ 中国船舶及海洋工程设 计研 究院，上海 ２ ０ １ ） ０ ０ １
摘
要
分析 了船舶锚 泊系统 中锚索悬链状态的特性，根据平衡状 态下船舶受到的总回复力和扰动 力相平衡的原
理，定义 目标函数 为船舶 Ｙ方 向合力平方和 ， 采用单纯形直接搜 索法求解 ， 寻找扰 动力作 用下船舶新 的平 衡 位置。用面向对 象的 ｖ ＋ 工具开发 了船舶锚泊 系统扰 动力计 算软件 ，对某个锚 泊 系统实例进行计算 ，得 ｃ＋ 到 了 舶在扰动 力作 用下的平衡位置和锚索受力 ，计算结果达到了设计要求 。 船
５卷 ３
第 ３期（ 总第 ２ ２ ） ０期
中
国
造
船
Ｖｂ ．３ Ｎｏ． （ ｅ ｉ １ ． ０ ） １ ５ ３ Ｓ ｒａ Ｎｏ ２ ２
马鞍山长江公路大桥北锚碇沉井基础计算报告
马鞍山长江公路大桥北锚碇沉井基础不对称封底对沉井几何姿态影响分析报告2010年9月目录一封底概述 (1)二空间有限元计算模型 (3)（1）模型说明 (3)（2）材料参数取值 (4)（3）计算说明 (5)三计算结果 (6)（1）第一次封底混凝土浇筑完成 (6)（2）第二次封底混凝土浇筑完成 (7)（3）第三次封底混凝土浇筑完成 (9)（4）第四次封底混凝土浇筑完成 (11)（5）第五次封底混凝土浇筑完成 (13)四结论 (15)一封底概述马鞍山长江公路大桥北锚沉井封底共分五次进行，先沿部分分区隔墙回填砂，使沉井内部形成封闭的五个个区域，封底浇筑顺序为：①-④-②-③-⑤。
首先对区域①进行封底施工，然后对区域④进行封底施工，再对区域②进行吸砂清基浇筑封底混凝土，然后对③区域吸砂清基后进行混凝土浇筑。
最后再施工⑤区域，封底混凝土浇筑到封底顶标高-28.5m。
图1-1分区封底混凝土施工顺序图二空间有限元计算模型（1）模型说明采用Midas-GTS有限元软件，建立空间有限元模型对考虑结构-土体相互作用下的结构及土地受力和变形进行非线性仿真分析。
为尽可能真实地模拟该沉井结构及周围土体，采用全模型建模。
如图2-1所示。
模型总高度120m，长300m，宽260m，底部至中分化岩层。
模型中土体采用摩尔库仑本构模型，混凝土及钢材采用弹性材料，按规范赋予相应参数。
对于地下水，根据实际情况，考虑施工过程中井内外水压的调整。
图2-1 北锚碇沉井基础整体有限元计算模型图2-2 北锚碇沉井结构模型（2）材料参数取值模型中需要考虑混凝土、钢材及岩土三类材料，需考虑混凝土、钢材材料参数和锚碇所在区域岩土层的材料参数取值对结构分析结果的影响。
混凝土按弹性计算，其中混凝土井壁以及水下混凝土均按C30混凝土赋予材料的弹性模量和泊松比等特性。
钢壳沉井以及钢壳间横撑按照Q235钢材进行赋值。
岩土层的参数取值主要依据设计方提供的详勘资料，对于详勘资料中没有提供的参数，结合本工程的实际情况，根据规范及经验取值。
锚碇计算书
锚碇计算书依据<<建筑施工计算手册>>（13.3 锚碇计算）。
水平(卧式)锚碇计算:一.在垂直分力作用下锚碇的稳定性，可按下式验算:αμαc o ss in T G KT +≤式中: K──安全系数,取 K= 1.1；T──缆风绳所受张力，取 T= 52 (kN)；α──缆风绳与地面的夹角，取 α= 34 (度)；G──地的重力，按以下估算: γϕHl Htg b b G 2)(++= 其中 b──横木宽度,取 b= 0.35 mφ──地的内摩擦角,取 φ= 28 度；H──横木的埋置深度,取 H= 3.2 m ；l──横木长度,取 l= 5 m ；λ──土的重度,取 λ= 26 kN/m 3；μ──摩擦系数,取 μ= 0.5 。
经计算得:土的重力: G=[0.35+(0.35+3.2tg0.49)]×3.2×5×26/2= 499.51 kN 。
计算安全系数: K=(499.51+0.5×52×cos0.59)/(52sin0.59)= 17.92 。
由于计算所得安全系数为 17.92 不小于要求安全系数 1.1 ，所以满足要求!二.在水平分力作用下土的压力强度验算，无板栅碇可按下式: []hl T K ασcos ≥ 式中: [σ]──深度为H 处土的容许压力,取 [σ]= 0.33 N/mm 2；K──地挤压不均容许应力降低系数，取 K= 1.3 。
经计算得: σ= 52 ×cos 0.59 /(0.37×5)= 23.30 kN/m 2= 0.02 N/mm 2。
土的容许压力为 0.33 N/mm 2，应力降低系数取 1.3 ,则[σ]K=0.33×1.3= 0.43 N/mm 2> 0.02 N/mm 2，所以满足要求!三.锚碇横木截面应力验算:一根钢丝绳系在横木上，横木为圆形截面，其最大弯矩和应力计算公式: 8Tl M =m n f W M ≤=σ式中: Wn──横木的截面抵抗矩： 3321d Wn π=其中: d──横木的截面直径,取 d= 190 mm 。
锚泊系统系泊系统计算方法
锚泊系统系泊分析3.1锚泊系统的分类按系泊形式分为三种定位系统：单点系泊(SinglePointMooring)、辐射式系泊(Speadmooring)和动力定位(DynamicPositions)[62][9]。
以下主要介绍单点系泊系统和辐射式系泊系统。
3.1.1单点系泊(SinglePointMooring)单点系泊系统与固定码头相比，它的最大特点即系泊方式是“点”，也就是大型油轮或超大型油轮可以系泊于近海海面上的一个深水“点”，然后进行装卸货操作。
单点系泊的优点如下：➢单点系泊的将码头由岸边移至海上，解决了世界上绝大部分港口航道较窄、较浅、规模较小，不能与大型油轮和超大型油轮发展相匹配的矛盾；➢单点系泊具有漂浮式和旋转式的特征，受气候影响较小；➢节约投资：一般情况下，建设同样等级的固定码头，其费用远高于建设单点系泊系统。
单点系泊系统的分类[30][63][9]➢转塔式单点系泊系统转塔式锚泊系统是80年代中期发展起来的一种新型的单点系泊系统。
其特点是在一定位浮体的内部或外部有一转塔，该转塔上系有由多根锚泊线组成的锚泊系统。
转塔上还有多通道的旋转接头，用于传输油类或其它液体。
被定位浮体可绕转塔作水平面内的360度回转，从而使浮体在风标效应作用下处于受力最小的状态。
相对于其它型式的单点系泊系统，转塔锚泊适用于更大的水深及环境条件恶劣的海域。
这种系统移动灵活，安装费用低，便于维修与保养。
转塔式系泊系统分为外部转塔式、内部转塔式、转塔/立管系统的变化(链配重平衡系统、浮式转塔立管系统、立管配重平衡系统等)等几种类型。
➢CALM(Catenaryanchorlegmooring)CALM是由重力来提供恢复力的系泊系统有悬链锚腿系泊系统。
CALM系统是由重力提供恢复力的系泊系统的典范，在海上油田开发及输油终端中有着广泛的应用。
按放射线布置的悬链系统是CA1 M单点的主要组成部分。
锚链或钢索通常为6～8根，以6根居多这样．即使l根锚链或钢索破断．系统仍能维持稳定[24]。
锚泊系统系泊系统计算方法
锚泊系统系泊分析3.1 锚泊系统的分类按系泊形式分为三种定位系统：单点系泊(Single Point Mooring)、辐射式系泊(Spead mooring)和动力定位(Dynamic Positions)[62] [9]。
以下主要介绍单点系泊系统和辐射式系泊系统。
3.1.1 单点系泊(Single Point Mooring)单点系泊系统与固定码头相比，它的最大特点即系泊方式是“点”，也就是大型油轮或超大型油轮可以系泊于近海海面上的一个深水“点”，然后进行装卸货操作。
单点系泊的优点如下：➢单点系泊的将码头由岸边移至海上，解决了世界上绝大部分港口航道较窄、较浅、规模较小，不能与大型油轮和超大型油轮发展相匹配的矛盾；➢单点系泊具有漂浮式和旋转式的特征，受气候影响较小；➢节约投资：一般情况下，建设同样等级的固定码头，其费用远高于建设单点系泊系统。
单点系泊系统的分类[30][63][9]➢转塔式单点系泊系统转塔式锚泊系统是80年代中期发展起来的一种新型的单点系泊系统。
其特点是在一定位浮体的内部或外部有一转塔，该转塔上系有由多根锚泊线组成的锚泊系统。
转塔上还有多通道的旋转接头，用于传输油类或其它液体。
被定位浮体可绕转塔作水平面内的360度回转，从而使浮体在风标效应作用下处于受力最小的状态。
相对于其它型式的单点系泊系统，转塔锚泊适用于更大的水深及环境条件恶劣的海域。
这种系统移动灵活，安装费用低，便于维修与保养。
转塔式系泊系统分为外部转塔式、内部转塔式、转塔/立管系统的变化(链配重平衡系统、浮式转塔立管系统、立管配重平衡系统等)等几种类型。
➢CALM(Catenary anchor leg mooring)CALM是由重力来提供恢复力的系泊系统有悬链锚腿系泊系统。
CALM系统是由重力提供恢复力的系泊系统的典范，在海上油田开发及输油终端中有着广泛的应用。
按放射线布置的悬链系统是CA1 M 单点的主要组成部分。
安庆大桥锚碇系统受力、计算分析
附件一：锚碇系统受力、计算分析1、锚碇系统设计参数及最不利工况的选定（1）水位：8月底、9月初处于汛期末，保守考虑水位按7.0m计。
（2）流速：根据提供的水文资料分析，桥位所处河段受潮汐影响，属感潮河段，受长江径流和潮汐的共同影响，水流流速过程呈周期性变化，涨潮时流速小，落潮时流速大，汛期涨落潮最大垂线平均流速不超过 2.5m/s，九月分份首节钢套箱就位时汛期已过，保守考虑，计算取流速 2.0m/s。
由于水流为单向，故只设单向定位船。
（3）流向：取水流方向与桥轴线垂直线5°夹角。
（4）水深：原始泥面标高约-35.0m，首批12根钢护筒下放泥面有一定冲刷，按全部冲刷10m计，施工水位保守考虑取＋7.0m，则墩位处计算水深为52m。
（5）最不利工况分析：首节钢套箱浮运、就位在9月初，刚好是洪水末期，在首批12根钢护筒插打完毕、并成4根钻孔桩后，已经到十月份，流速已经减小到1.6m/s左右，水流力大幅减小，且部分桩基已成，可抵抗一部分水流力，故锚碇系统受力最不利的工况为浮运到墩位并下沉至顶标高+8.5米、下放首批12根钢护筒时的受力组合。
首节钢套箱入水自浮，吃水7.4米，干舷高度4.6米，考虑到首批12根钢护筒通过首节钢套箱上的定位平台导向下沉，需将首节钢套箱注水下沉到顶标高+8.5米，吃水10.5米，露出水面高度1.5米。
（6）基本风压：按最大风速20.5m/s（相当于八级风）计，风压为=0.1×20.52×9.81=412Pa=0.412KPaW（7）定位船尺寸（长×宽×高）：50m×15m×4m（8）定位船负载吃水深度：2.5m（9）导向船尺寸（长×宽×高）：108m×18.8m×5.8m（10）导向船负载吃水深度：1.5m（11）钢套箱外轮廓平面尺寸：29m×84m2、锚碇系统所受外力计算作用于锚碇系统的外力主要为钢套箱、定位船、导向船组和导向船旁临时工作船的水阻力和风阻力以及钢护筒的部分水流力通过钢吊箱传递给锚碇系统，现分别计算如下：（1）钢套箱水阻力R1R1=KAγv2/2g (kN)………………………………………………①式中：γ—水的容重，取γ=10(kN/m3)v—流速，取2.0m/sA—钢套箱阻水投影面积（m2）,考虑到钢吊箱很长,后端圆形凸出部分也作为阻水面积计算。
地锚计算公式
地锚计算公式【原创实用版】目录1.引言2.地锚的定义和作用3.地锚计算公式的概述4.地锚计算公式的推导和解释5.地锚计算公式的应用实例6.结论正文1.引言地锚是一种常用于船舶、桥梁、高楼等建筑物的锚定装置，能够确保这些建筑物在遇到风、浪等外力作用时，能够稳定地锚定在地面或海床上，保证其安全性。
地锚的计算公式是为了确保地锚有足够的承载能力和稳定性而设计的。
本文将介绍地锚计算公式的概述、推导和应用实例。
2.地锚的定义和作用地锚，顾名思义，就是锚定在地面或海床上的装置。
地锚通常由锚体、锚链和锚碇等部分组成，其主要作用是将外部载荷（如风力、波浪等）传递到地面或海床，保证建筑物的稳定性和安全性。
3.地锚计算公式的概述地锚计算公式主要包括以下几个方面：- 锚体尺寸的计算：根据建筑物的类型、大小、形状等因素，计算出合适的锚体尺寸，以确保锚体能够承受外部载荷。
- 锚链长度的计算：根据锚体的尺寸、锚碇的深度等因素，计算出合适的锚链长度，以保证锚体能够稳定地锚定在地面或海床上。
- 锚碇尺寸的计算：根据锚链的长度、锚体的重量等因素，计算出合适的锚碇尺寸，以确保锚碇能够承受锚链的拉力。
4.地锚计算公式的推导和解释地锚计算公式的推导涉及到许多复杂的力学原理，包括静力学、动力学、材料力学等。
以锚体尺寸的计算为例，其公式为：A = F × L / (π× d ×γ)其中，A 表示锚体的横截面积，F 表示锚体需要承受的最大载荷，L 表示锚体的长度，d 表示锚体的直径，γ表示锚体的材料密度。
这个公式的推导过程涉及到许多复杂的力学原理，需要结合实际工程情况进行推导。
在此过程中，需要考虑到建筑物的类型、大小、形状等因素，以及锚体材料的性质。
5.地锚计算公式的应用实例以一座桥梁为例，假设该桥梁需要承受的最大风载荷为 10000kN，桥梁的长度为 500m，锚体的直径为 2m，锚体的材料密度为 7800 kg/m。
锚泊系统的快速计算及其应用
锚泊系统的快速计算及其应用
锚泊系统用于将浮体结构物固定于水中某一位置,它适用于不同水深,对浮体结构物的正常使用有着很大影响。
锚泊系统的锚绳在水底与锚固端连接,而通过连接器与浮体结构物作用。
随着陆上资源的不断消耗,进行海上新资源的开发利用成为了不可避免的趋势。
广阔的海洋中,不仅蕴藏着丰富的油气资源,更加有着取之不尽、不断再生的波浪能、风能等能源,而各类海洋资源与能源的开发利用都有可能涉及到使用锚泊定位的浮体结构物。
随着我国对海洋资源与能源开发力度的不断加大,锚泊系统的快速计算及其应用在工程中将会有很大的使用空间。
锚链受多种环境作用力影响,风、浪、流对其均有作用,该问题的研究较为复杂,所以通常对其作适当简化,并讨论简化的合理性及其应用范围。
在本文中,简化的锚链受力计算过程被给出；在满足锚链使用要求的情况下,为更好地改变锚链的受力特性,一根锚链可以由性质不同的几段组成即多段锚链,分析并掌握多段悬链的锚链特性和计算其锚泊力很有必要,因此本文给出了多段锚链受力的计算步骤,并应用切比雪夫拟合锚链的受力。
本文研究结果表明,切比雪夫拟合结果有着高精度,很适合用于锚链力的拟合,并且可以对不同锚链采用统一性的计算受力,本文的研究方法大大简化了锚链力计算程序的操作并减少了锚链力的计算时间。
另外,本文还推导了锚泊系统力与刚体空间运动的关系函数,并将其用于相应的浮体计算模型。
采用高阶边界元求解势流理论下的浮体波浪力,应用于锚泊与浮体结构系统运动数值模拟。
同时给出频域模型及其时域模型,互相印证。
最后论文通过一个简单算例,对模型正确性进行验证,比较频域模拟和时域模拟锚泊系统的结果差异,获得关于锚链几何非线性的影响效果。
趸船艉锚计算书
9—2。
手动刹车力为160N，力偶臂为350mm；
则T手=160*350=56N.m
由螺纹传动力矩公式求传动力:F=2*Tε/d2/tg(λ+Φv)
式中：d2—螺杆中径d2=29mm；
λ—螺旋升角λ=arctg =3.767o
由巨钢提供的KA157减速器性能参数可知，其在15 Kw
时输出转速为9.7 r/min大于额定转速，因此满足设计要求。
四、主轴验算
1、材料选40C r,调质处理，HB250~280.
2、起锚时，链轮工作：
最小轴径：d≥17.2 ；
式中：T锚=F额锚*D轮/2=43.5*407/2=885.225kg.m
Ⅳ.《船用电力系统设计手册》
电机效率η2=0.90;锚链筒效率η3=0.60;额定速度V=9m/min；
P=P1/η1/η2=4350 kg X0.15m/s /75/1.36/0.9/0.9/0.6
=13.16 kw
电机选择16kw船用双速电机，因此满足工况要求。
三、速度验算
已知条件：
锚链轮额定速度V=9 m/min；
额定转速N=V/3.14/0.407=7.04 r/min
一、艉部锚机主要性能参数
（一）链轮部分
1、锚链直径：φ32 mm；
2、锚重：1290 kg；
3、抛锚深度：80 m；
4、额定起锚拉力：43.5 kN；
5、最大负载：65.3 kN；
6、支持负载：261 kN；
7、起锚速度：≥9 m/min；
8、机械传动比：100.22。
（二）减速器部分
1、KA157斜齿轮减速器；
锚锭系统抗拉能力与回填土强度恢复系数定量关系计算方法
Ｋｅ ｒ ｓ ｔ ｓ ｅｓ ｅ ｇ ；ｔ ｎ ｈｃｅ ｃｅ ｔ ｆ ｅｔｕｉ ； Ｂ Ｑ Ｓ ｔｍ ｅ ｔｒ ｏ ｔ ｌｎ ａａ ｅｅｓ ｙｗｏｄ ：ｅ ｉ ｒｎｔ ｓ ｅ ｇ ｏｆ ｉ ｓｔｔ ｎ Ａ Ａ Ｕ ；ｅ ｐ ｒ ｕｅ ｎｒ ｌ ｇｐｒｍ ｔ ’ ｎｌ ｔ ｈ ｒ ｔ ｉ ｎ ｏｒ ｉ ｏ ａ ｃ ｏｉ ｒ
．
ｗ ｅ
ｏ ｔｉ ｈ ｆｒ ｌｅｆｒ ｈ ｅａｉｎ ｈｐ ｂ ｔ ｅ ｈ ｗ ． ｉ ｈ ｃｕ ｌｓ ｅ ｇｈｏ ｅｂ ｃ ｆ ｌ ｎ ｎ ｉｔｒ ｅ ｂａｎｔ ｅ ｏｍｕａ ｏ ｅｒｌｔ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎ ｔｅｔ ｏ Ｗ ｔ ｔｅａ ｔ ａ ｔ ｎ ｆｔ ａ ｋ ｌ ａ ｄ ｕ ｄ ｓ ｂ ｄ ｔ ｏ ｈ ｒ ｔ ｈ ｉ ｕ
张春华 ，李才志
（ 中交上 海航道勘察设计研 究院有 限公 司，上海 ２０ ２ ０ １０）
摘
要 ：对 于埋设在 海底泥 面下的锚锭 系统 ，其抗拉 能 力是 随着回填 土强度的提 高而逐渐提 高的 ，为了船 舶 系缆 的
安全性 ，有 必要 确定基坑 回填后锚锭 系统的抗拉 能力增长情况。采 用Ａ Ａ Ｕ 有 限元软件研 究两者之 间定量关 系的计 算方 Ｂ Ｑ Ｓ 法 ，结合工程 实例进行计 算分析。采 用温控参数折 减法和 “ 三步走 ”的计算思路 ，可以得 出两者之 间的公 式关 系，结合 回 填土和原状土的实际强度 ，可以计算某一 时期锚锭 系统 的抗拉能 力值 。
（ｈ ｎｈ ｉ ｔｒａ ｎ ｉｅｒ ｇＤ ｓ ｎａ ｄＣ ｎｕｔ ｇＣ ．Ｌｄ， ｈｎ ｈｉ ０ １０ Ｃ ｉａ Ｓ ａｇ ａＷａｅｗ ｙＥ ｇ ｅｉ ｅｉ ｏｓｌｎ ｏ ｔ． ａ ｇａ ２０ ２ ， ｈｎ） ｎ ｎ ｇ ｎ ｉ ， Ｓ
铁路悬索桥隧道式锚碇设计计算方法研究
铁路悬索桥隧道式锚碇设计计算方法研究本文旨在研究铁路悬索桥隧道式锚碇的设计计算方法，以提高其在软岩地区建造的稳定性和安全性。
一、引言
悬索桥是一种大跨度桥梁结构，其隧道式锚碇是悬索桥的重要结构之一。
在荷载作用下，隧道锚的工作性能直接关系到整个桥梁结构的稳定和安全。
随着我国铁路交通的不断发展，大跨度悬索桥在铁路建设中的应用越来越广泛。
然而，在软岩地区建造隧道锚存在着稳定性和安全性问题。
因此，研究铁路悬索桥隧道式锚碇的设计计算方法具有重要的实际意义。
二、隧道式锚碇受力机理
隧道式锚碇是一种将锚碇埋设在隧道内的结构形式。
其主要优点是可以减少对地表的占用，同时能够更好地适应地形条件。
隧道式锚碇的受力机理主要包括锚碇与地基的摩擦力和锚碇本身的抗拉强度。
在荷载作用下，锚碇受到的拉力通过锚碇与地基的摩擦力传递到地基中，从而保证桥梁的稳定和安全。
三、软岩地区隧道式锚碇设计计算方法
在软岩地区建造隧道锚存在着稳定性和安全性问题。
因此，在设计计算过程中需要充分考虑地基的稳定性和锚碇的抗拉强度。
首先，需要对地基进行详细的地质勘探，了解地基的岩性、强度和稳定性。
然后，根据地质条件和桥梁设计要求，计算隧道式锚碇的尺寸和所需拉力。
最后，通过仿真分析和模型试验等方式，验证隧道式锚碇的稳定性和安全性。
四、结论
铁路悬索桥隧道式锚碇的设计计算方法需要考虑地基的稳定性和锚碇的抗拉强度。
锚碇系统计算书示例
锚碇系统计算一、 基本资料南塔墩，钢套箱，D=38m ，L=73m ，圆端形，h=28m 。
套箱底标高-19.0，套箱顶标高+9.0m ，河床底标高-37.703m 水流V=2.40m/s ，施工水位+7.0m 。
主锚锚碇设施：100t 钢筋混凝土锚。
不布置导向船。
二、 计算内容1、 钢套箱所受水流阻力R 1 R1=K A grV 22K —水流阻力系数，取0.6。
r —水容重，取10KN/m³V —水流速度，取2.40m/sg —重力加速度，取9.81m/s²A —钢套箱入水部分在垂直于水流方向的投影面积。
H=7.0+19.0=26.0 mB=38 mA=26×38=988 m² R1=)(33.174081.929884.2106.02KN =⨯⨯⨯⨯ 2、 钢套箱所受风阻力R2R2=F w K K K K *****04321K1—设计风速频率换算系数；取1.0K2—风载体形系数；取0.3K3—风压高度变化系数；取1.0K4—地形、地理条件系数；取1.00w —基本风压值；取500KPF —挡风面积；取38×2=76 m²R2=0.3×500×76=11.4 KN3、 定位船组所受水流阻力R3R3=2210)(-⨯**+*n V A s f ϕ式中符号的意义同前；f=0.17，ϕ=10，n=2s=40×（2×1.5+0.85×9.2）=432.8 m²A=1.5×9.2=13.8 m²R3=（0.17×432.8+10×13.8）×2.4²×2×102-=24.37 KN4、 定位船所受风阻力R4R4=F w K K K K *****04321式中符号的意义同前，K2=1.3R4=1.3×23.28×500×2=30.26 KN5、 钢护筒所受水流阻力R 5 R5=K A grV 22K —水流阻力系数，取0.75。
实例谈大桥双壁钢围堰锚碇系统
实例谈大桥双壁钢围堰锚碇系统1. 工程概况1.1概述沪昆客专长昆湖南段沅江大桥，位于湖南省怀化市中方县铜湾镇镜内，桥梁跨越沅江。
桥梁总长404.94m，跨度布置为（88+168+88+40）m双线预应力混凝土刚构连续箱梁，如图1所示。
其中1#、2#主墩为深水基础，采用圆形双壁钢围堰施工，钢围堰外径36m，内径33m，壁厚1.5m，高度26m，重量800t。
根据本桥的水文地质条件，设计了一套锚碇系统，为沅江桥钢围堰施工准确定位提供安全保证。
图1 沅江大桥跨度布置示意图（单位cm）1.2水文地质桥梁位于铜湾水电站上游1.9km，属发电蓄水区域。
常水位152.50m、水深23.5m—25.0m。
，施工最高水位153.5m（五年一遇洪水位），水位及水流流速主要受下游电站控制，洪水期水流流速0.8m/s。
主墩墩位处地质条件复杂，河床为裸露基岩，1#墩位处无覆盖层，2#墩位处有1m左右覆盖层。
墩位处岩质为含砾砂岩、白云质灰岩。
岩面倾斜最大倾角达45度，岩石强度大于1000kpa。
2. 锚碇系统的组成沅江大桥钢围堰的锚碇系统主要通过定位船、导向船、拉揽及混凝土锚碇组成。
根据沅江桥的地质、水文资料及施工条件，参照已往类似桥梁的施工经验，进行锚碇系统的选择和设计。
锚碇系统布置图见图2。
图2 锚碇系统布置图（单位m）2.1定位船设置及作用定位船仅设置了前定位船，距离桥轴线130m，定位船上安装有滚筒马口、将军柱、卷扬机、滑车组等。
所需的定位船不仅要考虑其强度，还需考虑设备的布设面积。
为减少船舶设备的投入，采用2个直径2.9m、长15米的钢护筒两端封闭，顶面铺设型钢组装成定位船。
定位船起到随时收放缆索来调整钢围堰位置及调节主锚受力的作用。
定位船顶面设备布置如图3所示。
图3 定位船平面布置图（单位cm）2.2导向船设置及作用为了方便钢围堰的下沉、接高及定位，在钢围堰两侧配置了两艘300t导向船，两艘导向船用贝雷梁和加强弦杆组成的联结梁连成整体。
锚碇系统计算
双壁钢围堰锚碇系统计算1、定位船：定位船为钢围堰定位用，一端直接和锚绳相连系固定船位，另一端用缆索和导向船、钢围堰连系。
船上设有滑车组可以随时收放缆索来调整钢围堰位置。
定位船设在钢围堰上游。
定位船长30m，宽12m。
2、导向船：为了钢围堰的下沉，在钢围堰两侧配置了两艘导向船，每艘导向船长30m，宽7m。
两艘导向船以贝雷横梁连接。
3、锚碇布置围堰船组与定位船视为一个整体，布置锚碇设备。
整个锚碇系统布置在顺平均水流方向，钢围堰、导向船与定位船联结。
（1）各种计算公式：①船舶入水部分的水流阻力：R1=fsv2+FΨv2式中：f：摩擦系数（铁驳为0.17）s：浸水面积，约为L(2T+0.85B)L：船长B：船宽（m）T:吃水深度V：流速（m/s）Ψ阻水系数（方头船舶为10，流线型为5）F：船舶入水部分垂直水流方向的投影面积s（m2）②围堰入水部分水流阻力：R2=ζγFv2/2g式中：ζ：挡水形状系数，矩形为1，流线型为0.75γ：水的容重（1000kg/m3）F：围堰挡水面积（m2）V：水流速度（m/s）g：重力加速度（9.81m/s2）③围堰及船舶水面以上部分的风阻力：R3=kΩp式中：k：填充系数，塔吊及联接数值为0.4，实体部分为1Ω：受风面积（m2）包括围堰、导向船、各种设备的受风面积m2p：单位面积上的风压力，一般0.8KN/m2=81.55kg/m2 （2）吃水深度计算①定位船：长30m，宽12m，重量（含船上各种设备）约为200t，故吃水深度T定=200000/（30×12×1000）=0.56m②导向船：长30m，宽7m，重量（含船上各种设备）约为150t故吃水深度T导=（150000×2）/（30×7×1000×2）=0.72m （3）主锚受力计算（按流速v=2m/s）①风力计算：受风面积Ω=100m2（含定位、导向船及以上设备等）R3=kΩp=1×100×81.55=8155kg②定位船入水部分水流阻力：R1定= fsv2+FΨv2s=L(2T+0.85B)=30×(2×0.56+0.85×12)=339.6m2F=TB=0.56×12=6.72m2R1定= fsv2+FΨv2=2×2×（0.17×339.6+6.72×5）=365.3kg②钢围堰入水部分的水流阻力R2=ζγFv2/2g=0.75×1000×26.4×12×22/2×9.81=48440.4kg④导向船入水部分水流阻力：s=L(2T+0.85B)=30×（2×0.72+0.85×7）=221.7m2F=TB=0.72×7=5m2R1导=2×[fsv2+FΨv2]=[22 ×（0.17×221.7+5×5）] ×2=501.5kg⑤作用在定位船的合力R=R1+R2+R3=8155+48440+339.6+501.5=57436kg=57.4t4、主锚的布置采用4根Φ37（6×19+1）的钢丝绳，每根受力p=57.4/4=14.4t Φ37（6×19+1）的钢丝绳破坏拉力[p]=72.15吨安全系数k=72.15/14.4=5（1）锚链直径d=02.0/pk=02.0/5×6.14=60.4mm取d=62mm长度计算：l0=2.5h—5h（2.5h为水很深时）l0=2.5×12=30m若水深为10m时，则有l0=2.5×10=25m（2）钢丝绳长度计算①4根Φ37时，a、h=12mlm=q2h/hp2+=0.7)×122+=318.6122(××87114400)/(4.m取lm=320mb、h=10mlm=0.7)10102+=290.8m2(××871?14400)/(4.取lm=300m②8根Φ37时，a、h=12mlm=0.7)12(122+=225.3m××14400)/(4.871取lm=230mb、h=10mlm=0.7)×102 =205.7m10(×87114400)/(4.取lm=210m5、钢筋混凝土锚重计算：p=14.6t锚重在卵石覆盖层中w=p（2—3）=2×14.6=29.2t取设计锚重w=30t故主锚布置：4根Φ37（6×19+1）钢丝绳，每根长度为200m。
锚碇锚体及锚固系统施工总结
锚碇锚体及锚固系统施工总结目录1工程概况 (1)1.1工程概况 (1)1.2工程特点 (16)2施工工艺技术 (29)2.1总体施工方案 (29)2.2施工工艺流程 (32)2.3施工方法 (33)2.4安全及环境保护措施 (53)3施工工效分析及资源配置 (56)4工艺优化 (59)1 工程概况1.1 工程概况1.1.1 锚体概况散索鞍支墩主要承受由散索鞍传递的主缆压力，锚块主要承受预应力锚固系统传递的主缆索股拉力，前锚室、散索鞍支墩与锚块形成一个完整的空间受力结构，前锚室由底板、侧墙、顶板及前墙构成封闭空间，对主缆索股起保护作用。
南锚碇锚体顺桥向长62.0m，横桥向宽61.0m，竖向高36.5m。
前、后锚面距离为20.0m，理论散索点至前锚面距离为23m，理论散索点到支墩顶面（混凝土面）的距离为5.5m。
锚块顺桥向长37.0m，横桥向宽61.0m，高30.25m。
在锚块内部后锚面设置有后锚室，后锚室侧墙设置有进入后锚室的人孔，人孔宽0.9m，高1.8m。
散索鞍支墩高24.7m，支墩底面平面尺寸11.11×12.4m；锚室与支墩横桥向尺寸相同，均为12.4m。
前锚室由侧墙、底板、顶盖及前墙组成。
侧墙及底板厚度为1m。
前锚室顶盖由预制横梁、预制顶盖板及现浇混凝土层组成，横梁置于侧墙的预留槽内，顶盖板置于横梁上，其上现浇10cm混凝土层，横梁长10.94m、宽0.8m，盖板厚0.15m，前墙厚0.8m。
由于锚体平面尺寸很大，为避免锚体混凝土浇筑施工后出现收缩与温度裂缝，锚体与锚体之间设置后浇段，后浇段采用微膨胀混凝土。
图 1.1.1-1 总体结构设计图1.1.2 锚固系统概况南锚碇锚固系统采用多股成品索预应力锚固系统，锚固方式为前锚式。
锚固系统由索股锚固连接构造和预应力锚固构造组成。
索股锚固连接构造由拉杆及其组件、连接平板及连接筒组成；预应力锚固构造由管道、环氧钢绞线成品索及锚具、锚头防护帽等组成。
水上砼工厂锚碇系统计算
水上砼工厂锚碇系统计算一、 基本资料水上砼工厂，船体平面尺寸：97.8m ×15.12m ；船高3.85m ，吃水2.2m ； 共有水泥罐6个，高度13.8m ，直径3.1m ；储料仓平面尺寸：32.27m ×15m ，高度3.3m ；主站平面尺寸：12.77m ×4.83m ，高度10.43m ；配料站平面尺寸：5.2m ×2.6m ，高度3.69m ；水流流速V=2.40m/s ，施工水位+5.0m ，基本风压ω0=500 Pa ； 河床情况：河床面标高-21.496 m ；局部冲刷：5m ；二、 计算内容1、 水上砼工厂受水流阻力R 1R1=2210)(-⨯**+*n V A s f ϕf —铁驳摩阻系数；取0.17 s —铁驳浸水面积，s=L （2T+0.85B ）ϕ—阻力系数；取10A —铁驳入水部分垂直于水流方向的投影面积V —水流流速，2.5 m/sn —船数，取1s=97.8×（2×2.2+0.85×15.12）=1687.24 m²A=15.12×2.2=33.26 m²R1=（0.17×1687.24+10×33.26）×2.5²×1×102-=38.71 KN2、 水上砼工厂船体所受风阻力R2R2=F w K K K K *****04321K1—设计风速频率换算系数；取1.0K2—风载体形系数；取1.3K3—风压高度变化系数；取1.0K4—地形、地理条件系数；取1.00w —基本风压值；取500 PaF —挡风面积；取1.65×15.12=24.95 m²R2=1.3×500×24.95=16.21 KN3、 水泥罐所受风阻力R3R3=F w K K K K *****04321K1—设计风速频率换算系数；取1.0K2—风载体形系数；取0.8K3—风压高度变化系数；取1.0K4—地形、地理条件系数；取1.00w —基本风压值；取500 PaF —挡风面积；取13.8×3.1=42.78 m²R3=0.8×500×42.78×6=102.67 KN4、 主站及配料站所受风阻力R4R4=F w K K K K *****04321K1—设计风速频率换算系数；取1.0K2—风载体形系数；取1.4K3—风压高度变化系数；取1.0K4—地形、地理条件系数；取1.00w —基本风压值；取500 PaF —挡风面积；取12.77×3.29+2.6×3.69×2=61.20 m²R4=1.4×500×61.20=42.84 KN5、 储料仓所受风阻力R 5R5=F w K K K K *****04321K1—设计风速频率换算系数；取1.0K2—风载体形系数；取1.4K3—风压高度变化系数；取1.0K4—地形、地理条件系数；取1.00w —基本风压值；取500 PaF —挡风面积；取15×3.3=49.5 m²R5=1.4×500×49.5=34.65 KN6、 主锚所受的主压力RR=∑=51i i R =38.71+16.21+102.67+42.84+34.65 KN=235.08 KN7、 主锚计算 拟用2根6（37）—48 —1770钢丝绳作为拉缆将水上砼工厂连接到围堰系缆柱上，承担主锚受力。
三跨连续钢箱加劲梁悬索桥锚碇及沉井计算书(重力式锚碇)共40页文档
锚碇及沉井计算一、锚碇计算（一）锚碇计算模型确定：本桥东西两侧锚碇构造相同，仅东锚碇比西锚碇高6米，所以计算时只取了东锚碇建模，控制计算。
采用有限元法进行计算，假定结构为弹性体，将锚碇及其沉井基础一起考虑，采用空间实体元（SOLID ），锚体内预应力钢绞线、主缆及散索鞍采用连接元（LINK ）。
由于结构横桥向对称，取结构的一半建模，沉井部分仅模拟了钢筋混凝土部分。
分别计算锚碇施工完成未架设主缆和成桥状态两种工况结构内力。
1．边界条件：将沉井底部固结，散索鞍限制横桥向位移。
2．材料特性：沉井基础采用35号高性能混凝土，锚碇部分除锚体上部预应力部分采用50号高性能混凝土，其他部位及装饰墙、连接墙采用35号高性能混凝土；锚体内施加预应力采用钢绞线，主缆采用预制平行索股。
主缆共分37根索股，对应锚体内钢绞线为37束，每束采用15根钢绞线j24.15 ，；50号高性能混凝土弹性模量E=3.45×107Kpa ，泊松比μ=0.167，容重γ=25.0 kN/m 3；其标准强度相当于中国《公路桥涵设计规范》中的40号混凝土，在以下的计算结果及分析中，将按中国《公路桥涵设计规范》中的40号混凝土的强度特性及规范要求进行判断；35号高性能混凝土E=3.15×107Kpa ，泊松比μ=0.167，容重γ=25.0 kN/m 3，其标准强度相当于中国《公路桥涵设计规范》中的30号混凝土，在以下的计算结果及分析中，将按中国《公路桥涵设计规范》中的30号混凝土的强度特性及规范要求进行判断；钢绞线及主缆预制平行索股的弹性模量为E=1.9×108Kpa ，泊松比μ=0.3，不计钢绞线重量。
3．荷载：1）恒载：锚碇自重；主缆及主桥桥面系自重；引桥自重；填砂自重（换算为表面荷载）。
2）活载：汽车-20及人群（中国《公路桥涵设计规范》）。
3）温度力。
（二）荷载组合：针对两种计算工况分如下两种情况： 组合一：锚碇自重（施工阶段）组合二：锚碇自重+主缆传递的恒、活载及温度力+主桥恒、活载+引桥恒、活载（运营阶段）+人群（三）计算结果：1、组合一状态有限元模型如下图一、图二。
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双壁钢围堰锚碇系统计算
1、定位船：
定位船为钢围堰定位用，一端直接和锚绳相连系固定船位，另一端用缆索和导向船、钢围堰连系。
船上设有滑车组可以随时收放缆索来调整钢围堰位置。
定位船设在钢围堰上游。
定位船长30m，宽12m。
2、导向船：
为了钢围堰的下沉，在钢围堰两侧配置了两艘导向船，每艘导向船长30m，宽7m。
两艘导向船以贝雷横梁连接。
3、锚碇布置
围堰船组与定位船视为一个整体，布置锚碇设备。
整个锚碇系统布置在顺平均水流方向，钢围堰、导向船与定位船联结。
（1）各种计算公式：
①船舶入水部分的水流阻力：
R1=fsv2+FΨv2
式中：f：摩擦系数（铁驳为0.17）
s：浸水面积，约为L(2T+0.85B)
L：船长
B：船宽（m）
T:吃水深度
V：流速（m/s）
Ψ阻水系数（方头船舶为10，流线型为5）
F：船舶入水部分垂直水流方向的投影面积s（m2）
②围堰入水部分水流阻力：
R2=ζγFv2/2g
式中：ζ：挡水形状系数，矩形为1，流线型为0.75
γ：水的容重（1000kg/m3）
F：围堰挡水面积（m2）
V：水流速度（m/s）
g：重力加速度（9.81m/s2）
③围堰及船舶水面以上部分的风阻力：
R3=kΩp
式中：k：填充系数，塔吊及联接数值为0.4，实体部分
为1
Ω：受风面积（m2）包括围堰、导向船、各种设备的受
风面积m2
p：单位面积上的风压力，一般0.8KN/m2=81.55kg/m2 （2）吃水深度计算
①定位船：长30m，宽12m，重量（含船上各种设备）约
为200t，
故吃水深度T定=200000/（30×12×1000）=0.56m
②导向船：长30m，宽7m，重量（含船上各种设备）约为
150t
故吃水深度T导=（150000×2）/（30×7×1000×2）=0.72m （3）主锚受力计算（按流速v=2m/s）
①风力计算：受风面积Ω=100m2（含定位、导向船及以上
设备等）
R3=kΩp=1×100×81.55=8155kg
②定位船入水部分水流阻力：
R1定= fsv2+FΨv2
s=L(2T+0.85B)=30×(2×0.56+0.85×12)=339.6m2
F=TB=0.56×12=6.72m2
R1定= fsv2+FΨv2=2×2×（0.17×339.6+6.72×5）
=365.3kg
②钢围堰入水部分的水流阻力
R2=ζγFv2/2g=0.75×1000×26.4×12×22/2×
9.81=48440.4kg
④导向船入水部分水流阻力：
s=L(2T+0.85B)=30×（2×0.72+0.85×7）=221.7m2
F=TB=0.72×7=5m2
R1导=2×[fsv2+FΨv2]=[22 ×（0.17×221.7+5×5）] ×
2=501.5kg
⑤作用在定位船的合力
R=R1+R2+R3=8155+48440+339.6+501.5=57436kg
=57.4t
4、主锚的布置
采用4根Φ37（6×19+1）的钢丝绳，每根受力p=57.4/4=14.4t Φ37（6×19+1）的钢丝绳破坏拉力[p]=72.15吨
安全系数k=72.15/14.4=5
（1）锚链直径d=02.0/pk=02.0/5×6.14=60.4mm
取d=62mm
长度计算：l0=2.5h—5h（2.5h为水很深时）
l0=2.5×12=30m
若水深为10m时，则有l0=2.5×10=25m
（2）钢丝绳长度计算
①4根Φ37时，
a、h=12m
lm=q
2
h/
hp
2+=0.7)
×
122+=318.6
12
2(
×
×
871
14400)/(4.
m
取lm=320m
b、h=10m
lm=0.7)
10
102+=290.8m
2(
×
×
871?
14400)/(4.
取lm=300m
②8根Φ37时，
a、h=12m
lm=0.7)
12(
122+=225.3m
×
×
14400)/(4.
871
取lm=230m
b、h=10m
lm=0.7)
×
102 =205.7m
10(
×
871
14400)/(4.
取lm=210m
5、钢筋混凝土锚重计算：p=14.6t
锚重在卵石覆盖层中w=p（2—3）=2×14.6=29.2t
取设计锚重w=30t
故主锚布置：4根Φ37（6×19+1）钢丝绳，每根长度为200m。
4根主钢筋混凝土锚，每个钢筋混凝土锚重30t
4根主锚链Φ62，每根Φ62主锚链长为25m。
6、定位船拉钢围堰的缆绳计算：
R1:钢围堰受风力
R2:钢围堰水流冲力
R3:缆绳拉力
考虑最不安全的情况下，R1与R2方向同向时，R1、R2形成弯矩最大。
设定：h1=0.5m、h2=7m、h3=11m
R1= 1×26.4×1.5×81.55=3229.4kg
R2=48440.4kg
R3=（R1h1+R2h2）/h3=（3229.4×0.5+48440×7）/11=30972kg 采用2-2Φ37（6×19+1）钢丝绳进行拉钢围堰，采用长度120m 安全系数k=（72150×4）/30972.2=9.3
7、导向船的拉缆拉力：
拉缆的拉力计算拉围堰的缆绳计算相类似。
采用4根Φ37钢丝绳拉导向船，长度每根采用110m
两根一束，分两束设置。
8、定位船边锚选择
（1）受力计算：
①风力计算：
R3= kΩp=1×（Ω1+Ω2）p=50×81.55=4078kg
②水流阻力：
R2=R1定/5=365.3/5=73kg
③合力：R=R1+R2+R3=4078+73=4151kg
9、锚绳长度和直径的计算：
当锚绳与水面成45度交角时，则锚绳的拉力
T=2P=2×(R/2)=R/2=4151/1.414=2935.6kg
选择Φ28（6×19+1）的钢丝绳作为锚绳，则有
安全系数K=40550/2935.6=13.8>6,满足规范要求。
锚绳长度即为lm=（h+b）×2=（12+1.56）×2=19.17m 取lm=20m
10、锚重的计算：
钢筋混凝土锚w=R（2—3）=w×3=4151×3=12.5t
因为锚绳长度受通航条件的限制而缩短，故每侧采用2个20t重钢筋混凝土锚来作为边锚，以策安全。
11、锚链直径及长度选择：
锚链直径：d=02.0/pk =02.0/4)×936.2(=24.2mm 采用设计给定的Φ40的锚链
长度l 0=2.5h=2.5×12=30m ，为了通航满足要求和锚重采用安全锚重配置之后，采用l 0=15m 。
12、 定位船的边锚配置：
4根Φ28钢丝绳作边锚绳，长为20m
4个钢筋混凝土锚每个10吨重，4根Φ40锚链，每根长15m
13、 导向船边锚配置：
(1) 受力计算：
a 、 风力计算：
R 3= k Ωp=81.55×1×60=4893kg
b 、 船体入水部分水流阻力计算：
R 2=R 1导/5=760.4/5=152kg
c 、 钢围堰入水部分水流阻力：
R 1=48440.4/10=4844kg
d 、 边锚所受合力R=R1+R2+R3=4893+152+4844=9889kg
（2） 锚绳直径及长度计算 T=R 2=9889×1.414=13983kg
边锚采用每侧2根锚绳，每根锚绳受力：
P=T/2=13983/2=6992kg
选用Φ37（6×19+1）的钢丝绳作为锚绳，则安全系数
K=72150/6992=10.3>6 符合规范要求
锚绳的长度每根长：
Lm=（H+b ）×2=（12+1.6）×1.414=19.2m 取Lm=20m
（3） 锚重的选择
钢筋砼锚锚重：w=3R=3×9889=29667kg=29.7t 选择每侧3个10t 的铁锚作边锚
（4） 锚链长度和直径计算
① 锚链直径：d=02.0/pk =02.0/4×992.6=37.4mm 按设计取锚链d=52mm
② 长度计算：
l 0=2.5h=2.5×12=30m
选择l 0按设计给定值取，即l 0=25m
（5） 边锚的配置
按上述计算，导向船每侧采用3个10t 的铁锚作锚碇，每个锚碇用一根长20m ，直径为37mm 的（6 ×19+1）类型钢丝绳和d=52mm ，长度为25m 的锚碇联接。