浮船坞的沉深试验

袁元涛

摘 要：沉深试验是浮船坞设计建造完成后进行的一项重要的试验。通过最大沉深试验，对浮船坞的沉浮性能、舱室密性及结构强度、压载及液位遥测系统、遥控系统进行一次综合性检验。文中以22000吨举力浮船坞为例，全面阐述了浮船坞沉深试验，为今后浮船坞的设计和建造提供参考。

关键词：浮船坞;最大沉深;试验;空气管;气垫

1 浮船坞的主尺度及压载舱布置

总长（记入首尾端平台）   240.00m

浮箱长                                   220.00m

外坞墙间宽                           48.00m

内坞墙间宽                           39.00m

顶甲板距基线                      18.50m

安全甲板距基线                  14.50m

浮箱高度                               4.60m

最大沉深吃水                      14.70m

工作吃水                              4.10m

22000吨举力浮船坞为整体式浮坞，浮箱和坞墙为钢质结构，浮箱纵向被分成6个水密区和1个横向通道，每个水密区横向被分为4个压载水舱，总计24个压载舱。坞墙顶甲板、安全甲板、内外坞墙及坞底为纵骨架式结构，浮箱甲板为横骨架式结构，纵舱壁、横舱壁均使用水平加强材形式。如图1所示。

2 浮船坞沉深试验

2.1 试验目的

最大沉深试验主要目的如下：

（1）考验本坞的局部强度和结构质量、结构的密性;

（2）综合检验浮船坞压载、遥测、遥控系统;

（3）确定各压载水舱空气管下口的位置，保证本坞能下沉到最大沉深位置且不会超过;

（4）测定浮坞从最大沉深处上浮至空坞吃水的上浮时间。

2.2试验条件及准备

（1）试验前，浮船坞应处于完工状态，并应完成锚泊泊碇作业。

（2）沉深试验计划下沉到最大沉深吃水14.7m。试验时淡水舱、燃油舱应充满，如淡水舱、燃油舱不能充满，则下沉吃水应进行修正而减小。

（3）压载水舱内的空气管下口高度，按空坞重量测定后重新修正的高度勘划并切割好。

（4）下沉作业时浮船坞起重机应停留在錨泊位置并锁定。

2.3试验步骤及注意事项

（1）打开所有压载舱进水阀，浮船坞在重力作用下自流进水下沉，通过操作各舱进水阀开启的大小，使浮船坞始终保持无纵倾、横倾，尽量减少浮态不平对空气垫数值的影响。

（2）在沉浮试验中应对所有阀、泵及相关设备进行操纵，并对其性能作检查。

（3）浮船坞下沉到达7.5米沉深时关闭阀门并对安全甲板及空舱进行密性检查，确认密性完好，如无发生异常和渗漏现象，再开启阀门进水，继续下沉试验。

（4）在下沉过程中记录浮坞的吃水和各舱的水位，校正四角吃水仪读数和各舱水位仪的读数。

（5）当浮船坞下沉将要达到设计最大沉深14.7米时，正常情况下，浮船坞压载水舱内空气气垫应使浮船坞下沉速度减慢，若浮船坞下沉速度未见减慢，应及时关闭进水阀，停止下沉并分析查找原因。

（6）浮船坞下沉到达最大沉深后，在进水阀开启状态下，应能停止下沉，观察浮船坞在该浮态能否保持一段时间。如能保持3小时，表示浮船坞密性符合要求。

（7）如果浮船坞在进水阀开启下停止下沉的沉深不是14.7米，则应记录该状态的吃水值以计算出空气管下口的修正量，对空气管下口位置修正后，重新进行最大沉深试验，直至本坞能下沉到14.7米（允许相差0.15米）且不再下沉为止。

（8）空气管调整到位后，在空坞吃水状态开启进水阀，记录自进水阀处于开启状态通过重力自流进水，将空坞下沉到最大沉深所需的时间。

（9）通过排水使浮坞从最大沉深上浮至空坞吃水，并记录上浮时间。

2.4空气管长度计算

浮船坞靠重力下潜的深度由压载舱内空气管的长短决定，即单舱内压载水位没过空气管底端时，随着浮船坞下沉，压载舱内空气没法通过空气管排出，只会进行压缩，当内外水位压差等于舱内外压强时该舱便会停止进水，达到平衡。

通过外吃水和空气管的长度推算出各压载舱的水位，再结合外吃水浮态推算出当时坞体的重量。如图2所示。

2.4.1计算方法

由以下公式可以推算出压载舱内水位或空气管长度或舱内压强。

P0V0=P1V1

P1-P0=ρg（T-H）

P0=101300 N/m2

V0——空气管底距舱顶之间的体积

P1——压缩后的压载舱内空气压强

V1——压缩后的压载舱内水位距舱顶的体积

T——浮船坞外吃水

H——压载舱内吃水

2.4.2本坞最大沉浮工况

2.4.3各压载舱内空气管高度

由上可以推算，各压载舱内空气管的高度。如表2所示。

2.4.4空气管的切割

根据沉深试验结果，计算求得各压载舱内空气管的高度，按表3、图3切割各舱内空气管。

3结束语

综上所述，浮船坞的沉深试验是对浮船坞的沉浮性能、结构强度、压载系统及遥测系统的一次考验，通过沉深试验完成对压载水舱的液位计、倾斜仪、四角吃水计及空气管的最后调整，检验了浮船坞建造质量，是交船前必不可少的试验。

本文以22000吨举力浮船坞沉深试验为例，阐述了该试验的目的、方法、过程和注意事项，希望对浮船坞设计人员和建造工程师有所帮助。

参考文献：

[1] 邱崚. 浮船坞的试验[J]. 船舶设计通讯，1993（2）：117-120.

[2] 杨俊华. 浮船坞的纵向强度试验[J]. 船舶，2017（12）：34-38.

[3] LR. Rules and Regulations for the Construction and Classification of Floating Docks [M]. London， UK： Lloyds Register Group Limited. 2016.