兰州市雁儿湾船舶起泊检修系统土建部分设计研究

（甘肃建筑职业技术学院，甘肃 兰州 730050）

1 工程概况

兰州市雁儿湾船舶修造基地位于甘肃省兰州市城关区东岗镇雁儿湾黄河南侧。本工程土建部分由斜坡轨道段、检修平台、卷扬机室三部分构成；机电工程由卷扬机牵引、锚固系统和供配电系统三部分构成。起泊系统设计船舶吨位200吨，起泊方式以缆车轨道起泊为主，辅以一侧小型船舶的气囊气垫下水方式。

本设计为充分利用地形，采用斜轨道轴线与岸坡斜交布置方式。轨道及平台布置坡度为1:11，斜坡道长110000mm，宽22000mm，最低点高程1496m。斜坡道末端设置一处40000mm×32000mmm检修平台，平台高程1506m,用于船舶检修，平台后设置卷扬机室。工程平面布置如图1所示。

图1 工程平面布置图

2 各部位设计

2.1 斜坡轨道段

轨道布置坡度为1:11，由倾斜轨道梁、船舶下水面板、P43重型轨道走行部分等组成。斜坡段采用了实体路基+轨道梁（钢筋混凝土面板）的方案（图2），有效地降低了造价。为了保证路基稳定，实体路基采用卵砾石土填筑。轨道梁宽、高采用1000mm×800mm的C30 连续钢筋混凝土矩形断面梁，与200mm厚C20钢筋混凝土面板连成整体。轨道梁及面板下做300mm厚的5%水泥稳定砂砾土。斜坡道P43重型钢轨轨道埋设在梁顶钢筋砼面板内，设计轨距为钢轨中心距4.0m，轨道支撑梁中心距4.0m。船舶下水设计中，考虑到以后造船下水的要求，斜坡道下水面板预留了10.5m的气囊下水宽度，并且在一侧设置10m宽气囊侧面下水面板，总宽22m。斜坡轨道卵砾石土分层夯实填满，表面铺筑20cm厚钢筋砼面板和80cm厚的轨道梁。考虑到从斜坡道上平台时55m长的船在竖曲线上容易受阻，特采用半径308.4m的两个圆曲线和三段直线连接（图3）。

图2 斜坡轨道结构立面图

图3 斜坡轨道纵断面面图

2.2 检修平台

平台地面高程1502.5m 左右，尺寸40000mm×32000mm（顺斜坡道方向尺寸为40000mm，垂直斜坡道方向为32000mm），平均填土高度3500mm，为厚200mm现浇钢筋混凝土板+300mm的水泥稳定砂粒结构。1000mm×800mm的轨道梁下设置300mm厚的水泥稳定砂粒。水泥稳定砂砾下填筑卵砾石土。

检修平台在轨道梁中间设置一长约10000mm，宽1500mm，高1000mm的检修池。

2.3 卷扬机室

卷扬机室采用砖混结构，轴线面积为5.7m×5.7m，建筑总高度3.9m。为保证卷扬机和牵引定滑轮的稳定，地板采用厚度0.8m钢筋砼结构，其下为500mm厚开挖回填的3:7灰土垫层。机房下部埋设5.0m×3.0m×1.5m的砼地锚，地锚与卷扬机底座内部横向各埋设I14工字钢，并通过厚20cm钢板连接，定滑轮锚架下端固定在地锚内。

卷扬机室两侧各设置一间辅助用房间，进深5.7m，开间4.2m。一间为值班室，一间为工具室，兼作工具备品库和室内检修场地。

2.4 地锚尺寸的选择

混凝土地龙如图4所示，系依靠其自重来平衡拉力，一般不考虑土压力，即：

Gb≥kQL

式中：

G—混凝土块自重；

b—地锚的1/2宽度；

K—稳定系数,K≥1.4，本设计取2；

Q—其承受的斜向上的拉力；

L—其抗倾覆力臂

对地锚进行受力分析,由受力图各关系可推得：

L=b/sinф-(b/tanф-H/2)×cosф

式中：

H—地锚的高度；

ф—斜向力Q与水平力之间的夹角，可取值30°

则sinф=0.5、cosф=0.866025、tanф=0.57735；

拉力：

图4 混凝土地龙

Q=F/cos30°=255517.4234kN

采用试算法，当地锚长=4.5m、b=1.5m（即宽=3m）、高H=1.5m时，得：

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

G=地锚体积×砼容重=4.5×3×1.5×24000=486000kN

则地锚能提供的拉力Q'（与Q大小相等，方向相反）为：

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

即Gb≥kQL

所以满足条件。

由以上计算可知，地锚尺寸采用（长×宽×高）5m×3m×1.5m即可。

3 结语

船舶起泊检修系统涉及机电、道桥，房建等专业，在设计中需要综合考虑。