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1、浮船设计与施工建设方案1. 概述1.1 工程概况及编制目的构皮滩水电站通航建筑物下游引航道位于大坝下游约800m处，右岸地形陡峻，施工道路布置困难，为解决右岸机械、物资、渣石运至左岸施工的交通问题，指导浮船项目施工，使其设计、安装和运行处于受控状态，满足质量、安全和运行要求，特编制本方案。1.2 地质特征下游引航道沿线地表有少量厚度不大的第四系残坡积层及冲积层分布，出露地层为寒武系中上统娄山关群（2+3ls），岩性主要为中厚层、薄层灰质白云岩、厚层白云质灰岩，顶部含燧石结核和白云质条带。1.3 风向风力乌江流域全年地面盛行偏北风，夏季偏南风略占优。工程所在地余庆县历年各月最大南东风速见下表。余
2、庆县历年各月最大SE风速表 单位：m/s月 份123456789101112全 年风速6.07.014.07.08.06.010.08.06.06.06.07.014.01.4 设计洪水构皮滩水电站为峡谷型水库，每年510月为汛期（其中67月为主汛期），11月次年4月为枯水期；江界河水文站多年平均流量为716m3s，实测最大流量14500m3s，最小流量86m3s，调查历史最大流量20600m3s。构皮滩坝址天然水位流量关系见下表。构皮滩坝址天然水位流量关系表D尺水位F尺水位流 量D尺水位F尺水位流 量（m、黄海）（m、黄海）（m3/s）（m、黄海）（m、黄海）（m3/s）429427.283
3、4604598980429.3427.51054624619967429.5427.7117464462.911052430428.4165466464.912238431429.4261468466.813352432430.5382470468.714625433431.6517472470.715838434432.7662474472.617038435433.8827476474.618325436434.91010478476.6196254384371396480478.621020440439.11808482480.622440442441.12269484482.62390
4、0444443.12778486484.625410446445.13359488486.627010448447.13991490488.628700450449.14676492490.630470452451.15426494492.632320454453.16260496494.6342504564557115498496.6362304584578029500498.638250D尺坐标X=3029140 Y=36464022F尺坐标X=3029083 Y=364651902. 浮船设计简述2.1 设计目的满足本工程右岸施工的交通要求。主要承担右岸边坡明挖工程量约165600m3、
5、右岸边坡水下开挖工程量约35000 m3的出渣任务。同时，通过后期的改造，该船亦可用河床水下出渣平台。2.2 浮船设计参数本船采用内河C级设计船体结构，为单甲板、单壳、单层底的钢质焊接结构趸船。全船舷侧采用横骨架式，其它采用纵骨架式，并在主甲板车辆通道位置采用结构加强，肋骨间距500mm，纵骨间距500mm，满足载重100t的工程车安全通过。浮船的船舱空间无使用要求，可自由纵、横向设置加劲桁架，同囤船的形式和特点。浮船平面为长方形，长度78m，宽度8m，深度2.3m以满足行车道和防浪设施的需要。船的两侧作成流线形，斜面上便于设置防浪设施，破浪的效果较好。船的吃水深度1.2m。在护栏底部按5m间
6、距设置足够的横向泄水孔，排除雨水和翻漫过护栏的波浪。详细参数见下表。主要技术参数表序号项 目技术标准备注1过江安全车速5km/h2设计载荷汽-20挂1003舟体主尺度78米4型宽8米行车甲板宽度不小于4m5型深2.3米6设计吃水1.2米7满载排水量706.172t 8压载排水量677.976t9净载重吨位125t10静水航速6Km/h11适应风力5级12抗击流速2.5m/s13主机功率160KW2.3 浮船基本组成组合式浮船由主体平台、动力系统、减速齿轮箱、电动液压舵机、跳板、跳板提升装置、甲板设备及辅助器材等所组成。2.3.1 主体平台主体平台主尺寸为78m8m2.3m，由13个中间隔仓及1
7、套活动舷墙总成组合而成。2.3.2 跳板及跳板提升装置1)跳板（图1）主尺寸为540.45m，重约4.5吨。图1：跳板总图2)跳板提升装置跳板提升装置（图2）布置在浮船的两端，用于实现跳板的翻转，由吊杆、提升钢索、导向滑轮组和电动葫芦等组成。图2：跳板提升装置2.3.3 甲板设备甲板设备包括带缆桩、锚、锚链、滚柱导缆器、闸刀掣链器及人力锚机、顶推架、发电机组和照明灯具等设备。2.3.4 辅助器材主要为专用工具及备件等。2.4 浮船码头由于构皮滩水电站发电负荷的变化，水位变化频繁。为使浮船在设计水位范围内能正常作业，码头采用斜坡式可调岸坡道。为更好适应水位变化，尽量增加坡道坡度，坡度越大，级差越
8、大。但坡度太陡，车上下船时有可能碰撞跳板或斜坡。根据计算及斜坡码头设计的有关规定，斜坡坡度以不大于1：10为宜。船跳板搭接长度不小于1米。根据现场地形情况，码头初步拟定布置在K910K950间，详见附图浮船平面布置图。当水位变化超过1米时，采用挖掘机适时对坡道进行修筑，以适应水位变化。左右岸码头连接道路宽度均为6米，可调式岸坡道示意图如下。可调式岸坡道示意图采用4个系船柱固定在左右岸两边，定位桩采用钢筋混凝土浇筑，底部钻设28锚杆埋入两岸基岩中，单个系缆柱容许系缆力为550Kn，详见附图系船柱结构图。船体的固定采用钢丝绳连接船体和系缆柱，形成3545度的夹角，根据钢质内河船舶建造规范，本船舾数
9、为517，其锚链应选用CCSAM117.5mm，其破断负荷为113.31kn。考虑电站机组满发电时流量较大，为确保安全，直接选用18*7+FC32 GB/T8918-1996钢丝绳，其实际破断负荷为594Kn。船舶甲板设计12个双柱带缆桩，带缆桩选用A355 GB/T 554-1996，每个带缆桩适用的缆索最大破断负荷为255Kn。2.5 浮船安全验算2.5.1 结构强度校核计算本船结构为单甲板、单壳、单层底的钢质焊接结构趸船。全船舷侧采用横骨架式，其它采用纵骨架式，肋骨间距500mm，纵骨间距500mm。船体主要构件按中国船级社钢质内河船舶建造规范（2009）第1分册对内河C级航区浮桥的要求
10、进行设计。主要构件校核计算详见附件浮桥结构规范计算书。经计算，船体中部最小剖面惯性矩I=2845m*cm3，大于要求值2282.34 m*cm3；甲板处的剖面模数Wd=3181.8m*cm2，大于要求值1001.027 m*cm3；船底处的剖面模数Wb=2023.7m*cm2，大于要求值1001.027 m*cm3。故，船中剖面强度符合要求。具体计算详见附件中剖面强度计算书。2.5.2 浮船干舷计算干舷是船舶的重要指标之一，也是衡量船舶稳性的前提条件。船舶干舷越大，船舶的储备浮力越大，抗觉性就越强；反之，抗沉性就越弱。干舷的富裕程度，决定了船舶能否获得尽可能大的夏季吃水，从而也影响着船舶载重量
11、。本船为C级航区B型船舶，计算船长74.16m，按船舶与海上设施法定检验规则计算，浮船最小干舷要求值为347.9mm，本船实际干舷值为1114mm，实际吃水值为1200mm，符合规范要求。具体计算详见附件干舷计算书。2.5.3 浮船稳性计算本船的船体线型整体平行，根据计算，浮船满载排水量为：706.172m3，空载排水量为：580.329m3，净载重吨位为125.843t。根据内河船舶法定检验技术规则，经计算，本船完整稳性满足要求，浮船安全可靠。运行工况具体计算详见附件稳性计算书。2.5.4 浮船水流冲击力计算浮船淹没高度为：1.2m，按下式计算吊箱所受的水流冲击力：R=K（V2/2g）A （
12、KN）式中：R浮船所受水流冲击力（KN）； K水流阻力系数K=0.8； 水的容重=10KN/m3； g重力加速度g=9.81m/S2； V计算水流速度，按施工时最大流速计V=3m/S（汛期流速）； A浮船入水部分在垂直水流方向的投影面积（m2）：A=94.6m2将以上数据代入式中: 则：R =0.810KN/m3(3m/S)2/(29.81m/S2)94.6m2=347.16KN漂流物撞击力R 1=w */g*t=5KN*(3m/s) /(1s*9.8m/s) =1.5KN,考虑风动载20kn，则浮船则受到的水流冲击合力为：368.66KN32钢丝绳破断负荷为594Kn；根据水流计算，并经过拖
13、索的牵拉，船体向水流反向横倾的最大角度约0.7度。满足抗倾覆要求。2.5.5 甲板载货压头本船采用内河C级设计船体结构，并在主甲板车辆通道位置采用结构加强，即在船中左右3mm的位置使用结构加强，其计算压头为12t/m2，其他位置也可以承受4t/m2的压头。3. 浮船施工3.1 水、电供应施工用水采用抽取乌江江水，在浮船上自备抽水站，主要用于清洗及消防用水。施工用电由三级船闸变压器引出。投入使用后浮船上自备电源，主要用于浮船上维护、照明使用。3.2 码头建设码头建设主要内容为浮船与岸边临时道路的连接，以及系船柱的施工。本工程由于水位变化幅度较大，为了尽可能少占用开挖工作面，拟采用斜坡式可调岸坡道
14、，采用单级码头。当水位变化超过1米时，利用充足的开挖设备，及时采用挖掘机对坡道进行填筑或挖除。系船柱采用钢筋混凝土浇筑，底盘基座采用4根28锚杆埋入基岩中，柱体浇筑C30混凝土。详见附件550Kn系船柱结构图。3.3 制作与安装场地浮船制作场地选定在第三级船闸的围堰下游处。焊接安装完成后通过滑轨入水。3.4 密性试验及荷载试验3.4.1 密性试验在船体的装配焊接和火工矫正工作完成后，即可进行船体的密性试验。密性试验的目的是检查外板、舱壁等的焊接有无渗漏现象，以保证船舶的航行安全。密性试验常用的方法有：水压试验、冲水试验、气压试验和冲气试验等。详见附件密性试验大纲。3.4.2 荷载及倾斜试验正式运行前，在征得发包人、监理同意的前提下，按照先空载试验，再砂袋沉重试验，先轻后重的原则，进行实施，主要目的检验浮船的承载能力及浮船自备动力的可靠性。按照规范进行船舶
