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1、第十二章 机械化滑道,机械化滑道的分类及组成纵向机械化滑道的型式横向机械化滑道的型式机械化滑道的主要尺度机械化滑道的基础结构及计算要点,1、分类 按船纵轴线与滑道轴心线的相对位置划分为:纵向机械化滑道和横向机械化滑道。2、组成 无论是纵向还是横向机械化滑道均由三部分组成：下水滑道区：为船舶上下水的通道，倾斜状态；横移区：是船舶从滑道区至船台区的过渡区，常为水平；船台区：是船舶修造船的场地，设有多个船位，常为水平。3、上墩、下水过程 上墩：船至滑道附近水上定位坐落在滑道的小车上载船小车沿滑道向上移船移至横移区移至船台落墩；下水：相反过程。,、机械化滑道的分类及组成,1、船排滑道 特点：船体在船排
2、小车上修造，滑道在水上部分即为船台，船体修造处为倾斜状态。船排小车车架高度前后一致。整体式船排：船排小车为刚性连接；分节式船排：小车间用一般链索连接，可调整间距，重则密，轻则梳；并可根据船长来确定小车数量。优点：结构和设备简单，投资省 缺点：船体倾斜，尾浮是船首压力大，不能斜转平；船底修理不便；滑道的利用率不高，两侧不便多设平台。适用：小船的修造。,、纵向机械化滑道的型式及特点,2、双支点滑道 特点：只用两台小车支撑船舶；船体可斜转平，修船处于水平状态。根据经验：船长2035m，小车中心间距812m；船长50m，小车中心间距30m3、摇架式滑道 特点：滑道顶端设一摇架，使船体从倾斜转为水平。上
3、墩工艺：水上定位船上船排小车拉船至摇架摇平移船至横移车船台落墩。优点：滑道利用率高，用于多船台；船体处于水平状态，维修方便。缺点：船道压力大；环节增加，机械多，造价高；摇架对船重有要求200900t。适用：纵向刚度大的中小船舶（200900t）,4、转盘式滑道 特点：在滑道顶端坡面上设一转盘装置，使船体斜转平。工艺：转盘旋转时，下支点边旋转边上升，下支点边旋转边下降，斜转平。优点：滑道利用率高；船体处于水平状态，维修方便。缺点：船首压力大；转盘区构造复杂，机械设备多，造价高；施工困难（旋转轨道时要求高精度）；对船重有限制。适用：有合适地形，地质条件好，船重250600t。,5、自摇式滑道（变坡
4、在横移区）特点：船体斜转平在横移区的变坡过渡中进行。工艺过程：水上定位（利用定位墩上的系船柱和岸上电动绞盘，将船移至滑道上，利用船上岸上的标杆，对中固定，船排小车放下）沿滑道移动船（绞车拦截船排小车，至横移轴心处，横移车仍处于倾斜）横移摇车移至船台船台上修造。优点：滑道利用率高；斜转平，省去接架转盘，环节少；船体处于水平状态，维修方便；对船重限制小，可达1000t。缺点：变坡施工，精度要求高；对不均匀沉降，要求严格施工，麻烦；船首压力大。,6、斜架车滑道 特点：船排在双层斜架车上；船体始终处于水平；无船首压力大。工艺：水上定位船上双层车双层车移至滑道顶端船排小车带船舶上横移车横移车至船台位置船
5、排小车带船上船台。优点：滑道利用率高；船体处于水平状态，维修方便；无船首压力；对船的适应能力较强。缺点：要求滑道末端水深大，滑道长；工程量增加，造价增加。适用：大型船舶的上墩下水作业，能适应不同类型的船舶。,7、纵向机械化的一般特点 下水滑道一般垂直于岸线布置，占用岸线短；但要求滑道长且末端水深较深。船舶手水流影响较大；在沿下水滑道上的斜轨移船过程中，由于牵引力与船轴平行，船体不易侧扭，特别是采用整体式下水车时，船体更为稳定。当采用船排小车沿下水滑道向上移船时，在船艏已经出水而船艉仍浮在水上的时刻，船体受弯，对纵向强度低的船只不利。下水滑道总长度和下水滑道区所占面积均比横向滑道小，造价低于横向
6、滑道。滑道末端水深比横向滑道大，末端容易受淤积影响。,1、横向高低轨（或高低轮）滑道 组成：滑道区、横移区、船台区 特点：横移区就是滑道的水平区，并在滑道斜坡区和水平区间有一曲线过度段。高低轨：所用的上墩下水移船小车与自摇式纵向滑道中的横移车相同，前后车轮在同一高度，但车架后端有一对附加轮。滑道上高轨和低轨与横移区上的相应轨道相，都应用相同半径的圆弧连接起来，以确保过度段上相同高程处高低轨道之间的距离恰好与下水小车上两车轴的间距相等。高低轨道有六种设置方式。,、横向机械化滑道的型式,在滑道斜坡上铺设高低个两条轨道，水平段设两条轨道；下水车在靠水侧设两套走轮，而靠陆侧设一组走轮。,在滑道斜坡上铺
7、设高低个两条轨道，水平段设高程相同的四条轨道；下水车前后两侧均设两套走轮。,在滑道斜坡上铺设两条同高的轨道，过度段设两高两低的轨道，水平段设四条同高轨道；下水车在靠水侧设一对走轮，而靠陆侧设一对高的走轮和一对低的走轮。,在滑道斜坡上铺设宽轨两条，水平段设两条窄轨；高低轨只铺设在过渡段。下水车在靠水侧设四对等高走轮，而靠陆侧设两对低走轮（走宽轨）和两对高的走轮（走窄轨）。,在滑道斜坡上铺设两条窄轨，水平段设两条高轨和两条低轨；下水车在靠水侧设两对高走轮，而靠陆侧设四对等高低走轮。,在滑道斜坡上铺设两条窄轨，水平段设两条宽轨，过渡段处两者交会形成高低个两条轨道。下水车前后侧均设有行走窄轨和行走宽轨
8、个两对走轮，但后轴中是两对低走轮和两对高走轮。在水平段内要设局部凹槽。,高低轮：所有轨道都在同一高程上，而移船车中的附加轮和主要行走轮布置不同高度上，斜坡而行驶，斜轮承要水平行驶，水平轮承重。在上述六种布置形式中，近来多采用后面四种，即高低轮滑道。目的是避免在滑道的斜坡段造高低轨道，以便于施工。同时，将高低轨道或凹槽铺设在水平段横移区，在陆上进行结构处理比较方便，降低工程造价。高低轨（轮）横向滑道的载重量在2003000t。,高低轨（轮）特点 下水车兼做横移车，斜转平不需换车，转向环节少 上墩下水船体始终处于水平状态（同斜架车滑道）在下水轨道与横移区轨道衔接处，用曲线高低轨连接（同一半径，不同
9、圆心画圆弧，分别与斜坡轨道和水平轨道相切）高低轨（轮）缺点 高低轨轨道基础结构复杂施工麻烦高低轮临水侧的下水架，要求滑道末端水深大，在横移区轨道下，要流出下水车外侧高腿的回槽，施工麻烦。,2、梳式滑道 组成：斜坡滑道区、横移区、船台区；工艺：水上定位斜架车载船移至横移轨搭接处船台车移至船底斜架车下行，船体移至船台车上船台车载船移至船台落出墩，船台车退出。特点：适用：船重小于3000t的平底河船,4、横向机械化滑道的共同特点 插横向上墩，不便于水上定位；因移船方向与船体纵轴线垂直，船体容易受扭；因船上墩下水无艉浮现象，船体不受弯，所以适合纵向强度低的船舶。下水轨道总长度大于纵向滑道，造价较高；占
10、用岸线长，但所需水域宽度小；船舶上墩下水手水流影响小；滑道末端水深比纵向滑道小。,一、滑道设计水位的确定 滑道设计水位是确定船台地面和滑道末端工程的主要因素。1、设计高水位：以保证船厂陆域不被淹没为原则，与港口码头相同。2、设计低水位：与港口码头不相同，主要是使用要求上的不同。港口码头：船舶停靠经常，连续时间长，以全年大部分时间能保证通航停靠为目的确定设计低水位（如海港，历时累计频率达到98的潮位，河港历时保证率9298的水位）。,、机械化滑道的主要尺度,滑道：作业10多次/月，间歇不连续，时间短（12h/次）以在一定时间内（如一个月内，枯水期或一年内）某水位可能出现的次数（即为生产所需的次数
11、）且每次持续时间12小时的水位为设计水位。即：统计多年实测枯水期水位选择保证率设计低水位。二、滑道末端水深（与滑道形式有关）和滑道顶高程 1、船排小车入水的纵向滑道（船排，双支点，摇架式，转盘式，自摇式）自设计低水位算起按下式确定：式中：lT船排小车在水下的总长度，等于0.60.8)LP，双支点取0.5LP。LP船舶两垂线之间的长度。,2、纵向斜架车滑道末端水深 式中：TA船舶上墩下水的艉吃水；ha斜架车尾端高度。3、高低轨横向滑道的末端水深4、梳式滑道末端水深5、滑道顶高程 滑道顶高程与船台高程一致，一般是设计高水位加一定超高。,三、滑道坡度 取决于滑道形式和大小，地形条件，水位差等，船排滑
12、道，双支点滑道，斜架车滑道各不相同，纵横向滑道也不一样。船排滑道：1/201/15，大型滑道取小值，小型取大值。双支点滑道：1/101/8，在其下端一定范围内，也可采取1/6左右的坡度。纵向斜架车滑道：1/221/8，船舶长度大取小值，反之取大值。横向滑道：一般取 1/121/4.5，对于横向梳式滑道一般取1/8。,四、横向滑道的宽度和轨道条数及间距 1、纵向滑道轨道数及轨距 用船排小车下水：2根轨道，间距：1/31/2船宽；双支点滑道小车的轨矩和架面宽度：1/31/2船宽；用斜架车下水：23根（船重是取3根）间距1/2.51/2船宽。2、横向滑道宽度、轨道数及轨距 宽度：B=L+2b 轨道组
13、数：式中：LP为船舶两垂线间的长度；B为每组轨道中心间距（高低轨取68m，梳式取8m）梳式滑道横移区的轨道数应比滑道区多一组。,五、滑道区、横移区、船台区尺度 1、滑道区尺度 滑道长度：由滑道顶标高、底标高及坡度确定 滑道宽度：由轨道组数和每组轨道间距，并考虑外轨两侧宽裕值确定，当两侧有挡土墙时：宽度最大船宽（纵向）或最大船长（横向）船与墙的富裕宽度。2、横移区尺度 横移区长度：与滑道形式、船台船位数量及布置有关。横移区宽度：取决于横移车长度及横移车与两侧挡墙的间隙。横移区和船台的高差：应等于横移车的高度，一般在11.5m之间。,3、船台区尺度 船台标高：为了便于布置交通运输交通线路，应尽量接
14、近齐平的厂区标高，且考虑船台不被淹没，应高出设计高水位0.5m，综合考虑确定 船台平面布置：取决于船位数量和每个船位的尺度；原则：起重机吊杆和平衡回旋时不碰船台绞架；起重机吊幅至少船台中心线；起重机轨至船台边34m，便于布置工艺管道；船台长（宽）船长（宽）+（1.52.5）2两侧搭设绞架所需的宽度。,船台和滑道的轨道基础结构形式应根据车轮压力、地质条件、移船车对轨道变形的要求、材料供应以及施工条件等情况进行选择。一、基础的结构形式、轨枕道渣结构：钢轨、轨枕和道渣 优点：结构简单，材料少，造价低；易调整轨顶标高。缺点：整体性差；承载力低，沉陷停止前要调整轨顶标高适用：对沉降要求不高，地基较好的情
15、况（用与水下部分要慎重，对当地冲淤情况有充分的论证。,、机械化滑道的基础结构及计算要点,、天然地基上的钢筋混凝土梁和板 1、梁式 型式：矩形、倒T形、工字形、对称式高低轨梁、井字梁。构造：用联系梁固定轨距，梁下层设砼垫层，以下分别是碎石层、砂层，伸缩缝间距3045m，端部局部宜加宽或在接头处垫放铬板以减少不均匀沉降。2、板式：荷载大而地基软弱时可用此基础形式。型式：矩形板式、肋形板式。伸缩缝：间距1520m。,3、轨道梁和板的优缺点及适用条件 优点 整体性好，沉陷小，沉降调整的幅度小；刚度大，耐久性好；施工方便。缺点 砼和钢材用量大；造价比道喳基础高。适用 轮压力大，地基承载力不足；移船车对不
16、均匀沉陷要求较高，或轨道结构复杂（如变坡段、曲线过渡段）。,、人工桩基上的梁 1、桩的型式 钢筋混凝土桩、钻孔灌注桩、管桩、沉井、沉箱或方块支墩。2、优缺点 承载力高、沉陷小、但造价高。3、适用 地基软土层厚或天然岸坡陡，而滑道坡度缓需架桥的地段。,二、轨道荷载的确定、轨道荷载 主要是车轮压力，它与船重、车重及其在各车之间、轮重之间的分配有关，而这种分配又与船、车、轨道结构和地基基础的相对刚度有关。船体的传力过程：船重变刚体船体弹性支座龙骨墩弹性简支（连续）船排车（梁）弹性地基梁。这是一个非常复杂的受力系统，目前还没有精确解。工程上常采用平均荷载乘以经验系性的不均匀系数的方法来确定轮压力。不均
17、匀系数有两个：一是当移船车采用分段式小车时，船重在个小车间的分配不均匀系数K；另一个是一台小车个车轮轮压力的不均匀系数k。,1、荷载不均匀系数 K船重在分段式船排小车之间的分布不均匀系数（双支点滑道1.21.4，其他1.31.8），当船体均匀，基础及车轮弹性好，轨道施工精度高，取小值，反之，取大值。k同一车子各轮压的不均匀系数1.11.2。船体偏心小，车轮少，轨道少，施工精度高，地基弹性好，取小值，反之，取大值。,2、轮压计算 船排车承受的船重：轮压力：q船排小车自重 适用于：船排滑道、双支点、摇架式、旋转式（自摇式）滑道的船排车 双层下水车及横移车（上层为船排车，下层为斜架车或横移车）作用在
18、轨道上的轮压力：,梳式滑道斜架车最大轮压力：斜架车数量：K船重在小车之间分配不均匀系数,、船排车船首压力 概念：船排小车载船下滑，船尾浸水后，受到浮力作用，产生尾浮力矩，使船重在各小车之间的分配发生变化，其中船首小车受到的压力最大，称此压力为船首压力。船排小车载船沿滑道下滑至船完全离开下车的过程，可分为五个阶段，取设计高、低水位分别绘制船首压力过程图，然后绘成包络图，求出船首在不同位置时的轮压力。,三、轨道基础的计算、天然地基上的轨道梁的计算 基本思想：已知外力地基反力分布基础梁的内力和变形。1、地基反力直线分布法 2、理想弹性体假设 将地基视为连续的理想弹性体（半无限大理想弹性体，有限深弹性
19、压缩层），充分考虑了地基的整体性和连续性，在这些情况下，可利用弹性力学中的解答来建立地基表面各点的压力和沉降的关系。但与实际土基的性质相差甚远，用此计算结果有偏差（弹塑体）。同时，对于刚性大的基础，按此法求得的地基反力分布一般呈马鞍型，地基反力向基础两端集中，基础中产生过大的正弯矩，使基础的材料用量和造价增加。,地基系数法（文克尔假定）,3、地基系数法（文克尔假定）这种假设把地基视为无限多个各自独立的弹簧，忽视了地基的整体性和连续性。但由于计算方便，且k取值适当，计算结果满足工程上的要求，因此为世界各国常用。判别梁的刚度 梁相对的刚度系数 折算长度：刚性梁，地基反力呈直线分布 有限长梁（短梁）
20、,前苏联的初参数法查弹性地基梁计算图表及公式 无限长梁（半无限长梁）,梁端切力的确定（考虑钢轨影响）钢轨刚度轨道梁，故可认为梁两端为铰接（用钢轨铰接）截面左右端沉陷相等 左边沉陷=右边沉陷：式中：为单位力时所引起的梁端截面的沉陷，可由荷载影响线查得。,内力包络图和最大地基反力 因轨道梁上的轮压力是移动荷载，因此需绘制梁的内力包络图。包括弯矩、剪力包络图，以便进行纵、横 向配筋，同时可由此求出所有轮压力位置中最大地基反力值。,、轨枕道渣基础的计算 计算内容包括：钢轨、轨枕、道渣（厚度）、地基应力四部分。1、钢轨计算 按弹性支承连续梁法 按弹性地基梁计算 轨枕的弹性系数R（N/cm）使轨枕下沉1c
21、m时钢轨作用在轨枕上的压力（N）道床系数C（N/cm3）轨枕下沉1cm时作用于道渣上的压力强度（N/cm3）,当轨枕上铺两根钢轨时当轨枕上铺一根钢轨时式中：C道床系数（N/cm3）；b轨枕的宽度（cm）；l轨枕底面的长度（cm）；轨枕弯曲系数，等于ym/ymax。,钢轨的轨道系数（N/cm2）=R/a a轨枕中心距。钢轨相对刚度系数 可按无限长梁的相关算法，求得钢轨的扰度y，弯矩M，剪力Q。,2、轨枕计算 钢轨传给轨枕的最大压力 短轨枕按一般静定梁计算轨枕内力，假设轨枕底面反力为均匀分布。柔性长轨枕按文克尔假定的有限长梁计算，此时地基系数为道床系数C。,3、道渣应力验算 轨枕作用在道渣上的最大压应力Pmax 4、地基应力验算 假定：轨枕传给道渣的压力沿着与铅垂线成30的角度向下传递至地基上。当相邻轨枕的传递线彼此不交叉时，且为双轨时，地基上的平均压应力m,因地基上的实际压力分布呈抛物线，故须验算最大地基应力：地基压力不均匀系数，1.52.25。、桩基上轨道梁的计算 一般应按弹性支承连续梁计算，但在某些情况下可简化计算，且计算结果相差不大。如桩的刚性系数较大，且间距很大，梁的抗弯刚度不大的情况，可按刚性支承连续梁进行计算。,
