（甘肃建筑职业技术学院，甘肃 兰州 730050）

本文作为《兰州市雁儿湾船舶起泊检修系统土建部分设计研究》一文的姊妹篇略去了工程概况一部分，对《兰州市雁儿湾船舶修造基地建设项目》的船舶起泊系统中的以下两个问题做了分析计算：

1）卷扬机吨位的选择；

2）地锚尺寸的确定。

1 牵引、锚固系统设计

1）卷扬机：设计采用额定牵引力为15吨的横拉式固定卷扬机作为牵引动力，单索牵引，由符合生产经营资质要求的厂商供货，并负责上门安装。

2）拖车：设计长3.5m，宽8.m，高0.7，轴距3.0m，轮中心4.0m。同时起泊检修2只船舶，每只船舶起泊需用拖车2台，共制作4台。每台拖车上配备特制固定船舶用千斤顶4只、倒链4套。

3）缆索：选用10t卷扬机标准配置的优质钢丝绳，总长约450m，由卷扬机引出，绕过固定于拖车上的定滑轮，其中1股由卷扬机牵引，其余2股卷缠绕在卷扬机室门口的定滑轮、安装在拖车上的动滑轮上。缆索中间经过检修平台与斜坡段交汇处的转向滚轴滑轮，每隔10～12m支承在翻盖式支承滑轮（托轮）上。起泊同一只船舶的2台拖车之间柔性联接，采用2股Φ30普通钢丝绳，总长约50m，保证两台拖车之间的距离在7～55m间可调。

4）轨道：P43型重轨，轨道埋设在钢筋砼面板内，中心距4.0m。轨顶标高最低端1496m，最高端1506m，轨道长度约150.572m。设计采用轨顶与斜坡段、检修平台表面高程完全一致，确保气囊下水的可行性。

定滑轮锚固装置：定滑轮锚固装置共有三套（如图1定滑轮锚固装置布置图），1号地锚主要用来锚固卷扬机和牵引船舶上水的定滑轮，2号、3号地锚主要用来锚固牵引气囊下的转向滑轮。水拖车牵引缆索的定滑轮的锚环设置在卷扬机室门口两钢轨正中间，锚固装置由地锚块、锚架、I14槽钢、连接钢筋等组成。地锚压在卷扬机室后墙的正下方，使得卷扬机室的建筑重力和室内地下土体参与受力。锚架采用个别设计，埋置在室内地坪以下，只露出锚环部分。地锚施工时，必须与机电安装施工同步配合进行。

图1 定滑轮锚固装置布置图

5）转向滑轮锚固装置：转向滑轮锚固在斜坡轨道段与检修平台连接处的枕梁预埋件上，枕梁端部承受斜坡段和检修平台上轨道梁传来的荷载，跨中承受转向滑轮传来的斜压力，按支承在弹性地基上的深梁进行设计。

6）起泊固定装置：每台拖车上配备特制固定船舶用千斤顶4只、倒链4副（套）。拖车肩长8.0m,千斤顶设计吨位60t，配备拖拉力70t四轮滑子2组。

7）卷扬机锚固：卷扬机室的地坪表面预埋2块长3.5m的I14工字钢，间距3.0m，与供货厂家制作的金属结构卷扬机底座固结。

8）移动式门式吊机：用于检修平台上船舶的起吊检修，由门式吊车、轨道等组成，土建施工准备时，由供货厂家另行设计、安装和调试。

9）拉环：固定船舶用的地面锚拉环设置63个，分3路安装，中路17个，两侧每路23个，检修平台上每路间距6.5m，同一路锚拉环相邻间距4.0m；斜坡段左路间距5.5m，右路间距6.5m。拉环顶面与砼面板表面一致。

另外，为防止缆索钢丝绳磨损，设置翻盖式托轮9组（套），位于轨道中心线上。滑动装置安装在托轮盖上，翻开时进入工作状态，合盖后顶面标高与地面标高一致。斜坡轨道段每隔10m布置1组（套），检修平台上托轮间距12m。

2 卷扬机吨位的选择问题

在以前设计中选择卷扬机吨位时是按滑动摩擦考虑拉力的，应按滚动摩擦考虑拉力，希望引起注意。

轮子要向上发生滚动（如图2牵引系统受力分析图）所示，轮子发生斜向上滚动的条件即:F>δG垂/r+G沿

式中：F-为沿斜面向上的拉力；δ-为滚动摩阻系数,取0.5mm；

G垂、G沿-分别为船的自重与托车的自重之和垂直斜面的分力与平行斜面的分力；r-为托车轮半径，取300mm。

由坡度i=1:11，利用反三角函数得出坡角a=5.1944°

则sina=0.090535、cosa=0.995893、tana=0.090909。

图2 牵引系统受力分析图

由力的正交分解法对船舶进行受力分析，可得：

重力垂直斜面的分力：

G垂=G×cosa=2400000×0.995893=2390143.805 KN；

重力沿斜面的分力：

G沿=G×sina=2400000×0.090535=217284.5809 KN

最后得出卷扬机钢丝绳的牵引力：

F>G垂×δ/r+G沿=2390143.8050.5/300+217284.5809

=221284.5809KN

由以上计算可知采用10t卷扬机时，需要1动1定滑轮按（图3为船舶牵引钢丝绳穿绕方法示意图）布置即可。

图3 船舶牵引钢丝绳穿绕方法示意图

3 结语

船舶起泊检修系统涉及道桥，房建、机电等专业，在设计中需要综合考虑。