直擋板。加強(qiáng)三角板垂直設(shè)置在破土粑齒上，增加破土耙齒 的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。破土粑齒和加強(qiáng)三角板垂直設(shè)置在垂直擋板的 側(cè)面上，相鄰的兩個加強(qiáng)三角板之間設(shè)置緩坡?lián)醢濉?/div>
另外，該托底鋼梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮了300m 水深處水的 壓強(qiáng)作用，為了抵抗彎曲，避免屈曲的發(fā)生，通過鋼梁主體 內(nèi)部設(shè)置的橫向隔艙板以及縱向板材上設(shè)置的角鋼加強(qiáng)結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度。另外，鋼梁外部板材上均開有小孔，平衡內(nèi)外壓差。
該托底鋼梁兩端設(shè)置有供起吊的眼板，可以利用水面 的大型提升裝置，通過起吊鋼絲繩連接到托底鋼梁兩端的眼 板上，將沉船提升至水面，完成大深度大噸位沉船的打撈作
業(yè)。
3 托底鋼梁設(shè)計圖紙和結(jié)構(gòu)校核
3.1托底鋼梁設(shè)計圖紙
托底鋼梁設(shè)計圖紙如圖1所示。
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[attach]8317[/attach]
圖2 托底鋼梁端部破土結(jié)構(gòu)
3.2 托底鋼梁結(jié)構(gòu)校核
本文采用大型通用有限元軟件ANSYS 16.0對該托底鋼 梁進(jìn)行建模計算，校核其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。計算模型所有板材采用 的是Shell181 單元，板材上的角鋼采用的是Beam188單元。 在托底鋼梁與船體接觸兩端施加簡支約束，在該托底鋼梁兩端眼板上分別施加250t 的載荷。托底鋼梁有限元模型和約
束、載荷條件如圖3所示。
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圖3 托底鋼梁有限元模型
經(jīng)過計算，該托底鋼梁Shell 單元和角鋼的beam 單元
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從圖中可知，該托底鋼梁模型的shell單元最大Von Mises應(yīng)力為286 MPa,beam 單元最大Von Mises應(yīng)力為 77 MPa。根據(jù)挪威船級社DNV海工操作規(guī)范 —Marine Operations,Design and Fabrication, 材料系數(shù)取1.15,則 Q345鋼材的許用應(yīng)力為345/1.15=300MPa,Q235 鋼材的許 用應(yīng)力為235/1.15=204MPa。該托底鋼梁模型的 shell 單元 和beam單元的最大Von Mises應(yīng)力均小于各自材料許用應(yīng) 力，因此托底鋼梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是滿足要求的。
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圖5 托底鋼梁beam 單元應(yīng)力分布云圖
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圖3-6 箱形結(jié)構(gòu)橫截面
3.3 托底鋼梁屈曲校核
根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 , 對于橫截面如下圖所示的箱型結(jié)構(gòu)：
當(dāng)
h/b?<=6
ll/b?≤95*(235/f,)
則認(rèn)為該結(jié)構(gòu)整體不會發(fā)生屈曲，不需要另外進(jìn)行屈 曲校核。將本文中的托底鋼梁各參數(shù)代入公式中，可以認(rèn)為 本文中的托底鋼梁每個鋼梁是3個23m 長的箱型結(jié)構(gòu)組裝
在一起，則每個箱型結(jié)構(gòu)的寬度為0.5m(1 .5/3), 另外托 底鋼梁高度為1.2m。
在上述公式中， h 為箱型結(jié)構(gòu)橫截面高度； b? 為箱型結(jié) 構(gòu)橫截面寬度； I1為箱型結(jié)構(gòu)長度。本文中托底鋼梁長度為
23m。f,為結(jié)構(gòu)屈服強(qiáng)度，本文托底鋼梁為345MPa。 將本文的托底鋼梁參數(shù)代入公式，計算如下：
h/b=1.20.5=2.4<6
l1/b?=23/0.5=46<95*(235/345)=64.7
根據(jù)以上的計算結(jié)果，本文的托底鋼梁整體結(jié)構(gòu)是滿 足鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定的不需要進(jìn)行屈曲分析的箱型結(jié)構(gòu)要求。
4 總 結(jié)
本文對大深度大噸位打撈用托底鋼梁進(jìn)行了設(shè)計和結(jié) 構(gòu)校核。本文的成果將托底鋼梁在沉船打撈中的應(yīng)用范圍從 淺水區(qū)域推進(jìn)到深水區(qū)域，對今后類似的打撈工程具有一定 的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
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[attach]7490[/attach]
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