风力及缆绳计算(2)

200/254=x/27.6

X=21.73(导缆孔(出缆孔)距码头横向中心距)

参考7(图1)计算:F1=48T F=100 若F1=33.33T F为69.43吨≈70吨 可使用部分φ100防台缆

低潮受风力

<1>225m×32.2×19,dA=4.2m df=2m ,设潮差4m 高潮: Aa=32.2×32.2×1.01=1047

Ba=225×225×0.082=4151

低潮: A’a=1050-4×32.2=918.2≈920 B’a=4151-4×225=3251≈3300 F=1/2×P×v2×Ca (Aa’COS2θ+ Ba’sin2θ) 设θ=1400,Ca取1.675

F=0.0992×1.675(540+1363.5) F=316吨

分解为: 吹开风: sin72.50×316=301t

首尾方向: cos72.50×316=94.8≈95t

吹开风分解:首部受力 301×0.31=93t 尾部受力 301×0.69=208t 尾部受力:

开风:208t 首尾方向:95t

208t 95t 7、带缆分析(13级风,三条船防台带缆布置另附图) 以69#三档尾部带缆为例 18/L0=F1/F0

13.8m 18M

37.6m(设受力F=100吨)

L0/37.6=F0/F F1

18/37.6=F1/F F 30m

2

F1=18/37.6×F=47.87≈48吨 F2=30/37.6×F=79.79≈80吨 257/48=5.35吨, 即同角度缆绳至少为6根

(图1)

13.8

56.74m

F’(设受力100吨)

该角度现为3根,3×48吨=144吨 23m 另三根缆绳如图2,得

F1’=23/56.74×F’=40.53≈40吨 F2’=50/56.74×F’=88.12≈88吨 F1’×3=120吨

F1’ √3029 ≈55 50m F2’

(图2)

F1 +F1’=144+120=264吨,稍大于257吨,基本符合要求.

经计算,如防台三条船面布置,各船首尾缆受力均符合要求,69首部领水缆需受力,设缆绳 均受力100吨.

高潮(潮横向分力高6m)(t) 出缆长度 67号头40.15m 18m 缆 45×3×2 67号尾33.75m 18m 缆(内) 53×3 67号尾52.39m 23m 缆(外) 44×3 68号头40.15 18m 缆 45×3×2 68号尾33.75m 18m 缆(内) 53×3 68号尾52.39m 23m 缆(外) 44×3 69号尾37.61m 18m 缆(内) 47×3 69号尾56.74m 23m 缆(外) 40×3 69号头98.65m 88m 缆 89×4 首横倒57.56m 45m 缆 78×3 首领水43.5m 5×4 缆 纵向距离 低潮(潮纵向分力位4m)缆(t) 绳长度变化 30m (-)1.77m 74×3×2 25m (-)1.42m 74×3 45m (-)0.9m 85×3 30m (-)1.77m 74×3×2 25m (-)1.42m 74×3 45m (-)0.9m 85×3 30m (-)1.28m 80×3 50m (-)0.84m 88×3 40m (-)0.73m 40×4 30m (-)1.24m -52×3 92×4 (-)1.4m 高潮漂5m 缆绳长度变化 低潮漂6m 缆绳长度变化 #

2.48m 6.2% 2.92m 2.38m 2.48m 2.92m 2.38m 2.63m 2.2m 4.49m 3.99m 8.7% 4.5% 6.2% 8.7% 4.5% 7% 3.9% 4.6% 7% 1.35m 2.26m 2.03m 1.35m 2.26m 2.03m 2.04m 1.89m 4.71 3.66m 3.4% 6% 3.9% 3.4% 6% 3.9% 5.4% 3.3% 4.8% 6.4% 若按平均高度15m计,根据风力与高度变化的 公式得：

41.4×(15/10)0.14=43.818 m/s

F=43.8182/41.42 ×390=436.8(T)=1.12×390 Fy=416吨 Fx=131吨

Fy×0.69=287吨,比257吨多30吨,缆绳受力将增加。

8、13级防台三条船缆绳φ120（及φ100）防台缆 69#:4+3+4+6=17

68#:6+2+6=14

67#:6+2+6=14

二、缆绳伸长率及拉应力

9.1缆绳伸长率及拉应力 ε=σ/E

合计 45根

E＝σ/E＝（F/A0）/（ΔL/L0）

ε:缆绳伸长率 E：杨氏模量（MPQ） σ:缆绳承受正应力 σ:应力 E:缆绳的弹性模量σ=P/F ε：应变率 P：外力 A0：计算截面积 F：缆绳横截面积 L0：试样原始长度

ΔL：伸长长度

缆绳的弹性模量由缆绳本身决定，在购买缆绳时应要求厂家提供，拉应力与伸长率的关系曲线图，现使用的涤丙纶高强度防台缆未有相应参数，以大连海事大学刘旗江老师《船用缆绳强度的计算》涤纶拉应力与伸长率的关系图为参考，得

(1)拉应力8.846kg/mm2,对应伸长率约16%

φ120防台缆绳受力:8.846×πr2=8.846×3.14×60×60=99995kg≈100吨

(2)伸长率为10%时的拉力,查图得σ=5.6 kg/mm2

P=σ×F=5.6×3.14×602=63.3吨

φ120缆绳伸长10%后的直径:理想状态 πr02×L0=πra2×La

ra2= (L0/ La)×r02=602/1.1

ra=57.2 Da=114.4

φ120缆绳拉伸16%后的直径: πr02×L0=πra2×La

r02= ra2×1.16

ra =55.71 Da=111.4

φ120缆绳拉伸26%后的直径: πr02×L0=πra2×La

r02= ra2×1.26 ra =53.45 Da=106.9

9.2现部分缆绳直径(实测):红色部分缆绳需进一步确认是磨损所致还是拉伸所致 φ120 受力在103.5 用 旧缆 未使用116 的 φ100 受力在100.5 用 旧缆 φ120 新缆

未使用 100 很少使用 101.5 124 113 103.5 121.5 116.5 105 123.5 113 105 126.5 104.5 120.5 114.5 99.5 94.5 95.5 95 114.5 112.5 109 113 103.5 103.5 105 105 9.3: φ120缆绳伸长率和直径

ε(%) D(mm) 5 10 15 16 20 26 25 117.11 114.42 111.90 111.42 109.54 106.90 107.33 φ100缆绳伸长率和直径 ε(%) 5 10 15 16 20 26 25 D(mm) 97.59 95.35 93.25 92.85 91.29 89.09 89.44 9.4缆绳伸长率与拉力公式估算

F=σ×A0 σ

涤纶

=0.3167×ε

2

1.248

φ120

1.248

F=3.14×60×0.3167ε

ε(%) F(T) 5 26.68 10 63.37 (kg)=3580ε

16 113.93 1.248

=3.58ε

26 1.248

吨

25 200 15 105.11 20 150.51 208.81 厂家数据:

涤纶φ120,破断力196000daN 约200吨,按上述公式计算破断伸长率为:25 涤纶φ100,破断力149000daN 约15吨,按上述公式计算破断伸长率为:25 涤纶φ96,破断力129000daN 约132吨,按上述公式计算破断伸长率为:26 涤纶φ128,破断力222000daN 约227吨,按上述公式计算破断伸长率为:25

9.5船舶漂移后的缆绳的变化

高潮漂5m（后）

67#头缆 尾缆内 尾缆外 68#头缆 尾缆内 尾缆外 69#尾缆内 缆绳长（m） 伸长率（%） 42.63 36.67 54.77 42.63 36.76 54.77 40.24 6.2+10 8.7+10 4.5+10 6.2+10 8.7+10 4.5+10 7+10 缆绳受力（T） 115.7 138.4 100.8 115.7 138.4 100.8 122.9 横 距 （m） 23 23 28 23 23 28 23 水平横向水平纵向分纵距（m） 分力（T） 力（T） 62.4X3X2 86.8X3 51.5X3 62.4X3X2 86.8X3 51.5X3 70.2X3 30 25 45 30 25 45 30 81.4 94.3 82.8 81.4 94.3 82.8 91.6 尾缆外 58.94 3.9+10 95.6 28 45.4X3 50 81.1 头缆 103.14 4.6+10 101.6 93 91.6X4 40 39.4

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