塢門

塢門是船舶工程領域的關鍵設施，主要功能為隔離乾船塢內外水域，形成無水作業空間。按照結構特徵分為浮箱式與臥倒式兩大類，前者包含桶形、方箱形、比重計形等形態，後者分為氣控式與機械操作式。其設計需滿足靜水壓力、波浪力等12項荷載指標，採用16Mn鋼材建造，並通過塗漆與陰極保護組合方案實現長效防腐。現代塢門操作時間普遍控制在15 30分鐘，已成功套用於柯拜船塢（始建於1851年）和外高橋造船2號船塢（2020年擴建至740米）等工程實踐。

中文名稱	塢門
英文名稱	dock gate;caisson
定　　義	將塢口封住的水密閘門。
套用學科	船舶工程（一級學科），船舶工藝（二級學科）

基本介紹

• 分類：浮箱式/臥倒式
• 材質：16Mn結構鋼
• 操作時間：15-30分鐘
• 防腐方案：塗漆+陰極保護
• 結構要求：撓度≤1/600跨度
• 套用場景：船舶建造/維修 

結構與分類

塢門按工作原理分為兩類：

• 浮箱式塢門：通過壓載水艙注排水實現浮沉控制，包含桶形、方箱形、比重計形三種結構形態，適用於大型乾船塢
• 臥倒式塢門：採用繞鉸軸旋轉的啟閉方式，細分氣控式與機械操作式，具有操作時間短（20-30分鐘）的特點

典型構造包括縱/橫骨架式梁格布置，面板有效寬度經過精密計算，焊接容許應力參數嚴格遵循船舶工程規範。

功能與操作

塢門在船舶工程中承擔核心功能：

• 關閉時通過抽排塢內水體形成乾燥作業環境，便於船舶建造與維修
• 開啟時調節內外水位使船舶浮起出塢，例如外高橋造船塢通過中間塢門劃分雙塢室，實現同時建造郵輪與油船（2020年改造後）
• 配備橡膠護舷防沖裝置，要求壓縮變形量30%-50%以吸收動能

設計與性能

設計規範包含多項技術指標：

• 荷載體系：包含靜水壓力、波浪力等12項荷載組合
• 結構強度：最大應力點需低於材料屈服強度，最佳化設計可使強度提升17.7%（2021年浮箱式塢門研究案例）
• 防腐體系：
• 大氣區採用150-250微米漆膜
• 水下區實施噴金屬+陰極保護

穩性標準：浮箱式橫向初穩性高度≥0.15米

驗證環節要求新建塢門必須通過浮沉試驗，關鍵氣控式結構需進行水力模型試驗。

歷史與發展

塢門技術歷經百年演進：

• 1851年：廣州柯拜船塢首創雙浮閘門系統，使用硬木箱形結構與黃銅螺栓連線
• 2011年：外高橋船塢首次增設中間塢門實現540米分段建造
• 2022年：熔盛造船塢門清淤工程採用抓鬥式挖泥船，施工範圍達196米×79米
• 2021年：有限元最佳化技術使浮箱式塢門重量降低且剛度提升5.4%

現代設計已形成完整的標準體系，包含結構驗算公式、腐蝕富裕厚度計算等7項參數模型，支撐著從萬噸級船塢到航母建造的多樣化需求。