浮拱

浮拱是海洋工程中的浮力裝備，水浮拱由錨鏈與海床上的重力塊連線，用於支撐海洋動態柔性管/纜，使其滿足Lazy-S 型線型布置。

基本介紹

• 中文名：浮拱
• 實質：浮力裝備
• 作用：用於支撐海洋動態柔性管/纜

簡介

中水浮拱是海洋工程中的浮力裝備。中水浮拱由錨鏈與海床上的重力塊連線，用於支撐海洋動態柔性管/纜，使其滿足Lazy-S 型線型布置。中水浮拱主要由曲面拱槽和浮力艙2 個基本部件組成。 前者用於支撐柔性管/纜，後者是中水浮拱的浮力來源。 浮力艙是其中最關鍵的結構，中水浮拱是否滿足功能要求主要取決於浮力艙的結構設計是否合理。 為設計適合某動態柔性管/纜系統的中水浮拱，需要考慮裝備的套用水深、動態柔性管/纜的淨浮力要求以及某些特殊情況，對浮力艙排水體積、壁厚和內部結構進行設計分析，並對所設計的浮力艙的淨浮力要求、強度要求和特殊情況下的破艙影響進行詳細校核。

中水浮拱浮力艙基本參數

浮力艙主要用來提供浮力，其設計參照壓力容器規範第VIII 卷。為保證中水浮拱在服役階段能夠安全可靠地工作，一般將浮力艙劃分為若干艙室，可以避免在特殊情況下因浮力艙的破損而導致中水浮拱整體失效沉沒的風險，並且分艙隔板也有加強浮力艙強度的作用。

浮力艙的設計要素主要有浮力艙淨浮力、浮力艙總體積、浮力艙基本尺寸和浮力艙分艙數目等。 根據所給動態柔性管/纜的詳細信息和柔性管/纜系統的各段長度，用相關軟體可以分析得到保持Lazy-S型線型布置的淨浮力為39.3 t，而中水浮拱的浮力基本由浮力艙提供，所以認為浮力艙所需提供的淨浮力為39.3 t，從而得到擁有雙浮力艙的中水浮拱單個浮力艙所需提供的淨浮力為19.7 t。考慮到會有破艙的極限情況出現，需要一定的浮力裕量，所以單個浮力艙所需提供的淨浮力為23.5 t。

中水浮拱浮力艙的設計要求

1、浮力艙的應力隨艙壁厚度的增大而呈現非線性減小，從壁厚為5 mm 開始，減小的趨勢逐漸降低，最後趨於穩定。

2、浮力艙的質量隨艙壁厚度的變大而呈現線性增大。因此，增大壁厚雖然能夠增大浮力艙的強度，但是自身質量也相應增大，使其所提供的淨浮力下降;減小壁厚能夠提高浮力艙的浮力性能，卻會使其承壓能力降低。 由此，根據上述規律進行艙壁厚度的合理選擇。