110KV海缆保护性打捞doc要点文档格式.docx
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电缆最小退扭高度：
H=12m
由于本电缆最小退扭高度H=12n,在安装退扭架时要考虑到电缆的堆高，退扭架高度随电缆堆高增大而增大。
为确保施工船舶稳定性，退扭架高度应尽可能做到最小，既电缆堆高最小。
本工程施工船舶选用的是宽21.4m,长度91.5m，型深4.9m的甲板驳。
考虑到两侧船舷设置人行通道，电缆盘最大半径R=8m具体尺寸参数如下：
电缆盘由内、外圈圈组成，采©
70无缝钢管制作。
其中，内圈外直径10m外圈内直径16.0m;
内圈高度3.0m，外圈高度2.0m。
电缆实际堆高h二①*600/[n*（D+C）/2*（D-d）/①]=0.188m
电缆盘
二、退扭架设计
退扭高度是电缆过缆的一个重要参数，本工程海底电缆较为特殊,电缆退扭高度由厂家给定为12m
如上图所示，电缆从海底打捞上来以后牵引盘放到施工船舶电缆盘内，均须要经过退扭。
而从海底打捞上来的电缆最低水平位置较施工船缆盘水平位置低，因此主要考虑施工船上电缆退扭高度。
去掉电缆堆高的影响，实际退扭高度应在电缆堆放顶层至退扭架顶出口处的高度，如上图中的“h”。
为保证电缆弯曲半径，退扭架电缆出口部分的弧槽均采用四分之一圆弧，圆弧弯曲半径5m。
这样，退扭塔顶的最小高度Hmin二h+0.2+5=18.2m。
但将总重量达19吨的退扭塔提升至近19m咼度，其支柱必须有足够强度。
其稳性验算：
（考虑船舶最大横倾15°
时情况）
最大扭矩N=GXZ
=38吨x5.1m
=1938knxm
□/
如此具大的扭矩，基础及
<
]1
占
”h「甲\
■_1~~—-
支撑只能采用强度较高的桁架结构。
支撑腿采用品字形分布，如右图:
在驳船横倾15°
度时，退扭塔重心仍落在A、B、C组成的基础范
围内，有利保持驳船的横稳性。
由于驳船长度长，长宽比达4.3:
1,
因此，纵向稳性可以不予计算。
三、过缆动力
如图示，最大电缆输送力：
F=AG+f
=（G1-G2）+G3X0.2
=13.75kn
式中，f为电缆摩擦力，G1为hl电缆重量，G2为h2段电缆重量,
G3为与滚轮有摩擦段电缆重量。
电缆与滚轮架之间摩擦系数取0.20
为提供电缆输送动力，布缆机设备采用由硬质橡胶块组合而成的覆带抱合电缆，由电机传动覆带，达到播送电缆的目的。
输送电缆时，通过液压系统调节油缸压力，亦即调节对电缆的抱
合侧压力；
从而调节对电缆的磨擦力、牵引力。
根据电缆所允许的最
大侧向压力要求，可以计算电缆抱合长度，也是布缆机覆带最小长度
牵引力F=F侧xLXf
L=F/（F侧Xf）
式中，F侧为电缆允许最大侧压力：
F侧=10kn/m
f为电缆外护层聚丙烯绳与硬质橡胶覆带间摩系数，取f=0.8。
经
计算：
L=13.75/（10x0.8）=1.72m
这样，加工2m长度以上的覆带式布缆机，就可以满足本工程过缆动力要求。
四、电缆盘放技术
电缆经退扭以后，由退扭塔顶进入缆盘进行盘放。
电缆盘放逐层进行，盘放方向一般为俯视顺时针方向。
盘放顺序遵循先内后外，先下后上的总体原则。
大直径电缆一般先由里圈开始，逐圈盘放至外圈;
第二层再由外圈盘放至里圈，如此逐层反复进行。
在以往工程任务，所采用的电缆直径较小，承放缆盘尺寸相应较小，均米用人工方式盘缆。
本
工程中，电缆单位重量太重，盘放时需要较大的水平推力，人工盘放难以进行。
水平推力计算如下：
其中，G为悬空段电缆重量，为悬挂段AB电缆倾斜角。
90°
-0二arctan（10.2/8）
G=10.2/cos0x77.8kg
F=Gxsin0=6.22kn
可见，在盘放外圈电缆时，所需最大水平推力达6.22kn，如此大的推力，人力是难以办到的，必须采用机械装置。
为此，我们设计了一套机械手柄，进行电缆的盘放。
如上图所示，机械手柄呈“T”字架形，OC为立柱，安置在电缆盘中心；
AB为机械手，围绕立柱作360°
旋转，同时，A端可伸缩，在电缆盘内圈至外圈3m范围内活动。
A端头部为一组滚轮弧槽，作为电缆通道。
电缆盘放时，通过变幅改变AD长度，推动电缆由缆内圈至外圈逐盘放。
同时，利用电缆自重，推动机械手柄绕CO主柱沿顺时针方向旋转，达到盘放电缆的目的。
此外，电缆从塔顶进入缆盘时，缆盘顶部至塔顶入口电缆基本为竖直线；
而在接迁缆盘以及缆盘内电缆弯曲加大，弯曲半径变小，电缆扭应力也相应增加。
安装机械手柄以后，机械手可以顶托电缆，既保证了弯曲半径在允许范围内，又将电缆扭应力分散开来，避免了扭应力集中在某一部分而损坏电缆。
五、锚泊系统
打捞电缆过程中靠绞车收绞锚钢丝移动船位，每移动100m进行一次翻锚，抛锚过程采用DGPS精确定位，确保附近水域电缆不被损坏
和锚钢丝与施工船舶的相对位置
锚泊系统设计准则：
1.不断链（缆），通常在海洋工程中安全系数取2,则要求张力
T<
F/2（F是链（缆）的断裂强度）
2.不走锚,锚上不承受上拔力。
3•作业船的漂移量和运动应满足要求。
锚泊系统的设计：
1、锚泊系统配备
a移船绞车：
配备牵引力200KN的绞车6台（两台备用），分别设在施工船艏、船艉甲板两舷，主要用于抵抗侧向水流力，在收缆过程中随时调整船位,具体移船绞车布置如下图：
b锚、锚缆、锚浮子、锚位布置：
每台绞车配置①39（6X19）钢心钢丝绳，长500mj配置AC—14大抓力锚6只（包括应急备锚）、锚重9000Kg锚头上设有直径39毫米、25米长的锚头缆。
锚上设有39毫米、25米长的起锚钢丝绳，同样也有浮筒钢丝绳，系桔黄色浮筒，供抛锚和起锚用。
c锚的改造与配置
海军锚锚爪与锚杆相对固定,故抓力大,抓地效果好,在多年的实际使用过程中广受欢迎。
而无杆锚为使确保锚爪抓地,锚爪与锚杆制作成可以相对转动的式样。
由于是工程使用,故为了提高锚的抓力,将现有的AC-14锚、霍尔锚的锚杆与锚爪用电焊烧死。
使锚杆与锚爪之间的夹角固定为36°
达到通常海底土质下的最佳啮土效果。
根据实践检验下来,经过这样改造后的无杆锚抓力大大增大。
然而,由于改造后的锚锚爪不能任意转动,为了防止抛锚过程中锚爪朝天无法如期抓地啮土而走锚的现象出现,故现在锚头和锚杆背部各焊烧一个拎佩用两支等长短千斤与起锚钢丝绳相连。
翻锚时锚艇就用这根起锚钢丝绳进行抛锚起锚。
并且抛锚时锚艇上的有专门的工作人员观察锚的状况,确保钢丝绳不会兜在锚杆上。
这样一来,就可以确保锚能够以锚爪着地。
经过数百次的抛锚的实践检验,从未发生过因抛锚锚爪朝天而走锚的事件。
2、锚泊系统计算
施工船锚泊系统具体布置如下图：
1、【外荷载计算】
水流作用下船受的匀布力：
包括摩擦阻力和形状阻力（旋涡阻力）
（1）摩擦阻力
按流速u=1.69m/s
运动粘滞系数v=0.0000011907（查表：
水温15°
）
雷错系数Re=uxD/v=5.68x105
一般的当雷诺系数增大到2X104以后，摩擦阻力相对很小可以忽略。
（2）形状阻力
形状阻力为主要因素
因此绕流阻力Fd二Cd*Ad*p*u2/2
其中u――未受绕流影响的断面平均流速=1.69m/s
Cd绕流阻力系数，取0.13（—般取0.11-0.12）
P——海水密度，取1.04x103kg/cm3
故q船=0.13x1.3x1.04X1000X1.692-2=243.79kg
因施工期内本海域既无冷空气又无台风，故风荷载与浪压力忽略
不计。
2、【锚荷载计算】
计算简图如下：
计算NaNb则有：
Na+Nb=p*L
Na=Nb=p*L/2=11154kg
单个锚上荷载：
2=N2=15774kg
3、【锚力计算】
锚泊系统能提供的锚力，由锚抓力、钢丝缆绳许用拉力、锚机牵引
力、刹车力决定
¥
'
10；
10+
215774I
5.717
=235m<
250m
所以,锚在最大水流下不会承受上拔力
符合要求
外力T0作用于锚链上的力由锚
ppc=aW^cwci
和卧底链长部分与海底的摩擦力来抵抗。
因此，单锚泊时，总的摩擦力为：
其中：
Pa为锚抓力；
Pc为锚链抓力；
入a为锚的抓力系数，它是锚抓力与锚在空气中重量的比
值；
Wa为空气中锚重；
入c为锚链的抓力系数，它是锚链的抓力与锚链在空气中
重量的比值；
Wc为空气中每米锚链的重量；
l为卧底链长，它等于出链长度Lc减去悬链部分的长度S;
P=£
Pc=aWa'
cWCl
对于一般情况，通常入a取3-5;
入c取0.75—1.5。
由于为了满足打捞电缆施工中正常连续、作业,本工程中锚缆采用
39mni冈丝缆，钢丝缆的抓重比入c取0.03。
=5X9+0.03x（250-235）x5=45t>
15774kg
所以,锚抓力符合要求。
b.钢丝缆绳许用拉力计算
钢丝绳许用拉力按下列公式计算：
[Fg]=aFg/K
[Fg]—钢丝缆绳许用拉力
Fg—钢丝缆绳破断拉力总和
a—换算系数
K—钢丝绳的安全系数
查表得：
39mn钢丝缆为846KN2
K取3
a取0.83
[Fg]=aFg/K=0.83x846/2=351KN
锚机牵引力、刹车力
锚机牵引力30KN
锚机刹车力40KN
由以上计算得施工船锚泊系统能满足施工要求
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