沉管隧道管节拖航水阻力原型试验

摘要

港珠澳大桥沉管隧道的管节在海中拖运时的体积达到76 000 m^3。在评估阶段计划采用4艘拖轮进行拖航。施工准备期间进行了拖航试验,结论是需要6艘拖轮。第一次实施拖航作业时,实际的拖航编队用了8艘拖轮,尽管有了这个"冗余"的考虑,管节与船队在拖运途中不进反退了700～800 m。这说明了管节与船队受到的实际阻力与物模试验存在差异。工程连续安装近30个沉管时,团队操作协同进入佳境,作者利用这一时机,进行了5次实体管节拖航的实验,观测管节的速度以及相应的拖航阻力。发现管节在受限航道拖运,拖力增加,速度增大。但是到达了一定的程度,即便拖力继续增大,速度的增加趋势变缓。并将该观测数据与前期的1:40物理模型试验进行了对比,发现物理模型试验结果对拖运速度的估计偏大,也即估计的水阻力偏小,可能原因是边界条件的差异,也可能是尺寸效应的影响。