更新时间：2023-08-15 18:57
干船坞（Dry dock），是修、造船舶用的大型坑状水工建筑物，由坞室、坞口，坞门、灌排水系统、拖曳系缆设备、垫船设备、起重设备、动力及公用设施和其他设备等组成；其三面接陆一面临水，一般由一个挖入水体岸边的矩形盆地组成，并在朝向水的一侧设有可拆卸的围墙或大门，用于船舶的建造和检修。
干船坞根据其用途分为修船坞和造船坞。造船坞深度较浅，故称为浅坞；修船坞则较深。修船坞主要用于进行船体水线以下部分的检查和修理，例如船体表面的除锈和油漆，水线以下船板的更换，艉轴、螺旋桨、舵系、通海阀门、水文和海底地貌的探测仪器等拆卸修理工程。
干船坞在坞底上会装设坐船用的龙骨墩和边墩，在坞墙顶部装设起重机，布置引船送出坞的曳船装置和动力绞车；在坞口附近设水泵站和排灌水系统，并配置修、造船所用的电力、蒸汽、风、氧和乙炔等。
干船坞的工作原理为：坞口门打开后，引船入坞，关闭坞门，用水泵将水排空，使船座落在龙骨墩上，即可进行修船工作，造船操作程序与此相反。干船坞是船坞中采用最广泛的一种，是早期在坑洼地内修造船只，当水位上升时用围堰封闭缺口的方法。
船舶出坞时，先将船缆系在系船柱或绞盘上，使船浮起时不致左右摇摆；然后打开进水闸门，向坞内灌水，至坞内外水位齐平时，开启坞门；用曳船小车牵引船首缆绳，曳船外移，随着船舶的移动，将首尾的两对缆绳交替地由一对系船柱移到另一对系船柱；待船尾到坞口附近，用拖船拖曳；船首离开坞口时，松开缆绳，由停在口门旁边的另一艘拖船帮助船舶进入航道。
船舶进坞时，先由拖船将船舶拖至坞口，停泊在坞口翼墙旁，然后由坞口绞盘拉曳船首缆绳并由拖船在船尾帮助船舶旋转，使船舶对准坞口；船首进入坞口后，由曳船小车牵引船舶向坞内移动，同时将船尾缆绳系在坞口系船柱上，以防船舶左右摇摆；船舶全部进坞后，关闭坞门，将船舶定位，并用缆绳系在系船柱上；然后开始抽水，至船底与龙骨墩接触时暂停抽水，检查船舶绣墩情况，若坐墩不正，应再向坞室内灌水使船浮起，校正船位，重新抽水坐墩；待船坞抽干后，检查每一龙骨墩的接触情况，并楔紧垫木。
干船坞是由坞室、坞口，坞门、灌排水系统、拖曳系缆设备、垫船设备、起重设备、动力及公用设施和其他设备等组成。坞室是修造船的工作场所，实际上是一个缘造船的车间。它是干船坞的主体，其结构由两侧纵墙、一个端墙和底板组成。在使用上，要求坞室有足够的面积，水深和承载能力，修造船时，需将坞室内水排干。坞口（坞首）用来安放坞门，由两个门墩和中间底板组成。结构上要求有足够的强度和刚度以及不均匀沉陷小，以保证坞门关闭紧密。坞门的作用是用来挡水，因此水密性要好。灌水系统包括输水廊道和阀门等设备，它的作用是向坞内灌水。排水系统包括大明沟、输水廊道和泵站，其作用是排干坞内的水。拖曳系缆设备包括绞车或绞盘、系船柱、滑轮拉环等，用来拖曳船舶进出坞及固定船舶。垫船设备是坞室中支承船体的设施。主要由中龙骨墩及边墩组成。起重设备主要是高架汽车起重机和起重机。动力及公用设施包括有电力、压缩空气、氧气、乙块、水和蒸气等管线。船坞的设备及其布置，应根据修造船的工艺及进、出船的工艺要求结合船厂的情况按技术先进，经济、合理，使用方便综合考虑取用，不宜生搬硬套。
船坞灌水目前国内外主要采用短廊道和坞门灌水两种型式。短廊道灌水是在坞首边墩内设置用阀门控制的灌水廊道，利用坞内外水位差引水绕过坞门，流入坞室。短廊道的出口一般设得比较低，可以充分利用灌水的起始水头，廊道出口与大明沟相连接，可在大明沟内设出流均匀装置，使流入坞室水流比较均匀，流态良好。廊道操作管理集中而方便，但因廊道与坞墩结合，施工复杂，阀门投资较大，检修也比较麻烦。
坞门灌水是在坞门设计水位以下，在坞门中设置一系列用阀门控制的灌水孔洞，向坞内灌水。这种灌水结构简单，工作可靠，安装检修方便，造价便宜；灌水设备数量和大小的选择比较灵活；与坞口分开施工，没有干扰。但由于灌水孔出口较高，不能充分利用灌水起始水头，易冲刷坞口底板，水流条件也较差。
采用廊道灌水和坞门灌水时，控制阀门宜采用电动蝶阀或电动闸阀。灌水系统进口扩大处应设置拦污装置，采用廊道灌水，一般设拦污栅。
廊道灌水比坞门灌水从灌水效率和灌水流态来说都显得优越，因此，它是万吨级以上船坞应予推荐的一种灌水方式。
船坞灌水系统的水力计算，主要是在给定的室内灌水容量及灌水时间的条件下确定灌水孔口及廊道的横断面总面积。这里灌水时间是指坞内碘化钠、无船时开始灌水至水面达到进出坞设计水位所需的时间。灌水时间一般为1.0~2.5h，大型船坞取大值。船坞灌水时应保证船舶起伏平稳，并不得冲动边墩。
输水廊道的横断面可采用圆形，带有抹角或圆角的矩形、马蹄形等型式。其面积除按水力计算确定外，还应考虑检修人员的通行，故一般高度不小于1.2m，宽度不小于1.0m。
当采用廊道灌水时，灌水系统的设计与计算应在船坞结构的静力计算之前进行，以便根据廊道面积考虑在土建结构中的位置，以及考感被廊道削弱的结构部分如何加强等问题。
船坞排水系统的主要部分是船坞泵房，船坞泵房按照与坞体结构的相对位置，有与坞体结构结合建造的整体式泵房和与坞体结构分开建造的分离式系房两种。按照泵房本身的结构型式，有地下式和半地下式两种。地下式泵房系指整个位于地面以下、无突出地面的建筑物。半地下式泵房系指有突出地面的建筑物。按照所服务的数量，有公用式和单用式两种船坞泵房型式。
新建船坞在条件许可时通常采用整体式。这种泵房的优点是布置紧凑，可将各种管道、廊道的长度缩减到最低限度，因而费用较低。主泵也可分散布置在两侧门墩内。这种泵站采用立式水泵比较合理。
在立面上，泵站应尽量采用半地下式。这样，配电设备可以设在地上建筑内，自然通风条件较好，工人操作条件也比较好，是船坞理想的泵站型式。
干船坞的排水主要由主泵承担，其工作特点是水头低，流量大。主泵应根据干船坞抽水量、排水时间、排干坞室水所需的最大扬程等因素进行选择。常用的有双进口离心泵、轴流泵和混流泵等种型式。
船坞的排水时间一般为：大型船坞4-6h；中型船坞2.5~4.0h；小型船坞1~2.5h。
坞门主要起挡水作用，对坞门的要求是启闭方便，且有良好的水密性。坞门的主要型式有：浮箱式、卧倒式和横拉式。近年来，又有旋转侧开式等新型坞门。造船坞一般多采用浮箱式坞门，虽然它启闭时间较长，操作较复杂，且受风、浪、流、冰等自然条件的影响，造价亦较高，但造船坞门启闭次数少，且要求坞门上通行重型汽车，浮箱式坞门具备此条件。
修船坞坞门启闭频繁，仅要求门上通行轻型车辆，而卧倒式坞门结构简单，操作方便，启闭时间短，故多被修船坞采用。但必须在该坞门前设置一个较深的卧门池。因此，淤积严重的地区不宜采用。
浮箱式坞门本身是一个钢制的浮箱，与坞口独立。在关闭坞门时才将它拖至坞口。该式坞门分为若干个水密的隔舱，作为人员操纵舱、压载水舱和潮汐舱。操纵舱内设有阀门开关和水泵电机，用来控制压舱水的水位。压载水舱内灌水则使坞门下沉、排水则使坞门上浮。
坞室结构由底板和两侧坞墙组成。根据坞墙和底板的连接方式主要可分为整体式和分离式两大类。坞墙和底板刚性连接者称为整体式，两者用缝分开而相互独立者称为分离式。也有墙与底板接的，可认为是介于整体式和分离式之间的铰接式。
分离式坞墙常用的结构型式有：重力式（包活实体式、悬臀式和扶壁式），适用于承载力较高的地基：桩基承台式，适用于承载力较低的地基：衬砌式和混合式，适用于坞墙后全部或部分为岩体的情况：板桩式透用于承载力较低的地基。
船坞的结构型式按克服地下水浮托力的方式可分为三大类：重力式，依靠结构的本身重量克服地下水的浮托力；锚固式，用错桩或锚杆将底板锚固于地基，依靠锚固力和结构自重克服地下水浮托力；排水减压病式，采用地下排水设施部分或全部消除地下水浮托力。
坞口常用的型式有重力式、扶壁式和空箱式等影响船坞结构型式的因素很多，主要是地质条件、水文条件和船舶尺度。
重力式结构是干船坞的传统型式：它要求地基有足够的承载力，且地基土的透水性比较大，在设置排水减压设施有困难或不经济时，可考虑采用该型式。当天然地基的容许承载力过低或地基受荷后沉降量过大影响使用时，也可采用换砂或桩基础。
老式的重力式船坞常用浆砌块石或素混凝土结构，完全依靠坞墙和底板的自重克服地下水浮托力，因此其工程量很大，基坑开挖深，施工困难，目前已较少采用。随着现代船舶日益大型化，要求坞室尺度也相应加大，老式船坞已不能适应要求。这样在船坞工程中逐渐采用少筋混凝土和钢筋混凝土轻型重力式结构。在坞墙底部可设置向后仲出的悬臂，利用悬臂上的填士重量克服部分地下水浮托力，因面可减少船坞结构的混凝土用量。
重力式船坞是以前应用很广的型式，但随着船坞宽度和深度的增大，其工程量大、施工较困难和造价高的缺点也日益突出。在现代大型船坞设计中，应进行充分的技术经济论证，以决定采用重力式或其他结构型式。
在现代大型船坞中，当底板下面的地基适合作锚固设施时，为了诚小底板的厚度，可采用错杆、错索和铺桩等将底板错周于地基上。这些错固设施的主要作用是承受部分浮托力和减小底板的跨度，从而减小坞底板厚度：这样既可减少底板的混凝土用量，又可减少施工挖方量，从而也减少了施工困难。应注意，当采用铺固措施的范围内地基有承压水土层时，不宜采用此种型式，因为这些铺固设施穿透承压水层后，会造成地下水上涌，增大底板的浮托力。
锚杆适用于有足够锚固力的岩石地基（包括孤石基），锚杆只承受拉力，不考感受压，因此只是在坞室空时用来承受部分地下水浮托力。
在坞室底板下面和坞墙后面设置排水设施，用以部分或全部消除作用在墙后的地下水压力和作用在底板上的浮托力，这种结构称为排水减压式坞室结构。由于消除或减小了作用在坞室结构上的这些外力，使结构自重显著减小，因而可以节省大量投资。因此，这种结构也日益得到广泛的应用。
排水设施主要有沟管式和排水层式两种。在坞底下面这两种型式均有应用，有时可同时使用，在坞墙后面一般多用沟管式排水。
排水减压式结构适用于弱透水的地基，或经防渗处理后地基的渗流量较小的情况，因渗流量太大需消耗大量的电能来抽取地下渗透水。设计这种坞室，关键问题是保证排水设施畅通无阻，防止因各种原因引起的淤塞。对排水系统应经常检查、保养，发现问题应及时维修，以确保其可靠工作。
上述三种坞室结构均是干地施工，即先修建围堰，再排干围堰内水，在围堰内开挖基坑建造船坞。在有些情况下，如基坑排水有困难，或船坞位于的水域不能建造围堰（如影响通航)或建造围堰投资过大等，对于上述情况，可采用水上施工的方法，即预制浮箱浮运下水而形成浮箱式坞室结构。
干船坞坞口是外海（江）和船坞相连接的部分，在坞口处设有坞门。坞口的结构型式可以与坞室相同，也可以不同，在选择坞口结构型式时，应考虑以下两个特点：
干船坞配有各种动力管道及起重、除锈、油漆和牵船等附属设备。
干船坞根据其用途分为修船坞和造船坞。造船坞深度较浅，故称为浅坞；修船坞则较深。修船坞主要用于进行船体水线以下部分的检查和修理，例如船体表面的除锈和油漆，水线以下船板的更换，艉轴、螺旋桨、舵系、通海阀门、水文和海底地貌的探测仪器等拆卸修理工程。
船坞的主要尺度及标高应根据设计采用的船舶尺度，工艺设计原则，进出坞工艺要求和坞址的水文条件等确定。
船舶进出坞设计水位的确定是一项非常关键的统计、分析、论证工作。它是根据工厂生产纲领和坞址的水文条件确定的。中国沿海地区及近海河口地区的船坞，宜选定持续时间不小于2~3h、年保证率为50%~80%的潮位为进出坞设计水位，同时应考虑潮位较低季节的进出坞要求。不受潮汐影响的内河取通航水位作为进出坞设计水位。
船坞有效长度
船坞有效长度，船坞有效长度系指坞门内壁外缘至坞尾墙底表面在坞底纵轴线上的投影距离。船坞有效长度按公式确定。式中为船坞有效长度（m）；为船舶垂线间长度(m）；则指坞内船舶首尾的修船工作间距(m)，一般取15~20m。
坞室宽度
坞室宽度系指船坞中剖面处的坞底宽度。坞室宽度按公式确定。式中，为坞室宽度（m）；为船舶型宽（m）；为船舱两侧与坞壁间的总工作间距(m)；一般取3~8m，应根据船舶大小及扫地杆形式确定，但不应小于3m。对有防摇鳍的船舶及海损事故船舶的坞修工作，间距应根据具体情况另行考虑。
坞口宽度
坞口宽度系指坞口内侧底宽。坞口宽度按公式确定。式中为坞口宽度（m）；B为船舶型宽（m）；则为船舷与坞口内壁间的两侧富余(m)；通常取=(1/8~1/4)B，但不应小于2m；目前中原地区国内外有不少船坞的坞口宽度取坞室内宽。
船坞顶标高
船坞顶标高应结合坞址水文、地形等条件，参照港口工程有关规范的规定来确定。通常船坞顶标高比厂区标高高10~15cm，中国有些近海河口地区船坞是以20年一遇之洪水位以上0.3-~0.5m或以历年最高水位再加一定的富余高度来定船坞顶标高：对沿海地区船坞，其坞顶标高一般取历年最高潮位加一定富余高度。
坞室进出坞设计水深
坞室进出坞设计水深由设计确定的船舶进出坞最大控制吃水值、船底坞修工艺要求及当地水文气象条件而定，即按公式确定。式中，为坞室进出坞设计水深(m)；为设计中确定的船舶进出坞最大控制吃水(m)；船底中龙骨底板距船坞中龙骨墩顶面的水深余度(m)；=0.5~1.0m，大船取大值，小船取小值；则为中龙骨墩高度(m)，=1.2-1.8m。
坞室底标高
坞室底标高系指船坞中剖面处中板顶面标高。坞室底标高按下式确定。坞室底标高按公式确定。式中，为坞室底标高（m）；为进出坞设计水位标高（m）；为进出坞设计水深（m）。
坞槛及坞口有关尺度
通常在坞口处设置坞槛是考虑到坞室内重度较大之杂物不致于因长期流积至坞门座处而影响坞门的落位，同时为了节省坞门结构投资及减小坞门高度改善坞门受力状况。
坞槛标高一般较坞内中龙骨墩顶面至少低0.5m。而可高出坞底高程0.5m以上。个别船坞坞槛面与坞底标高一致。
坞槛宽度一般为1.0~3.0m，也有少数船坞坞槛宽度超过3.0m。
坞口顶标高主要视船坞一带水域的波浪情况而定，一般波高在0.5m以下时，坞口顶高可比坞室顶标高高10cm左右或与坞室顶标高一致。
由于船台构造本身的特点，已难以适应建造大型船舶的需要，特别是大型船舶在船台下水时操作困难，安全性难于得到保证，而干船坞下水操作方便、安全可靠，故对于大型和特大型船舶的建造，干船坞建造具有无可替代的优越性。目前10万载重吨以上大型船舶基本上都是在干船坞内建造并下水的。所谓干船坞下水（简称出坞）是指在干船坞中建造的船舶由坞内移入水域的工艺过程，即下水前注水入坞，使船舶浮起，即可开闸将船舶拖离干船坞。
利用干船坞下水时，船舶始终平稳地处于自然浮起的状态，下水无须滑行，对船厂水域宽度的要求大为降低，所以它是一种简易而又安全的下水方法。其主要工艺装备有以下3点。
系船系统主要是系船柱，布置于干船坞两侧顶面。前侧系船柱位于坞壁与临坞侧轨道之间，后侧系船柱距离坞壁较远，分别在船舶进出坞和船舶定位操作时使用。
引船系统包括引船小车、引船绞车、电动绞盘、轨道及其配套设施。引船小车一般设于坞墙顶面的轨道上：引船绞车设于坞首的后方：电动绞盘设于坞口和坞首处，对大型干船坞也可在中部两侧增设。
基于干船坞下水的特点，船台上使用的下水墩木和一些建造用的金属墩木对干船坞已不适用。因干船坞内所设置的墩位需要固定，故常规使用的干船坞墩位以木质和混凝土墩或钢木混合的结构形式为主，其尺寸规格参见坞墩布置图。近年来在一些船厂中已开始部分采用机械、液压和气动三种类型的可调节墩位，以提高铺墩效率。墩位布置按横向可分为中墩和边墩，中墩有单列式和双列式之分。墩位列数视船舶型宽及载荷来确定。此外，在干船坞内还配有作业车、坞梯、专用标志，设于干船坞坞壁两侧的橡胶护舷以及按工艺要求设于坞底一定位置的坞底预埋件等。
干船坞下水时船舶所处的状态及其运动过程，与船舶在倾斜船台下水时有很大差异，故需要考虑的技术要素也不同，其中主要为船舶起浮时纵倾值的确定和下水时风压的计算。
由于船舶下水时并未完全建造完毕，反映在下水前船舶的安装完整性上。此时船舶的重力分布和吃水后的浮力分布往往无法保证船舶处于设计时的正常浮态，因此，在船舶逐渐上浮的过程中就有可能不是平稳的浮起，而在船体底部某些部位产生较大的压力。为避免此种情况的发生，应根据下水前船舶的重力分布情况和不同吃水时的浮力分布，进行船舶的压载计算和浮态调整计算，以便在下水过程中实时通过调整船舶的压载状态，使船舶始终保持平稳的浮态。
①船舶起浮时纵倾值的确定
船舶起浮时纵倾值的准确选择，对保证下水安全具有极为重要的作用。船舶理想的浮态无疑是水平起浮，但由于确定船舶重心位置时难免存在的误差，就可能导致船体或墩木的损坏。为避免此类事故的发生，需要在下水设计时预先使船首或船尾处于纵倾状态。一般情况下，船舶下水时的重心与下水吃水状态下的浮心的相对位置，是后者较前者更靠近船首，所以从压载重量及下水时所要求的水深条件考虑，设为倾就更为安全，艉倾值的设计范围一般为200~300mm。
船坞下水设计的主要内容：首先就是要决定船舶的纵倾方向和纵倾值：其次是决定压载重量和支点载荷（又叫支点反力）。应尽可能准确地计算船舶的质量和重心位置，以减小纵倾误差，提高下水安全性。
②应根据计算要求的压载重量确定压载位置（即支点反力的作用位置）。压载位置应选在船体结构比较坚固的部位，避免结构薄弱的部位受到损伤。一般采用注水方式施加压载，注水前，应检查压载下方的墩位强度，必要时应增设临时墩位。
干船坞下水时，风压对船舶的作用如图10.32所示。风压会引起船舶的漂移，从而可能导致船体与坞壁碰撞而受到损伤，特别是对于大型及多层长桥楼的船舶，应予以高度重视，并计算风压的影响。
针对风压的影响制定相应的预防措施。如在坞壁适当的位置上装设碰垫，以防止由于风压作用使船体漂移挤靠坞壁而损坏船体：在两侧坞壁装设牵引装置，下水时从两舷牵住船舶，同时作平行移动，以避免船体触碰坞壁。当然，最好在大风天气应停止进行下水作业。
干船坞下水前的主要准备工作主要有以下几点。下水计算和下水工艺文件完备；下水压载按设计纵倾值要求加载完毕；需要增加的临时墩位已按要求铺设完毕，并已按工艺要求打紧（或松开）；下水作业需要的有关设施和安全措施（包括船上带缆桩、导缆孔、坞边带缆桩、牵引）；装置、船坞抽水设备、拖船等)准备就绪，工作状态完好；船上的多余物件已经清理，移动物件已经固定；坞内已经清理。
在潮高满足下水计算要求以及气象条件能满足安全下水的要求的前提下，就可进行干船坞下水（又称船坞出水、出坞）。