港珠澳大橋全長55公里,是中國第一例集橋、雙人工島、隧道為一體的跨海通道。沉管是整個港珠澳大橋控制性工程,沉管段總長5664m,分33節(jié)如圖甲所示,標準單節(jié)長180m,寬40m,高11m,(計算時把沉管看做長方體)單節(jié)質(zhì)量為7.2萬噸,最大沉放水深44m,這些巨型沉管是如何被運送到海中沉放現(xiàn)場井下沉到指定地點的呢?如圖乙所示為沉管停放的船塢區(qū),沉管距地面2m,在其內(nèi)部安裝可注入或排出海水的壓載水系統(tǒng),并在管內(nèi)無水時將其兩端封閉壓載水系統(tǒng)和封閉材料質(zhì)量不計),關(guān)閉塢門,向船塢內(nèi)灌水使管節(jié)起浮,起浮后移到深塢區(qū),再由大馬力拖輪將管節(jié)拖出船塢,并拖運至沉放現(xiàn)場,如圖丙,利用壓載水系統(tǒng)向管節(jié)內(nèi)注水,
使其下沉,并利用深水無人沉放定位系統(tǒng)調(diào)位安裝,根據(jù)以上條件求:
(1)一節(jié)沉管的重力;
(2)關(guān)閉塢門,向圖乙所示船塢內(nèi)注水,當水深至少為多少時沉管起?。?br />(3)圖丙所示,沉管內(nèi)注水質(zhì)量為多少時沉管剛好能下沉?
(4)沉底后沉管需排出罐內(nèi)的海水,則壓載水系統(tǒng)提供的壓強比大氣壓大多少?