2018(1):1-11.
摘要:针对长江南京以下河段水文泥沙、河床组成特点及生态环境现状,研发了格状石笼压载植生垫、立体网状、生态软体排等潮位变动区生态护坡结构,土工格栅加十字块压护、隔室模袋混凝土等高滩生态防护结构,空间排体、主动式钩连体、扭双工字透水框架等生态护底护滩结构,开孔半圆形构件、开孔梯形构件等生态型坝体结构,分析了各种结构的作用机理。各种结构均已用于长江南京以下12.5 m深水航道一、二期工程中,并取得显著的经济和生态效益,具有良好的推广应用价值。
2018(1):12-15.
摘要:针对深水、大流速、低能见度环境下水下抛石基床整平施工效率低、施工精度难以保证的技术难题,进行水下抛石基床自动整平系统研究。设计制作专用试验装置,根据不同的石料铺设状态、整平速度和石料厚度进行分组试验。通过试验得到刮刀整平推进阻力值为23.08 kN?m,为该研究提供了关键设计参数。
2018(1):16-22.
摘要:在港口水工建筑物布置中,波浪大多数是斜向作用于建筑物的,考虑斜向浪的作用更符合实际。针对这一问题,分析杨正己计算公式、Daemrich计算公式、邹红霞计算公式对本试验结果的拟合效果,并分析规则波正向入射时各影响因素对潜堤透射系数的影响,拟合出相应的计算公式。在此基础上,根据斜向规则波作用于潜堤的试验结果,分析得出斜向规则波作用下潜堤透射系数的计算公式。分析斜向不规则波试验结果,提出斜向不规则波作用下潜堤透射系数的计算公式,经检验,公式合理,可为我国潜堤结构设计提供科学的参考依据。
2018(1):23-28.
摘要:在季节性冰冻河流开江过程中,特别是武开江,较大体积的流凌会对堤防、护岸等水工建筑物构成严重威胁,甚至可聚集成冰塞或冰坝,造成水位短时抬高,导致漫滩或决堤,造成人民生命财产的损失。为探究流凌演进规律,有效预防流凌灾害,建立了流凌演进原型试验方法,开展松花江汤原河段流凌演进原型试验研究。通过RTK测量不同模型粒子的运动轨迹和撞击护岸现象,结合当地风速测量数据,探究流场要素、风速以及河道地形对流凌运动的影响;明晰流凌撞击护岸的影响因素以及堤防可能发生破坏的地点和形式。为揭示冰坝、冰塞形成机理提供理论参考,为堤防合理布局和维护提供指导依据。
2018(1):29-34.
摘要:针对海岸港口的乘潮水位计算问题,提出了逐时潮位法计算给定延时和保证率条件下的乘潮水位。该方法从潮位过程线上读取逐时潮位观测资料对应的持续时间,按潮位和延时分组进行二维统计,从统计结果中抽取所需计算延时的潮位序列,根据序列绘制累积频率曲线得到所需保证率的潮位值。该方法与规范法的计算结果相差不大,但在绘制累积频率曲线能减少约50%的计算量,将有效减少机时,提高工作效率。通过该方法计算得到了日照港年和季的乘高潮水位,计算结果表明船舶在乘潮进入日照港时,需特别考虑季节因素的影响。
2018(1):35-40.
摘要:斜坡堤胸墙的稳定性主要受到波浪作用的影响,而且实际工程中斜坡堤多受斜向波浪作用。通过斜向与正向不规则波对斜坡堤胸墙作用的物理模型试验研究,分析斜坡堤单个胸墙所受的斜向波浪总力的折减系数随水位和波浪入射角度的变化规律,并与斜向波浪对单元直立堤的作用情况进行对比。结果表明:斜坡堤单个胸墙所受的斜向波浪总力的折减系数总体上随着水位的降低而变小,随着波浪入射角度的减小而变小;斜向波浪总浮托力的折减系数一般小于总水平力的折减系数;在不同水位和波浪入射角下,斜坡堤单个胸墙所受的斜向波浪总力的折减系数与单元直立堤有一定差别。
2018(1):45-49.
摘要:采集长江中游荆江太平口航道河段疏浚土或底泥,检测铬(Cr)、砷(As)、镉(Cd)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)元素的含量,利用健康风险评价法进行潜在健康风险评价,分析长江航道疏浚土污染状况及潜在健康风险。结果表明,各采集点Cu含量在151.11~253.21 μg?g,工程河段下游毗邻排污口处底泥As、Cd含量分别为28.01、0.84 μg?g,均超过土壤环境质量二级标准;以皮肤接触为污染暴露途径,施工区下游毗邻排污口底泥Cd的非致癌风险危害商(HQ)> 1,存在一定风险,其余元素非致癌风险在可接受范围;致癌物Cr、Cd的致癌风险集中在10-7~10-6,在可接受范围,太平口航道疏浚点、整治工程点,以及施工区域毗邻排污口疏浚土(底泥)As致癌风险水平较高,分别为1.52×10-5?a、1.44×10-5?a、4.04×10-5?a,存在一定风险,但未超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值(5.0×10-5?a)。鉴于荆江航道太平口河段底泥已受As、Cd污染,应加强监测评价。
2018(1):50-56.
摘要:目前我国渔港港内锚地允许波高是参照国外规定根据经验确定的,国内缺乏相应研究。以212 kW(275 HP)拖网渔船为代表船型进行三船并排首尾锚泊的物理模型试验,研究不规则波作用下并排渔船的锚泊力及运动量的情况,同时与单船锚泊时的结果进行对比。结果表明:三船并排锚泊时内侧非直接受浪作用的渔船,其拉力和横摇角度均大于最外侧直接受浪作用的渔船;当港内波高较大且周期也较大时,三船并排锚泊比单船锚泊安全性更高些;在本次试验范围内,三船并排首尾双锚锚泊时的允许有效波高比单船允许的波高要偏大,建议取为0.9 m。
2018(1):57-63.
摘要:针对无梁板式高桩码头内力计算方法的问题,分析无梁板式高桩码头排架内力并进行水平集中力的分配系数的研究。采用ANSYS有限元软件进行数值模拟,得出水平集中力在不同跨数与排架间距的无梁板式高桩码头中的分配系数。结果表明:该横向分配系数与现行规范中高桩梁板式码头横向分配系数进行比较均偏小,横向分配系数最小偏差1.8%,最大偏差39.6%。横向分配系数随着横向排架间距的增加而增大,当纵向排架间距、沿纵向跨数或沿横向跨数增大,则水平力横向分配系数减小。
2018(1):64-68.
摘要:在建的以色列阿什杜德港项目的Q28码头为全直桩的高桩梁板式码头,采用重力式沉箱作为后方陆域吹填的挡土墙结构,并利用抛石形成护岸。针对其结构复杂、施工组织难度大的特点,通过施工期的波浪场数值模拟及物理模型试验,对该码头的设计思路进行分析。结果表明,当主防波堤延伸段施工尚未对施工区域形成整体掩护时,重力式沉箱结构可以对后方的陆域吹填及板桩码头施工提供一定程度掩护,桩间抛石护岸则可以有效地减少直立式沉箱壁的波浪反射作用。同时,根据施工实际情况对设计断面提出优化建议,确保项目的顺利实施。
2018(1):69-71.
摘要:结合某工程前组合钢管板桩高桩承台码头实例,运用高桩墩台计算软件建立简化模型,并运用有限元程序ANSYS建立三维模型,对比两种情况下结构的内力变形。结果表明:有限元模型计算的结果比简化计算的结果更符合实际受力情况。
2018(1):72-76.
摘要:基于武汉新港花山作业区的功能定位和发展要求,结合港口开发现状、区位和地形条件,针对港区平面布置、高程设计和交通组织等问题进行重点分析。充分利用陆域资源特点和条件,考虑不同港口功能区对陆域的要求,提出合理的平面布置方案;综合分析防洪、港区排水、交通及土石方平衡等要求,对港口高程系统、重要节点高程控制和港内交通组织进行设计,为复杂地形条件下的内河集装箱港区规划设计提供参考。
2018(1):77-82.
摘要:针对某厚软土层地基上高桩码头修复问题,对受损检测、结构受力、修复设计与施工工艺进行分析。采用有限元软件、杆件力学计算和传统桩基低应变检测,得出桩基检测范围、破坏时受力特点和破坏原因,采用现浇墩台、粘钢法方案对桩基补强修复。结论是:对于受损码头,通过计算分析结构受力特性,缩小检测范围,传统低应变检测法能很好地解决在役高桩码头桩基损伤检测难题;充分利用已破损的结构进行补强修复,减少投资;采用下钢护筒工艺,将水下粘钢法修复桩基变为水上干施工,可降低施工难度。
2018(1):83-87.
摘要:相较于普通货运码头及船舶,渔港水域布置方式、渔船船型有着其特殊性。针对渔港水域布置中存在的要点、难点及问题,总结水运、水产行业标准及地方标准,对水域设计条件要求进行研究。根据数模结果,采用多个水域布置方案研究、分析及比选的方法,得到水域平面布置与数模结果间的规律。根据方案对比经验,综合考虑并取舍波浪、潮流、泥沙回淤因素,确定最优水域布置方式。
2018(1):88-92.
摘要:渗流问题一直是困扰水工建筑物健康发展的难题。随着建筑物使用年限的增长、运行环境的改变,渗流常常发生在堤防、土石坝中。利用有限元软件对不同水位下的海堤进行数值模拟,将分形理论应用于水位涨落过程渗流数据中,对相同单元节点处渗流产生的总水头H、渗流压力P以及渗流流速v曲线的盒维数进行分析,并通过Matlab编程计算出不同关系曲线对应的分形维数。结果表明:总水头分维DH,渗流压力分维DP以及渗流流速分维Dv随水位的变化而变化,且各分维值随水头变化明显与水位涨落成正比。采用分维值表示水位涨落过程中渗流因素是一种简洁、准确、科学可行的方法。
2018(1):93-99.
摘要:针对取水工程对港池内水流及泥沙影响问题,以黄骅港综合港区港池取水工程为例,通过在分析工程区域自然条件和泥沙条件的基础上建立三维数学模型的方法,从潮流、泥沙角度分析各取水方案对港池内水流条件和泥沙回淤的影响。结果表明:取水工程实施后整个港池内流速均不大,除取水口外,流速均在0.1 m?s以下。取水工程不会造成周边水域泥沙场的改变,对进港航道及港池淤积影响不大。取水工程实施后在设计最大取水流量范围内不会影响港口的正常运行。
2018(1):100-105.
摘要:在分析评价长江口不同疏浚吹填工艺的特点及适用性的基础上,结合疏浚土资源供需关系和圈围工程现状条件,提出“十三五”期长江口深水航道疏浚土造地利用的初步技术方案。结果表明:1)长江口航道常用的“挖运抛+挖吹”和“挖运吹”工艺仅适用于较短运距的疏浚吹填工程;新研制的“耙吸装驳”工艺能适用于长运距的疏浚吹填工程,“十三五”投入应用后可显著拓展深水航道疏浚土的利用空间。2)“十三五”期间,横沙东滩七、八期圈围工程可利用深水航道北槽段疏浚土,采用“挖运抛+挖吹”和“耙吸装驳”的“挖+运+吹”工艺实施疏浚吹填;南汇东滩圈围工程N1库区可部分使用深水航道疏浚土,采用“耙吸装驳”工艺实施吹填;其他零星建设用地圈围工程可使用深水航道南港圆圆沙段疏浚土,采用“挖运吹”工艺吹泥上滩。
2018(1):106-111.
摘要:开敞淤泥质海岸深水航道边坡的稳定性关系到航道的基建及维护费用,是航道工程设计中最重要的问题之一。以连云港港徐圩港区10万吨级航道为研究对象,采用在连云港海域应用较为成熟的波浪数学模型推算的波要素成果,研究中浪、大浪对徐圩10万吨级航道边坡稳定性的影响,并利用边坡实测地形资料进行分析。结果表明,从波浪动力的角度来看,徐圩10万吨级航道设计边坡的坡度取值是合理的,本海域的波浪动力不会对航道边坡的稳定性造成不利影响。
2018(1):112-116.
摘要:山区河流河窄水急,通航枢纽施工导流河道缩窄率可高达60%~70%,对施工导流期的泄流能力与通航水流条件的影响很大。根据流路阻力系数与过流能力成反比和能量方程等水力学原理,选择河岸切嘴顺坡、清底整平河床的方法,有效降低河道形状阻力,减小过流糙率系数,提升河道泄流能力;采用降低缩窄河底高程、增加过流断面的方法,减小流速、提升最高通航流量;采取延伸导流河底高程变化点至纵向围堰上下游端点外与缓和斜坡连接床底的方法,降低过水断面变率、减小过流卡口河段的壅跌水高度、平顺水流,实现改善通航条件的目的。结果证明该方法对于增加缩窄河道泄流能力、提升最高通航流量是切实可行的。
2018(1):117-122.
摘要:随着货运量的增大,目前我国正大规模改扩建多线船闸,受枢纽已建建筑物和地形条件限制等多因素影响,新建多线船闸多与已建船闸并排布置,共用引航道。双线船闸共用引航道时,一线船闸充泄水将会影响到另一线船闸引航道水流条件,危及另一线过闸船舶安全及船闸结构安全。结合北江飞来峡船闸水力学模型试验成果,探讨同尺度船闸共用引航道的布置及其对通航水流的影响。结果表明:船闸在错开运行时,通过增大中间辅导墙的扩散角可使水流快速扩散,减小非泄水船闸引航道回流范围和回流强度,可通过优化主辅导墙及下游消能工形式,改善双线船闸引航道水流条件。
2018(1):123-128.
摘要:针对大型船闸金属结构的特点和发展瓶颈,结合京杭运河、赣江、湘江、西江等近20个大型船闸金属结构设计的应用,采用BIM技术进行了船闸金属结构的辅助设计、结构计算和优化、工程表达方式、工程数据提取、运维资料、推动专业发展和建设等方面的探索和论述。研究结果表明:BIM技术对于掌握船闸全寿命周期核心技术、提高船闸金属结构的通用性和互换性、推进船闸金属结构的标准化和系列化、推动行业发展和完善专业理论体系具有非常重要的意义。
2018(1):129-133.
摘要:长江上游渣角河段为典型的分汊河道,具有“弯、浅、险、急”的碍航特性,整治难度较大。综合考虑其滩险成因、整治目标及主、支汊关系等因素后,提出3种不同的整治思路,并采用物理模型进行试验研究。结果表明:开辟新航槽,调整分流比,获取两汊平衡的整治效果较好,可根本解决碍航问题,能够实现两汊同时通航。
2018(1):134-141.
摘要:弯曲河道流态复杂,修建桥梁后桥墩对河道流场改变较大,对船舶航行安全非常不利。采用格子Boltzmann方法模拟桥墩三维紊流流场,并结合大涡模拟和运动边界处理方法,分析不同来流、弯曲半径等条件下的方形桥墩三维紊流宽度,由此建立了相对紊流宽度与弗劳德数之间耦合关系。利用上述成果,以四川新西林大桥为例进行验算,并与长江航道规划设计研究院的研究成果比较。结果发现,该方法得出的桥墩紊流宽度略大,但数值趋于合理。
2018(1):142-146.
摘要:介绍了一种新的方案,将浮力材料安装在闸门底部主梁区隔内,抵消闸门的部分自重。对浮力材料的分类、行业应用、材料特性进行介绍。对浮力材料与钢浮箱进行比较,证明浮力材料在船闸钢闸门上应用的可行性,可以在新建大型闸门、老旧船闸改造中推广应用。
2018(1):147-151.
摘要:五强溪枢纽船闸下游引航道口门区碍航问题一直是制约沅水高等级航道畅通的瓶颈。采用定床水流物理模型试验手段,分析河段现状通航水流条件及碍航特性。在桩基透空式隔流堤改善方案的基础上,提出了改善口门区通航条件的桩基导流屏方案,即通过阻挡和疏导水流相结合的方式来削弱口门区的斜向水流。方案实施前后试验成果对比表明,桩基导流屏对改善口门区斜流碍航具有较好的效果。
2018(1):152-159.
摘要:针对船闸大体积、异型结构混凝土的施工期开裂问题,依托九圩港二线船闸工程,模拟评估氧化镁膨胀剂及外保温措施对结构混凝土温度场、应力场和开裂风险的影响,并通过对实体结构温度、变形的监测,评估实际工程应用效果。结果表明,在混凝土中掺加氧化镁膨胀剂是降低船闸结构混凝土施工期收缩开裂的有效措施之一,在冬季较低的浇筑温度下,掺加氧化镁膨胀剂并配合一定保温措施,可同时降低混凝土结构表面和中心的开裂风险。氧化镁膨胀剂的掺入基本不会影响船闸混凝土的温度历程,但能够降低闸室边墙结构混凝土温降阶段的收缩50×10-6~70×10-6,降低闸首廊道结构混凝土温降阶段收缩40×10-6以上,显著提升船闸混凝土施工期抗裂性。
2018(1):160-165.
摘要:沿海港区规模化及船舶大型化趋势对港口服务水平提出了更高要求,水域尺度是影响港口服务水平的重要因素之一。在分析不同港池宽度的沿海港区船舶进出港作业流程的基础上,利用Anylogic仿真平台构建船舶进出港作业系统仿真模型,研究港池宽度对港口服务水平的影响。仿真模拟宽、窄、中3种港池宽度下的船舶进出港作业系统的结果表明:较窄港池、中港池水域面积增加25%,可提升港口服务水平达36%;宽港池水域面积增加48%,港口服务水平可提升90%。
2018(1):166-170.
摘要:针对我国内河虚拟航标显示符号不统一的问题,借鉴当前相关国际组织和国内外机构对海区虚拟航标显示符号标准化研究思路,划分了我国内河虚拟航标种类,提出各虚拟航标显示符号标准。通过分析我国内河不同航标虚拟化的适应性,将内河虚拟航标划分为航行标志、信号标志、专用标志和通用标志4类共9种标志,并对应提出各虚拟航标“圆形标识”和“菱形标识”2种显示方法,其中推荐使用“圆形标识”显示符号。
2018(1):171-177.
摘要:在大型填海造地人工岛建设工程中,土体沉降是影响整个场区后期安全运营的重中之重。为了分析填海造地工程中土体沉降的因素,利用土体微观结构分析方法中的扫描电镜法(SEM),对场区具有代表性的淤泥、淤泥质粉质黏土、粉质黏土、黏土等6种土样进行研究。通过观察不同深度处的SEM图,得到影响土体沉降的结构特征。同时结合Terzaghi一维及Biot二维固结理论两种数值计算方法,建立一维及二维蠕变模型并对比两种固结理论的数值计算结果,预测工程竣工后土体沉降规律。分析结果表明,土体本身的微观结构特征是影响场区沉降量的本质因素,两种数值分析方法得到的沉降规律和趋势基本一致。
2018(1):178-183.
摘要:以深圳到中山预投标的钢壳混凝土沉管隧道工程为例,针对钢壳混凝土沉管的组成形式,借鉴已有的钢-混凝土组合结构在收缩和徐变作用下的变形研究成果,对钢壳混凝土结构在长期作用下的受力和变形情况进行研究,采用一种简捷的计算方法对沉管横向结构在长期作用下的受力和变形情况进行计算。结果表明:由于徐变和收缩的影响,混凝土最终将近退去一半的应力值;钢壳的受力随着徐变和收缩的发展趋于均匀;随着收缩徐变的发生钢壳所承担的弯矩逐渐减小;由于徐变和收缩导致挠度增量的影响并不大。
2018(1):184-188.
摘要:为研究不同钢管桩基础与砂土界面剪切特性,研制一种新型桩土界面环剪仪,并基于此设备开展不同围压下钢管桩与均质细砂、福建砂、美国戴维斯砂的界面剪切试验。试验设计压力为200~800 kPa,通过测试分析桩土界面环形剪切时的扭力特征,探究不同桩土界面条件下的剪切应力应变关系。研究结果表明:界面剪切应力随剪切位移增大而增大并趋向稳定,但是在大应变的情况下,界面剪切应力有一定的波动。桩土界面剪切应力拐点对应的剪切位移及界面摩擦角随着法向应力的增加而增加,呈近似线性关系。
2018(1):189-194.
摘要:针对大型深插式钢圆筒之间的止水连接结构,依托港珠澳隧道人工岛工程,进行选型分析,研发新型超高深插整体式止水弧形钢板副格结构。根据结构受力特点和功能要求,提出副格弧形钢板结构平面尺度和插入深度的确定原则,形成考虑初始偏位的壁厚分析方法及满足偏位适应性要求和施工要求的副格弧形钢板结构的构造设计。经工程验证,该结构具有偏位适应性强、止水效果好、施工效率高等特点。
2018(1):195-199.
摘要:针对大型施工半潜驳在恶劣海况中的运动特性问题,采用数值计算的方法给出了不同作业海况下船舶的运动响应幅值,同时依托现场施工作业对半潜驳下潜施工运动响应进行测试,验证和完善了水动力数值分析模型及参数设置。据此提出的半潜驳下潜施工作业建议,可为船舶施工作业及安全操控提供参考。
2018(1):200-204.
摘要:结合现有项目工程的航道使用条件,依据国内外调研成果及《内河通航标准》《海港总平面设计规范》,对有限水域内大型沉管的浮运航道进行设计,得出航道设计的宽度与深度等关键技术参数,并在港珠澳大桥沉管隧道沉管浮运航道的选择中得到应用,通过对沉管在现场实测应用中分析计算,得出沉管浮运的航迹线。分析及研究成果经过实际应用验证,满足工程施工的要求。
2018(1):210-214.
摘要:针对以色列Ashdod港某码头和防波堤施工项目防波堤堤心石(0~1 t)需求量大、石料水上抛填施工窗口期有限的不利现状,对堤心石石料装船工艺进行研究,提出了一种新型堤心石石料装船平台和工艺。并通过Midas Civil有限元软件对装载平台梁系、钢格板进行三维建模,采用英标、欧标规范,分析了平台结构内力和变形,确保其安全性和可靠性。经现场实际石料装卸作业验证,平台操作便利、装载效率高。
2018(1):215-219.
摘要:通州湾港区位于南通市腰沙、冷家沙区域,地处辐射沙洲南缘,低潮时滩面出露,潮差大。通州湾港区规划方案体量巨大,需通过大面积围填高滩形成港区陆域,围堤建设是陆域形成的前提条件。通过研究波浪、潮流、地质等基础资料,结合模型试验和工程实践,从堤顶高程、堤心材料、抗滑防渗防冲刷分析、施工要点等多方面进行研究、总结大潮差粉砂底质环境下高滩围堤设计的关键技术,为后续工程提供参考、积累经验。
2018(1):220-223.
摘要:采用ANSYS建模和LS-DYNA显式动力分析的方式,分别使用HJC、脆性损伤、盖帽和混凝土损伤等4种混凝土本构模型,对钢筋混凝土墩柱的侧向冲击过程进行仿真。从系统能量的角度验证数值计算的正确性;并将冲击过程中的冲击物块加速度和钢筋应变的历时值与试验值进行对比,进一步证实仿真计算的正确性。从各本构模型的计算结果、模拟所耗费的计算时间以及所需的参数数量等方面进行对比。
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