2019(11):1-6.
摘要:长江口位于开敞海域,波浪随季节变化,波况极为复杂。工程水域的设计波要素关系到海塘防洪安全,对于长江口综合整治工程有着重要影响。采用经验公式和数学模型两种方法计算长江口海域的波浪。研究结果表明,两种方法计算的平均波高相近;数学模型计算的波周期更符合波浪传播变形规律,经验公式计算的波周期偏保守、对工程来说偏安全。对两种计算方法的优缺点进行了比较分析。建议采用数学模型计算长江口水域的波要素,并采用经验公式进行复核。必要时结合波浪实测数据和物理模型,提高计算结果的准确性,为长江口综合整治工程提供可靠的设计波要素。
2019(11):7-12.
摘要:基于OpenFOAM平台,引入k-ε湍流模型对Navier-Stokes方程进行封闭求解,使用VOF方法追踪自由液面,建立三维数值水槽模型,研究波浪作用下的沙纹床面水动力特性。结果表明,波周期内涡旋结构产生于沙纹背水坡,并逐渐抬升至沙纹峰以上,继而向上游移动,上溯至最远距离后,在下一个波周期影响下转向下游移动直至完全耗散;床面剪切力集中分布在沙纹峰和背水坡处,迎水坡的剪切力波动频率更为剧烈,表明可能存在小尺度涡体,而小涡体的脱落扩散促进了背水坡大尺度涡旋结构的发展;当波浪波高改变时,床面剪切力整体趋势没有明显改变,而大小会随之产生线性变化。
2019(11):13-19.
摘要:针对高盐、高温、高湿的热带海洋环境下超长、超厚大体积混凝土地下室结构由温度应力引起的开裂风险等相关问题,结合工程实例,通过Midas FEA有限元软件模拟大体积混凝土的温度场,对大体积混凝土的温控措施和开裂风险进行研究。采用设置冷却水管的方法,结构未出现温度裂缝及渗水现象。总结提炼了热带海洋环境下超长、超厚大体积混凝土施工防止温度裂缝的技术成果,可为同类超长结构地下室工程施工提供借鉴。
2019(11):20-23.
摘要:我国沿海发达地区尚未开发的天然建港岸线资源所剩不多,近年来在沿海可以利用的地区已建设或规划多个大型挖入式布局港池。挖入式布局的港池因具有充分利用岸线、掩护条件优越、便于管理等特点,在国内外应用较广。港池设计波要素是码头设计过程中的重要研究参数之一,而目前主流的商业软件MIKE 21 SW波浪模型、MIKE 21 BW波浪模型在对大范围港池的港内波浪场进行计算时各有欠缺。以横沙大型港池为例,比较几种不同波浪推算方法的计算结果,提出了结合MIKE 21 SW、MIKE 21 BW两种波浪模型进行叠加的推算方法。
2019(11):24-28.
摘要:针对潍坊港新规划港区的波浪入射及泊稳问题,采用梯级嵌套波浪数值模拟方法,对2 a一遇波浪条件下的潍坊港中、西港区内波浪折绕射进行研究。结果表明,在正对口门入射的ENE及NE向波浪作用下,小口大腹的港区形态有助于削减口门入射至港区腹内的波浪强度,港内码头区大部分水域比波高在0.3以下;中港区靠近口门两个特征点的波高H4%相对较大,均为0.86 m,至中港区顶部的比波高迅速削减至0.2以下;西港区波浪以风浪为主,各特征点的波高H4%介于0.46~0.66 m,至西港区顶部的比波高迅速削减至0.1以下;各泊位均能满足泊稳条件。
2019(11):29-35.
摘要:绿色设计理念在工业产品和建筑设计中得到了广泛运用,但在填海工程中应用较少。科伦坡港口城项目是位于“一带一路”关键节点国家斯里兰卡的大型人工岛填海工程,在该项目中以“安全”“节能”“生态”的绿色设计理念为指引,充分结合环境评估与工程研究,完成了工程选址、总体平面布置优化、优化运河布置,通过功能分析采用低窄堤顶式防波堤,在施工中根据现场情况及时变更设计方案,达到了节约、经济、保护环境的目的。施工中通过详细的环境监测证明绿色设计的效果达到了预期,取得良好的环境效益和社会效应。
2019(11):36-39.
摘要:基于对环渤海地区天然气消费现状和供应格局的分析,指出环渤海地区海运进口液化天然气(LNG)在冬季需求集中、LNG泊位淡旺季利用不均衡等运输特点。根据区域LNG运输特点和现状泊位利用率情况,进一步分淡、旺季对LNG泊位利用率进行了细化研究。结合沿海LNG船型发展现状及发展趋势,对LNG泊位通过能力计算参数进行设计。在此基础上测算出近中期环渤海地区LNG接收站泊位通过能力达500万~550万t较为合理,并提出未来泊位能力挖潜方向。研究结论可对区域LNG相关港口规划和设计工作提供参考依据。
2019(11):40-46.
摘要:针对自动化集装箱码头堆场起重机大车作为主要工作机构导致能耗增加、效率降低等问题,研究了一种新型单箱轨距集装箱堆场起重机装卸工艺。基于Witness平台,分别建立了新工艺与经典工艺的集装箱码头仿真模型,通过计算和仿真试验对比分析了设备投资、能耗、年通过能力等技术指标。结果表明新工艺具有设备投资低、能耗低、装卸效率高等优势,对箱区间存在的作业干扰问题提出了相应的建议,为自动化集装箱码头的创新发展提供了新方向。
2019(11):47-53.
摘要:随着国内游艇码头建设的不断增加,游艇码头港内泊稳条件得到了越来越多的关注。影响游艇码头港内泊稳的主要因素有防波堤的布置、防波堤的结构形式、港内护岸的结构形式等。基于MIKE21-BW模型,以长岛县南长山岛规划建设游艇码头为例,对游艇码头港区的两种布置方案、6个浪向作用下的港内泊稳情况进行了数值模拟。对比两种平面布置方案口门处及港内游艇泊位处波高,分析影响游艇码头港内泊稳的影响因素。结果表明,防波堤位置、口门处防波堤的结构形式及港内陆地护岸的结构形式对游艇码头港内泊稳条件有直接影响。
2019(11):54-57.
摘要:为了研究直立式加筋土挡墙的结构特性,从细观角度出发,通过颗粒流分析程序PFC2D建立直立式加筋土挡墙离散元数值模型。研究直立式加筋土挡墙的作用机理,从细观角度对挡墙位移场、应力场、接触力链在外部荷载作用下的变化规律进行分析。研究结果表明:加筋区域土体水平运动趋势比未加筋区域更加明显,但是土工格栅对土体的阻抗作用有效地减小了加筋土区域土体的水平位移。挡墙加筋区域应力水平整体低于未加筋区域,同时加筋区域强力链数量明显多于未加筋区域,说明土工格栅起到了加固土体的作用。
2019(11):58-62.
摘要:针对长江三峡枢纽通过能力提升的过坝运输需求预测问题,研究长江上游区域经济发展、产业结构与三峡枢纽过坝货运量的发展变化关系,构建基于长江上游区域产业结构测度的三峡枢纽过坝货运量预测模型,预计2020、2030、2040和2050年长江三峡枢纽货运量分别约为1.61、2.54、3.10和3.17亿t。研究表明:采用基于区域产业结构测度的方法预测三峡枢纽过坝货运量具有一定的参考意义;同时,发现长江三峡枢纽过坝货运量约在2040年左右将进入平稳发展阶段,该结论有待进一步探讨。
2019(11):63-66.
摘要:我国山洪灾害频发,人们对其中泥沙致灾的因素越来越重视。采用单因素控制法通过陡比降变化水槽试验,模拟山区河道坡度变化及大量泥沙输送,研究大比降强输沙条件下水位的变化规律。试验结果显示:在携带大量泥沙的情况下,快速落淤泥沙导致局部坡度变缓、流速降低、水位上升;另一方面,泥沙本身的阻力作用导致水位升高。因而导致局部河段急缓流交替水跃发生,显著抬高洪水位,泥沙与水的互馈作用使交界锋面位置处水位显著高于清水水深。研究表明,流量越大、输沙率越大或上游河道比降越大,交界锋面位置处水位越高。伴随着泥沙淤积的逆行发展,异常的水位激增除在边坡交界点附近发生外,还向上游传播,导致漫溢洪水泛滥成灾。
2019(11):67-73.
摘要:通过分析近年来河流演变特征和拟建工程河段水沙特征,综合考虑长江下游南京河段水沙运动规律、三峡水库蓄水后沙量的变化以及对河床冲淤影响较不利的水文年,确定了具有代表性的模型计算水沙控制条件和不利水沙条件。结合实测资料,采用二维潮流泥沙数学模型,对长江下游南京河段拟建建宁西路过江隧道附近区域的潮流及含沙量进行模拟及验证。在验证良好的基础上,对工程河段各方案(A、B、D、E)的河床冲淤进行了预测,并与物理模型试验结果进行对比分析。结果表明:两种模型计算结果较为一致;拟建过江隧道各方案冲刷变化基本相似,其中E方案左、右深槽冲刷深度最小,可为过江隧道工程的合理实施提供科学依据。
2019(11):74-80.
摘要:以曼厅大沙坝浅滩航道整治为依托,针对滩险整治过程中提升航道等级并维护航槽稳定的问题,从水文特征、河床演变和历史航道整治状况等3个方面总结澜沧江曼厅大沙坝河段河势变化及航道现状,分析此滩险河段现有的滩槽格局及滩险成因,提出以守护为基础、采用中枯水两级整治思路的整治方案。结果表明,在兼具库区特征的滩险整治过程中,采用疏浚增加航槽水深,并布置整治建筑物守护洲滩、束水攻沙,能够提高航道尺度,保障航槽稳定。
2019(11):81-85.
摘要:针对汉江梯级枢纽首次生态调度实施以后,汉江兴隆枢纽常年库区新河口河段航道弯曲出浅的问题,对水文条件、河床演变和航道尺度进行分析,探究汉江梯级枢纽生态调度对兴隆枢纽库区航道的影响,预测库区航道发展趋势。结果表明,汉江梯级枢纽首次生态调度期间,兴隆枢纽库区水位陡落陡涨,水流比降流速大,兴隆枢纽库区马良—沙洋河段过渡段航道稳定性差,调度历时短导致过渡段航槽缺乏足够的水流冲刷而出现碍航情况。预测远期马良—沙洋段过渡段均可能存在航道摆动的现象,且河槽将呈淤积趋势,航道条件可能进一步恶化。
2019(11):86-91.
摘要:针对弯曲河道船闸口门区受三维螺旋流和口门区水流特性的共同影响下水流条件较差、难以满足船舶安全通行要求的问题,提出将工程措施前置上移,并由“点”形改为“线”形,以调整河势为手段削弱弯道螺旋流的不利影响,构建口门缓流区,再辅以局部工程措施,以进一步改善口门区的横向流速和回流流速,确保船舶安全过闸。
2019(11):92-99.
摘要:三峡水库试验性蓄水后,长江干支流水利枢纽陆续投入运行,入库沙量大幅减少,导致库区航道条件变化与论证阶段成果有一定差异。基于2008年以来库区航道原型观测资料,分析常年回水区与变动回水区航道条件变化及其主要原因。结果表明,常年回水区局部河段的细沙淤积对主航道尺度侵蚀程度需要密切关注;变动回水区消落期部分河段卵石输移及暂时性淤积将引起航道航深不足,期间天然河道转化过程中形成的复杂流态将对通航条件产生不利影响。
2019(11):100-106.
摘要:太平口水道是长江中游重点碍航水道,目前主要通过维护性疏浚维持航道畅通。以2018年碍航较为严重时为背景,分析河道特点和碍航原因,提出相应的疏浚方案。结果表明,考虑到多方面的碍航原因,本阶段宜采用桥梁防撞与航道管疏、提前预测与多轮抢通、双槽交替疏浚与通航相结合的思路,对沿岸槽和2#槽交替进行疏浚。2018年度的碍航形势严峻,疏浚时机的选择宜结合水情,分别在汛前、汛期和枯水期进行多轮疏浚。
2019(11):107-113.
摘要:为防控滑坡涌浪对船舶造成破坏,以山区航道中小型船舶为对象,通过物理模型试验分析滑坡涌浪的传播衰减规律,在此基础上研究滑坡涌浪对船舶稳性和浮性的破坏特征,并给出山区航道中小型船舶防控滑坡涌浪的建议。结果表明,对于处在航行、锚泊、系泊状态的船舶,其破坏特征各不相同;对于山区航道中小型船舶,其浮性比稳性更容易受到涌浪破坏;船舶在直射区内比直射区外更容易受到破坏。研究成果可为类似工程提供参考。
2019(11):114-117.
摘要:针对连云港港30万吨级航道二期工程航道疏浚施工项目LYG-302-H1.2标段航道里程长、离岸距离远、单一潮位站难以控制所有施工区段实时潮位的问题,进行系统开发研究,利用原有3个潮位站进行潮位改正,同时采用北斗信息传输系统,研究相关软件得出一套适合该工程的远距离潮位实时播报系统。现场实测数据与相应基站推算出的数据比对表明本系统适用于该工程。此系统接入船舶疏浚系统为施工船舶提供实时潮位数据,施工船舶以此为依据完成船舶定深,在工程质量控制中起到了重要作用。
2019(11):118-121.
摘要:现行有关水运标准对航道整治工程验收的随机抽样方法没有明确规定。为使航道整治实体交工验收检测数据反映现场实际情况,结合筑坝工程抛石结构形式和坝体尺寸等影响因素,参考《公路路基路面现场测试规程》中随机抽样方法,提出一套针对航道整治工程特征的改进随机抽样方法,以消除抽样检测时技术人员的人为影响因素。该方法在施工各参建方共同见证下,公平、公正、合理确认交工验收检测抽检断面位置。方法简单直接有效,易于现场操作,给工程质量监督工作提供了强有力的数据支撑。
2019(11):122-126.
摘要:液化天然气(LNG)船舶进出港时通航排他性强,有必要进一步研究LNG码头适宜规模,以科学引导大型LNG接收站建设。基于多智能体信息交互的港口运营系统仿真方法,建立单个LNG港址单向专用航道模型,研究高负荷状态下2~6个LNG泊位时的船舶进出港及接卸作业全过程,评估LNG船舶相互影响状况下的进出港效率。结果表明,基于目前一般通航规则,单个港址LNG泊位数量2个较优,3个相对平衡,不宜超过4个。当达到4个泊位时,船舶进出港效率明显下降,潜在运营风险较高;且随着泊位数量进一步增多,效率会持续下降。
2019(11):127-132.
摘要:依托山东某内河航道项目,采用Autodesk平台探索研究BIM技术在航道工程设计中的应用。应用BIM技术可解决二维设计中设计意图难以直观表达、出图量大且易出错、方案变更导致的重复工作等问题,实现航道工程三维可视化、协同化、参数化、精细化设计,从而优化了设计流程、提高了设计效率。在项目的施工及维护阶段,通过BIM模型进行信息传递,可实现设计与施工的无缝衔接,从而保证航道工程的施工质量,提高了施工管理水平。
2019(11):133-138.
摘要:针对浮式检修闸门内部结构复杂、难以进行浮游稳定性计算、工程算量困难以及图纸复杂等问题,结合汉江雅口航运枢纽工程浮式检修闸门设计的应用,探索采用BIM技术进行浮式检修闸门建立模型、稳定性计算分析、结构计算、正向设计生成二维图纸、辅助工程算量、校核审查、施工阶段的应用和运维阶段的应用等。结果表明:采用BIM技术,能够精确计算出浮式检修闸门的浮游稳定性,大幅提高设计人员出图和统计工程量的效率,确保设计质量。
2019(11):139-143.
摘要:为解决BIM在水运行业堤坝工程中应用较少的问题,通过在传统堤坝设计方法中融入BIM设计理念,基于Civil 3D软件形成一套建模、算量、批量出图的堤坝工程BIM设计方法。对Civil 3D部分功能进行二次开发,建立堤坝工程部件库,优化工程量生成与输出流程,实现BIM三维线框模型向带特殊编码信息的三维实体模型自动转换的功能。采用BIM设计方法在相关工程中进行实践,拓展了BIM在堤坝工程中的应用。
2019(11):144-150.
摘要:土压力是钢圆筒结构的主要外荷载之一,是分析钢圆筒与土共同作用机理的最重要一环。结合港珠澳大桥岛隧工程西人工岛项目实例,以有限元软件 PLAXIS 3D 作为分析平台,建立深埋式大直径钢圆筒岛壁结构整体空间弹塑性有限元模型。分析钢圆筒结构的筒前被动土压力分布曲线与筒底竖向土压力分布曲线,并与同工况下二维平面等效理论计算方法得到的土压力曲线以及经典朗肯、库仑土压力进行对比。结果表明,三维数值模拟钢圆筒结构筒前被动土压力最小,随深度增长的趋势与经典土压力相吻合;三维数值模拟筒底竖向土压力与二维平面等效计算结果在分布趋势和数值方面都基本吻合。
2019(11):151-155.
摘要:基于有限元强度折减法模拟了典型的斜坡堤结构,分析斜坡堤稳定性影响因素对其安全系数的影响,结果表明强度参数和坡率与安全系数成正相关、荷载和坡高与安全系数成负相关,而水位与安全系数无明确相关性,并据此提出了相关建议。斜坡堤地基处理方案的选取,主要根据周边工程案例、经验、造价以及施工能力等进行主观综合比选,缺乏指标性的综合比选。针对此问题,采用模糊综合法综合比选方案指标,建立了地基处理方案的模糊综合评价模型,并通过具体工程项目进行实例验证,结果表明该模型实用并有效。
2019(11):156-159.
摘要:新近吹填珊瑚砂地基在施工过程中形成的软弱夹层分布范围广、厚度随机、无明显规律、工程性质差,给工程建设带来极大的难度和挑战。通过室内试验对珊瑚砂地基中软弱夹层特性进行分析研究。结果表明:软弱夹层主要以粉土为主,具有较高的塑限;抗剪强度指标比一般天然粉砂-粉土的抗剪强度指标高;土中细颗粒(< 0.075 mm)含量越大,土的最佳含水率越大、最大干密度越小。
2019(11):160-164.
摘要:针对在连云港港30万吨级航道二期工程航道疏浚施工项目LYG-302-H1.2标段建设中多艘万方耙吸挖泥船共用一个倾倒区、吃水要求高、倾倒频次多与倾倒区满足万方耙吸挖泥船重载吃水区域有限的矛盾,对2#倾倒区综合规划使用措施进行研究,结合船舶满载吃水、倾倒区水深分布情况以及潮位变化情况等因素提出以最优倾倒效率的方式进行倾倒作业的方法,该规划方案切实可行,可提高倾倒区使用率和船舶倾倒效率。
2019(11):165-169.
摘要:针对水下抛石施工的测深系统不能实时反馈数据处理结果的问题,对多波束测深系统的自动滤波功能进行研发,采用CUBE滤波算法,实现了多波束测深数据的准实时处理以及抛石断面与设计断面的对比分析,并将其应用于某深水防波堤实际工程。结果表明,该系统能够对水下抛石施工起辅助决策的作用,并提高水下抛石效率和精度,可为类似工程提供参考。
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