2019(12):1-6.
摘要:长江南京以下12.5 m深水航道口岸直水道整治工程位于扬中河段,工程离岸远、水深大、水流实时变化、轴线长,潜堤施工抛石落点预测尚存在难题。在扬中河段开展涨、落潮条件下的抛石漂移距现场试验,获得涨、落潮条件下现场抛石漂移距公式,并应用于口岸直水道鳗鱼沙潜堤施工中。结果表明,抛石漂移距受潮流加速度影响,加速时段的漂移距大于匀速时段,减速时段的漂移距小于稳定时段,潮流加速度小于1.5×10-3 m/s2时,全潮流过程可采用统一漂移距系数0.892;施工过程中群体抛石中值粒径单块石漂移距小于4.5 m时,可采用群体抛石中值粒径来估算群体抛投平均漂移距,实测群抛抛石成堤断面与设计断面吻合较好。为弱感潮河段水上抛石落点精准预测提供依据。
2019(12):7-13.
摘要:福姜沙水道在平面上呈现“两级分汊、三汊并存”的格局,地形条件复杂,局部滩槽演变剧烈,是长江南京以下12.5 m深水航道重点整治河段之一。为论证福姜沙水道整治工程实施后的整治效果,基于实测地形、水文资料,系统对比了长江南京以下12.5 m深水航道福姜沙河段整治工程实施前后滩槽演变、汊道分流分沙比调整、固滩效果、航道条件改善等。结果表明:福姜沙水道整治方案总体合理,整治效果符合预期,但须关注靖江边滩底沙活动对福北水道回淤的影响。
2019(12):14-18.
摘要:高压冲水喷嘴的破土性能对耙吸挖泥船的疏浚效率有着重要的影响。通过试验对高压冲水喷嘴的破土性能进行研究。结果显示:随着靶距的增加,高压冲水喷嘴的破土深度逐渐减小,破土宽度逐渐增大;随着喷嘴出口压力的增大,破土深度逐渐增加,破土宽度逐渐减小;随着航速的增加,破土深度和破土宽度均逐渐减小;对比有耐磨块和无耐磨块时高压冲水喷嘴的破土性能,两者破土特性的整体变化趋势基本一致——在喷嘴离泥面相同距离时,有耐磨块高压冲水的破土深度和破土宽度均比无耐磨块时要大,且破土宽度的对比量更为明显。
2019(12):19-24.
摘要:针对不规则波作用下带基床直立堤的平均越浪量问题,采用物理模型试验的方法,对堤顶超高、波高、周期以及基床等因素对越浪量的影响进行了研究。结果表明:堤顶超高和周期是直立堤平均越浪量的重要影响因素。当基床相对宽度Bt/Hs=1~4.7时,基床宽度对平均越浪量的影响有限。同时,平均越浪量随着基床影响系数h*的增大先增大后迅速减小,在h*=15附近出现峰值,而在h*=30之后基本不变。根据试验结果,提出了直立堤平均越浪量计算方法,为实际工程设计提供参考。
2019(12):25-31.
摘要:为解决机制砂生产过程中伴生的石粉再利用问题,研究砂岩石粉对砂浆力学性能的影响,并通过XRD、DSC-TG、SEM及MIP等测试技术,分析砂岩石粉对水泥砂浆水化产物、形貌及孔结构等的影响。结果表明:当石粉含量不超过11%时,随着砂岩石粉含量的增加,砂浆的力学性能逐渐提高,砂浆的孔隙率、中值孔径及平均孔径均降低,石粉可优化浆体的孔结构分布;砂岩石粉中的CaCO3可与C3A发生反应,反应产物为C3A·CaCO3·11H2O;砂岩石粉的颗粒填充效应和化学活性是提高浆体力学性能的主要原因;成果可为砂岩机制砂混凝土的制备及石粉的再利用提供借鉴。
2019(12):32-38.
摘要:通过分析泉州湾自然条件,采用数学模型从水动力、流态、冲淤等方面讨论了泉州湾秀涂人工岛建成前后对水沙环境的影响。研究表明:人工岛建成后减少纳潮量约2%,归顺了人工岛周边水流流态,但对局部流场有一定影响;人工岛建成后固化了部分浅滩沙源,宏观冲淤影响幅度可控。可为类似工程的开发与保护提供参考。
2019(12):39-43.
摘要:针对目前没有规范为高桩码头夹桩结构的设计与施工提供系统性指导的问题,依托某工程实例,对强浪条件下的夹桩结构高程选取进行研究,通过物理模型试验测定不同高程的夹桩结构所受的波浪力,并根据实际施工进度安排,使用有限元分析软件计算确定了两个阶段的夹桩结构高程,在工程实施中取得了较好的应用效果,可为类似工程提供参考。
2019(12):44-48.
摘要:自动系泊系统作为一种新型的系泊方式在国外已取得了较多应用,而在国内尚无实际应用。介绍自动系泊系统的特点及优缺点,初步分析该系统对码头平面布置及经济性的影响。经分析,自动系泊系统具有系泊和离泊作业速度快、安全可靠,系泊期间运动量小等优势。同时,采用该系统能够按码头类型减少码头长度;在加固改造的情况下,使用该系统可在仅对原有码头进行少量改造的情况下,完成码头的升级,无须加长码头。在码头单位造价偏高的情况下,自动系泊系统可通过减少码头长度取得良好的经济性。
朱瑞虎 , 车宇飞 , 苏静波 , 罗梦岩 , 王军磊 , 曾海坤
2019(12):49-54.
摘要:高桩码头构件众多,不同位置、程度、数量的构件损伤会对码头动力特性造成不同的影响。采用概率灵敏度分析方法,研究混凝土基桩损伤、上部结构损伤等情况下码头动力特性的变化。通过建立高桩码头有限元模型,分析不同参数对码头整体动力特性的影响,发现码头结构动力特性对土体参数、桩有效截面面积以及部分桩的弹性模量较为敏感;对横梁和纵梁的损伤并不敏感;码头前三阶自振频率的变化可以作为反映整体损伤的指标,四阶以上频率因其振型为桩自身的局部振型,其频率值仅对部分单桩损伤敏感,而对其他桩的损伤不敏感;码头前三阶频率间相关性强,三阶以上频率与前三阶频率中等强度相关。
2019(12):55-59.
摘要:为了研究中、英、美规范关于小尺寸桩(柱)的波浪荷载计算方法的异同点,针对港口工程中桩基结构的特点和实际项目中的波浪条件,通过不同的案例,对影响计算结果的各因素进行敏感性分析。结果表明,中、英、美规范中,计算小尺寸桩(柱)波浪荷载的基本原理相同,均采用Morison方程;3种规范计算结果的变化规律基本一致;波浪计算理论、惯性力系数CM的取值、海洋生物影响及群桩效应考虑与否,是导致计算结果存在差异的主要原因。
2019(12):60-64.
摘要:为保障系船柱结构安全,提出基于标准系缆力反演的系船柱结构安全评估方法,将固定系缆高度和系缆角度下的系缆力作为标准系缆力,分析系缆力对系船柱表面应变的影响,并将系船柱表面应变作为表征系缆力的参数,建立系船柱标准系缆力反演模型。针对现有系船柱结构,利用有限元方法分析系船柱结构表面应变分布特性。选取有限测点应变反演标准系缆力,与有限元仿真结果进行对比。结果表明,反演结果具有较高精度,可监测复杂系泊情况下的系船柱的受力特性;将标准系缆力与设计系缆力进行比较,能够评估系船柱结构安全。
2019(12):65-69.
摘要:岸坡道是滚装码头结构中连接滚装船和码头的关键部位。针对短跳板滚装船(一般指跳板长度小于5 m)岸坡道的设计问题,对中外规范相关规定进行分析,结合非洲某工程案例,对比分析不同跳板长度滚装船靠泊结果。结果表明,当设计水位差小于1.5 m时,可按照规范要求采用固定式岸坡道,但是短跳板滚装船存在跳板脱离岸坡道或仰角过大的风险;设计岸坡道前宜先判断尾跳板端部可调节的垂直高差是否大于设计水位差与满载空载吃水差之和,当前者小于后者时,在不具备采用可调式岸坡道的情况下,可采用多级固定式岸坡道(不同顶高程)来解决滚装船的靠泊问题。
沈 忱 , 孙 路 , 鲍建宇 , 薛天寒 , 齐 越 , 王达川 , 丁文涛 , 陈 沫
2019(12):70-74.
摘要:曹妃甸LNG接收站作为我国北方天然气供应的重要保障主体,冬季高峰期月到港LNG船舶达到8~11艘,按照规划扩建后将成为国内外规模最大的LNG接收站。由于LNG船舶通航的严格监管,到港船舶数量的增加会对航道通航效率造成显著压力,因此需要论证码头建设规模与航道的适应性。在现状定线制通航条件下,基于多智能体仿真建模方法,构建曹妃甸港区LNG船舶进出港全过程仿真模型,定量评估不同LNG码头建设规模对LNG船舶通航效率的影响。结果表明,当LNG泊位数达到4个时,船舶进出港受制约明显,优化航路后能有效提高LNG船舶的通航效率。
2019(12):75-79.
摘要:针对某些国家和地区的航道水深等建港条件受限、大宗散货进口或出运而建设大型码头成本巨大的问题,探讨通过水上过驳系统中转,减少港口建设及营运成本的可行性。结合孟加拉电厂配套煤炭码头的设计过程,探讨如何确定水上过驳装卸工艺系统。采用理论计算和模拟仿真的方式,选择不同的船型组合,合理选择运输船型,并根据乘潮情况确定航道参数。结果表明,采用水上过驳中转系统,可避免大型码头建设及长距离航道的疏浚维护费用,水上过驳成本相对于货物价值影响不大,可作为码头建设一个可行的选择方案。
2019(12):80-85.
摘要:丁坝群不同平面布置方案下坝田与主流间的泥沙交换和地形变化是长江口深水航道回淤机理及减淤措施研究的重要内容,但以往研究不多。坝田与主流的泥沙交换及地形变化与紊流结构及时均流场有关,即与坝田-主流主界面混合层的大尺度相干结构和坝田内时均大尺度环流有关。在出水丁坝和淹没丁坝情况下坝田与主流的质量交换系数变化不大,约为0.02左右。坝田不存在悬沙的平衡剖面(Rouse分布),悬沙和底沙均存在指向坝田的净输沙。坝田淤积达到准平衡状态需要5~6 a,但基本上在前2 a就达到了平衡。
2019(12):86-93.
摘要:乌江是国家规划的“两横一纵两网十八支线”内河高等级航道的重要组成部分。为实现复航后乌江水运市场的兴盛繁荣这一重要目标,以2018—2035年为战略实施年限,建构了乌江水运市场发展战略的顶层设计。明确了复航后推进乌江水运市场发展的战略定位、战略原则、战略目标;分阶段进行战略部署;确立推进“三大建设”、提升“四大水平”、完善“五大体系”的战略重点任务;提出建立包括增强行业组织领导、建立联合协调机制、加快水运人才建设、加强水运资金保障、加大政策扶持的保障体系。
2019(12):94-98.
摘要:灵璧船闸是新汴河复航工程中的重要节点,其规模较大、水力指标较高。根据新汴河复航工程的特点及船闸总体布置,按照《船闸输水系统设计规范》要求,研究确定了灵璧船闸采用短廊道集中输水系统形式,计算了输水阀门处廊道断面的面积,提出了具体的输水系统布置,确定输水阀门开启方式,并采用船闸输水过程数学模型计算闸室输水水力特性。研究成果表明:提出的输水系统布置和确定的输水阀门开启方式合理可行,各输水水力特性值满足设计和规范要求,能够达到预期的设计目标。
2019(12):99-102.
摘要:传统方法在测量桥梁等跨河建筑物时,存在精度低、耗时长等缺点。在论述三维激光扫描测量原理的基础上,提出利用地面式三维激光扫描方法对跨河建筑物进行测量。以某内河桥梁测量为例,对单站点云配准后进行整体坐标转换,获取目标点云成果,并将若干检查点的点云坐标与RTK坐标进行对比以验证精度。结果表明:地面式三维激光扫描测量成果点位精度优于6 cm,能够满足城市跨河建筑物建模的需求,可为三维激光扫描技术在市政测量方面的应用提供经验。
2019(12):103-110.
摘要:以界牌枢纽鱼道工程为例,结合鱼类生态水力特性和平面二维水动力数学模型对界牌枢纽下游河道进行数值模拟,分析电站机组、泄水闸控泄等多重复杂调度方式下的鱼道进口水力特性,并进行方案优化。结果表明,在原设计方案下,新、老电站组合工况下的鱼道进口流速过大,超过鱼类顺利上溯的水力限值;当鱼道进口段附近的电站出水渠进行适当扩宽后,鱼道进口附近水流流速均满足设计要求,在此基础上,进一步将原设计尾水出口左侧的高程开挖使得鱼道进口上移,以此实现鱼道进口良好的上溯条件。
2019(12):111-118.
摘要:针对兆河入湖口门附近存在拦门沙碍航问题,采用实测资料分析和三维水沙数模计算相结合的研究方法,研究风生浪流动力作用下湖区泥沙输运特征,探讨口门航道整治方案布置。研究结果表明,巢湖底沙粒径较小,大风天风浪在近岸浅水区发生变形破碎,使水体含沙量增大,在风生湖流作用下,近岸泥沙表现为“波浪掀沙、湖流输沙”的运动特征。结合以往航道治理实践经验,提出整治与疏浚相结合的思路,多方案比选计算结果表明,筑堤方案可明显减小航槽淤积量,其中双侧筑堤方案整治效果更优。综合比选推荐采用双侧筑堤高坝缓坡方案。研究成果可为类似湖区口门航道整治提供借鉴。
2019(12):119-122.
摘要:针对疏浚监控管理工作很难全天覆盖所有船舶、无法做到实时监控的问题,分析某绞吸挖泥船的AIS(自动识别系统)高频数据,包括疏浚船舶动态的航行轨迹、速度、航向等数据。对船舶施工轨迹辨识和预测进行研究,提出利用DBSCAN聚类算法粗略识别出施工区域,利用LOF(局部异常因子)算法去除航行轨迹中非施工状态下的轨迹,并利用时间序列ARIMA模型对船舶施工轨迹进行预测。结果表明,DBSCAN聚类算法结合LOF算法进行施工轨迹辨识方法合理可行,ARIMA模型进行施工轨迹预测的方法具有精确度高、实时性、易实现的特点。
2019(12):123-126.
摘要:针对内河航道疏浚工程传统设计各流程之间缺乏信息传递的问题,通过综合分析Civil 3D特点和设计的特殊需求,提出内河航道疏浚工程BIM正向设计思路,基于Civil 3D建立了内河航道疏浚工程BIM正向设计方法。通过二次开发改进Civil 3D部分功能,优化了设计过程中疏浚工程量输出和批量出图功能。结果表明,采用BIM正向设计方法对磨刀门航道疏浚工程进行正向设计,能有效提高设计效率。研究成果可为类似工程提供参考。
2019(12):127-132.
摘要:在水运工程桩基压屈稳定计算时,我国现行规范的压杆长度系数μ基于理想约束,但多数水运工程的桩基实际约束与理想约束不符,桩顶假定固定或铰接偏于危险。针对上述问题,在分析桩基实际约束状态和受力状态的基础上,分析建立新的极限平衡方程,得到不同约束状态和不同等效桩数下的压屈稳定长度系数。主要结论为:对于多数工程,当桩尖和桩顶均为铰接时,μ建议不小于1.0;当桩尖固接桩顶铰接或桩尖铰接桩顶固接时,μ建议取值0.80~1.43;桩尖和桩顶均为固接时,μ建议取值0.60~0.72。该结论为水运工程大长细比的桩基优化设计提供依据,也可为规范附录修编提供参考。
2019(12):133-139.
摘要:纳米比亚某港口项目建于20余米厚的硅藻土层上,后方陆域回填导致的地基沉降给码头桩基带来严重的负摩擦问题。针对此工程中的负摩擦问题,研究了欧标规范的相关条款并计算负摩擦影响下的桩基承载力,提出多种工程应对措施以降低负摩擦的不利影响,如延后桩基施工时间、打设钢护筒穿过硅藻土层、增加桩径、增加入土深度和采用扩底桩等。延后桩基施工时间是综合成本最低的解决方案。该计算方法可为类似地基中的桩基的负摩擦计算提供参考。
2019(12):140-144.
摘要:为确保桩基与桩芯混凝土之间牢固黏结,同时避免因焊接桩内剪力键带来成本和工期的增加,研究API(美国石油学会)、DNV(挪威船级社)、UK DOE(英国能源部)和《港口工程桩基规范》的设计方法,并收集国内相关学者的研究成果。结合巴拿马码头项目实例,进行桩芯混凝土黏结力试验,依据API规范中的公式回归方法确定设计参数,通过论证可取消桩内剪力键。结果表明,取消桩内剪力键为项目节省350万元直接成本,并缩短2个月工期。
2019(12):145-149.
摘要:针对浅层吹填淤泥层处理效果相对较差的问题,分析宽、窄排水板相结合的加固机理,采用室内和现场试验的方法,对宽、窄热熔排水板的物理力学指标以及单独使用不同宽度排水板的加固效果进行对比分析。结果表明,宽板的加固效果略优于窄板;宽、窄板相结合进行加固比单独使用宽板在吹填淤泥层内孔压消散量、加固后十字板剪切强度等方面的优势明显,且经济性较强,该方法可为类似工程提供借鉴。
2019(12):150-156.
摘要:后张法预应力混凝土长管节管桩是采用离心工艺制作而成的单管节长度为8 m及以上的混凝土管桩,在港口工程桩基领域具有突出的优势。为研究其力学抗弯性能,通过对φ1 400 mm长管节管桩的抗弯性能进行理论分析,并对其管节和接头进行抗弯性能试验,监测加载过程中的变形和破坏情况。结果表明,长管节管桩的抗弯性能与其混凝土强度等级、张拉控制应力及预应力损失有较大关系;由于长管节管桩生产采用双层端模、分批张拉等工艺,使其具有优越的抗弯性能,是一种适用于沿海工程的高性能桩型,有广泛的应用前景。
2019(12):157-163.
摘要:桩基础平台在沿海软土地基中应用广泛。对某不规则桩基平台进行数值模拟,利用ANSYS有限元分析软件对某一大平台工程进行三维有限元建模,选取合适的接触模型模拟桩-土相互作用,在施加设计荷载后对模型进行整体运算。结果表明,模型中大部分桩体在桩-土相互作用下其桩节点高程12.5 m附近摩阻应力达到最大,其中少数摩阻应力最大值发生于桩节点高程10或15 m处;各桩桩身摩阻应力沿着水平荷载合力方向不断增加。
2019(12):164-168.
摘要:当边坡地基土处欠固结时,不仅要考虑边坡区桩基负摩阻力的影响,而且应考虑边坡土体对桩基的侧向挤压。但是目前主要规范和手册对后者并无具体规定。针对该问题,结合接岸工程设计,基于PLAXIS岩土工程有限元数值模拟软件,采用软土模型和摩尔-库仑模型对欠固结地基边坡土体与近岸桩基相互作用进行分析。结果表明:边坡稳定计算在不考虑桩基作用的情况下偏于安全,但是桩基设计不考虑边坡土体固结变形的影响是不安全的。建议桩基设计应考虑边坡土体侧向土压力对桩的作用,特别是欠固结地基边坡与桩基相互作用其受力特点复杂,边坡土体后期固结变形对桩基影响更加明显,设计时应引起重视。
2019(12):169-173.
摘要:针对肯尼亚珊瑚礁灰岩地区某水工项目钢管桩原设计收锤标准与施工情况不符的问题,进行新收锤标准下沉桩规律的研究,采用海利公式理论计算、高应变试验及锚桩法静载荷试验方法,并结合项目1440根基桩的实际沉桩工作,得出钢管桩在珊瑚礁灰岩地区的推荐收锤标准:1)珊瑚礁灰岩地区钢管桩沉桩施工时收锤控制推荐采用贯入度控制为主、设计桩尖高程为辅的原则;2)打入式开口钢管桩施工,采用锤芯质量20 t、锤芯跳高1.2 m时,φ1 200 mm×12 mm、φ1 200 mm×18 mm、φ1 200 mm×24 mm钢管桩推荐收锤贯入度分别为12~18、7~10、4~8 mm/击。对肯尼亚珊瑚礁灰岩地区钢管桩沉桩施工具有指导作用。
2019(12):174-179.
摘要:目前国内外已有多种液化判定方法。由于不同方法采用的判定依据不同,导致计算精度有所差别,判定时可能会得到不同的结论。为增强判定液化势的准确性,对国内外常用的液化判定标准进行对比分析,进一步阐明NCEER法与LPI法针对不同抗震液化敏感性需求时的适用性。结果表明,对抗震液化敏感性要求较高时,可利用NCEER法,其更适用于单点液化势评估;抗震液化敏感性要求较低时,可利用LPI法,其更适用于总体液化势评估。研究成果已成功应用于沙特吉赞JIGCC项目地基抗液化处理中,为该项目建设提供有力的技术支撑。
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