2019(2):1-9.
摘要:为探讨大尺度散粒体周围水流的紊动特性,采用高度Δ=5 cm的正方体、球体和四面体概化河床孤礁形态,基于声学多普勒测速仪测量明渠紊流的6组数据,研究脉动流速的统计特性以及紊动强度、雷诺应力和紊动能的分布特征。结果表明:大尺度散粒体周围水流脉动流速的统计参数与散粒体形态密切相关;标准差σ+u、峰度Ku的垂线分布较为均匀,σ+u沿程分布呈先增大后减小的变化趋势,散粒体上、下游各断面中垂线上的Ku总体大于3,多呈高狭峰,散粒体上游偏度Sk基本为负,下游Sk随水深的增大由正逐渐变为负;3种散粒体周围水流的纵向紊动强度T+u的垂线分布较为均匀,沿程各断面的Tu+随弗劳德数Fr的增大而增大;正方体的T+u总体最大,球体T+u次之,四面体T+u最小;3种散粒体周围水流的雷诺应力R+的垂线分布从近水面到槽底呈逐渐增大的趋势,紊动能E+的垂线分布呈两端小、中间大的趋势;R+、E+在散粒体下游2Δ附近有最大值;大尺度散粒体的阻水面积与其对下游水流的影响强度及范围呈正相关。
2019(2):10-14.
摘要:采用计算机数值模拟方法,在FLUENT软件计算平台上建立二维不规则波浪模型,对透空有梁面板结构底面受到的波浪缓变压力作用进行研究。通过模拟典型工况,采用低通滤波器方法提取上托力信号的缓变部分,将数值模拟结果和试验结果进行比较,验证模型的有效性。讨论波陡、超高和板宽各因素对缓变压力的影响,进而在模拟数据和已有成果基础上提出板底最大缓变压力的经验公式,为类似工程提供参考。
2019(2):15-21.
摘要:多种平均越浪量的计算公式均基于物模试验研究得到,而缺少现场原型越浪数据的验证。基于横沙东滩促淤圈围五期工程允许越浪原型观测试验项目,整理出可供研究的实测数据。运用图表统计、因子分析和无量纲化的方法,对Van der Meer公式和海堤工程设计规范公式所考虑的各类因素进行分析和比选,并对两公式分别做出评价。结果表明,Van der Meer公式计算值较实测值偏小,海堤工程设计规范公式计算值与实测值较为吻合,后者基本可以满足上海地区斜坡堤波浪正向入射情况下平均越浪量计算的需要。
2019(2):22-27.
摘要:针对耙吸船在俄罗斯布朗克工程中疏浚多石底质工况时,频繁出现块石堵泵、堵耙口等严重影响施工生产的难题,对耙吸船泥泵通道的通过能力及耙头格栅进行研究。采用泥泵相似性原理,从泥泵叶轮球面通道尺寸、叶轮切割对泥泵性能影响、叶片切割长度计算、叶轮切割操作等方面进行分析,调整泥泵叶轮通径以适应多石底质复杂工况。通过实施该方法,有效解决了多石底质下耙吸船小流道叶轮施工效率低的难题,单船过泵量平均提高44%,装舱生产率平均提高17%,周期生产率提高11.5%。
2019(2):28-33.
摘要:针对是否全面提高港口工程结构设计使用年限的问题,回顾目前我国港口工程结构设计使用年限确定的过程,对比分析国内外工程结构设计使用年限的规定,总结国内外设计使用年限100 a时的设计规定,分析提高港口工程设计使用年限需考虑的因素,讨论提高设计使用年限需开展的工作。研究认为,全面提高港口工程结构设计使用年限在技术上是可行的,但需要开展作用取值、结构可靠度分析、耐久性设计方法等多方面研究工作。参考国内其他行业和国外港口工程结构设计使用年限规定,结合我国港口使用现状,提出永久性港口建筑物设计使用年限仍采用50 a,对于特别重要的港口工程,可结合业主要求,采用50 a以上的建议。
2019(2):34-40.
摘要:结合国内某港区散杂货泊位改造工程,对基于高桩码头改造所产生的新建钢管板桩结构进行数值分析。首先,建立数值模型,将传统板桩码头前墙结构受土压力作用的数值计算结果与理论计算结果进行比较,验证数值方法的准确性;其次,基于此数值方法建立研究土体边界选取的三维数值模型,分析土体的边界范围对码头结构应力的影响;最后,对钢管板桩结构进行运营荷载作用下的三维数值模拟,对结构的应力及位移进行分析。通过数值模拟及理论分析发现:在钢管板桩结构数值模型中,当土体边界达到60~80 m时,可以忽略土体的边界效应;在码头面设计荷载作用下,新建结构所受土压力和产生的位移小于传统的板桩码头结构。
2019(2):41-45.
摘要:根据港珠澳大桥香港人工岛工程的实际需求,论证各种防波堤方案,并采用数值模拟和三维势流理论对集装箱浮式防波堤进行设计计算。集装箱浮式防波堤消浪效果明显、成本低,解决了深水区格形钢板桩大圆筒的施工问题;大部分构件可利用废旧材料加工,符合绿色发展的环保理念;结构简单,具有快速安装、快速转移、快速拆卸等特点,便于周转使用。集装箱浮式防波堤在香港人工岛工程中应用效果良好,作为一种海上临时挡浪结构,具有很好的推广应用价值。
2019(2):46-51.
摘要:为研究中英两国规范中船舶系缆力计算的差异,对比JTS 144-1—2010《港口工程荷载规范》和英标 BS 6349-1:2000,针对不同船型及风(流)向角的船舶系缆力进行比较分析。结果表明,集装箱船国标的风压力计算值要小于英标,而油船则大于英标;集装箱船国标的水流力计算值要小于英标;油船仅在流向角为90°时国标计算值大于英标,其他流向角时则小于英标。可为海外工程设计提供参考。
2019(2):52-55.
摘要:中国港口工程设计规范中码头面高程可按上水标准确定直墙式码头前沿顶高程。而在英美等国外设计标准中,提出码头面高程应考虑设计水位、装卸设备安全作业、淹没程度等因素,综合分析确定码头面高程,其中码头面受淹没的影响程度应为主要考虑因素。以平均越浪量作为码头面淹没影响程度判断标准,介绍码头前沿平均越浪量的计算方法,并依此提出直墙式码头面高程计算方法,同时与国内外规范中的计算方法进行比较分析。该方法对同类别的码头设计具有实际参考意义,同时对码头使用营运安全标准的把控也有参考意义。
2019(2):56-60.
摘要:物部-冈部公式广泛应用于地震作用下的土压力计算,但因其适用条件的局限性,不能用于板桩墙后既含砂土又含有黏土的非均质土,且国内外规范对此类成层土的地震土压力计算没有统一的规定。总结国内外规范中成层土地震动土压力计算方法,找出其本质差异,在前人研究基础上引进整体极限平衡方法,结合SLOPE软件,得出强震区板桩结构成层土地震土压力的计算方法,并通过海外强震区港口工程实例验证,为同类工程提供参考。
2019(2):61-66.
摘要:大水位差山区河流中常规“一”字形布置的斜坡客运码头存在水域工程量较大、投资较高,对河道行洪和通航安全造成不利影响。提出一种由主斜坡道和副斜坡道组合的斜坡客运码头梳式布置,实现了大水位差山区河流中船舶的分级分段靠泊,解决了常规布置斜坡客运码头在高陡地形的狭窄河流中存在的一系列局限性问题。通过与常规斜坡客运码头进行对比分析,梳式布置对山区河流地形特征的适应性更强,能有效减小船舶靠泊作业时对水域的占用、降低施工难度、节省工程投资。
2019(2):67-71.
摘要:针对筒柱型重力墩式码头结构尚无明确定义和成熟的设计计算模式、实际工程案例少、改造难度大的现状,基于沙角C电厂煤码头结构改造工程,采用在筒柱外侧设置钢筋网、外立模板,利用已有筒柱底座基础水下现浇高性能混凝土结构、增大筒柱直径及自重的改造方案,解决码头整体抗滑、抗倾稳定性不足问题,实现码头升级改造。结果表明,采用该方案对原码头结构整体性和生产作业影响较小,实施可控性强,结构改造优势明显。
2019(2):72-76.
摘要:邮轮岸电系统可以在大型邮轮船舶停靠泊位期间代替船载燃油发电机提供日常用电供给。根据国内邮轮岸电的需求和发展趋势,针对邮轮岸电的系统功能和配置特点进行论述。介绍邮轮岸电船侧和岸侧系统的组成,总结大功率变流、锁相、同步负荷切换、电缆张力检测等关键技术。列举多种子系统配置方案,并以南沙邮轮码头为例进行分析,认为南沙邮轮码头宜采用高-高变频、移动小车式电缆系统方案。此方案具有结构紧凑、可靠性高、连接船舶适应性强的优势。
2019(2):77-80.
摘要:阿布扎比某港口根据自身发展需要,拟对已建集装箱堆场布置形式进行改造。针对堆场改造后有较大活荷载作用在已建雨水排水管道,对已建雨水排水管道是否存在破坏,是否需要对已建雨水排水管道采取加固措施的情况进行分析,拟采用当地使用的美国标准对玻璃钢管道环向挠曲变形进行计算复核,得出现场已建玻璃钢雨水排水管道能够满足堆场改造后的使用要求,不需要对已建雨水排水管道采取加固措施。
2019(2):89-92.
摘要:针对砂质浅滩抛石丁坝容易发生沉降塌陷的问题,通过对西江龙圩水道与鸡笼洲滩抛石丁坝进行原形观测,对影响丁坝结构稳定性的因素进行研究,采用泥沙运动理论对原形测试进行分析,得出丁坝基础受到冲刷破坏是引起坝体失稳的主要因素的结论,利用袋装砂护底和碎石或石碴做丁坝基础填料可增强丁坝基础防冲刷能力。这一结论可为砂质浅滩航道整治抛石丁坝施工提供技术借鉴。
2019(2):93-100.
摘要:基于长江上游东溪口卵石滩段的物理模型,开展了典型系列年卵石输移特征的试验。根据不同水动力条件下卵石输移的实测数据,从动力机理出发确定砾石输移速度。以此为基础,改进了二维数值模型,并将其应用于东溪口河段卵石输移过程模拟。将计算的卵石输沙分布及泥沙冲淤过程与实测值进行对比,卵石走沙轨迹与河道内走沙基本吻合,模拟泥沙冲淤变化与该河段实测分布一致。说明改进后的平面二维卵石推移质运动模型能较为真实地反映河道内卵石输移特性,可为解决长江上游卵石河段泥沙问题与航道整治工程提供理论与数据支撑。
2019(2):101-106.
摘要:大源渡航电枢纽拟增建鱼道,受枢纽总平面布置条件限制,鱼道进口如果布置在电站尾水,则施工难度和投资均较大,存在严重安全隐患。为既确保安全、节省投资,又满足过鱼要求,采用SMS-RMA2模型建立了平面二维水动力数学模型,模拟得出枢纽坝轴线下游一定范围内多种不同工况下的流场图,为在坝址所处微弯分汊河段找到合适的鱼道进口位置提供了可靠的参考依据。为提高过鱼效果,建议在鱼道进口上游侧设置导鱼电栅等拦鱼系统和喷淋水声、灯光等诱鱼系统,帮助鱼类及早发现鱼道入口。
2019(2):107-111.
摘要:日照港岚山港区北作业区规划新增LNG码头,针对其配套航道及防波堤工程平面布置问题,提出3个方案。采用数值模拟方法,推算不同方案下港池、航道,尤其是口门处的测点流速。计算结果表明,工程建设后,港池内各点在防波堤掩护下流速有所降低;受防波堤挑流作用的影响,口门位置处横流流速达到最大;以方案2流速相对较小,且流速大于某一值的持续时间较短。在方案2基础上进行优化,将一段防波堤调整为导流堤,由于导流堤上方可通过一部分水体,堤头附近航道横流有所减小。
2019(2):112-117.
摘要:针对长江口软土地区围堤工程工后沉降量预留往往不准的问题,对该区域淤泥质黏土进行了一系列一维固结试验,研究该地区软土的固结、次固结特性,探究该区域软土的压缩指数、次固结系数及次固结系数与荷载的关系。试验结果表明:长江口地区软土压缩指数小于典型上海软土的压缩指数;该地区软土具有明显的次固结特征,淤泥质黏土的次固结系数在0.01~0.025;次固结系数随着荷载的增大先增大后减小。提出了该地区考虑次固结沉降的围堤工后沉降预测方法。试验所得结果及工后沉降预测方法对长江口软土地区的围堤工程工后沉降分析具有一定的指导意义。
2019(2):118-121.
摘要:针对目前广泛遇到的海外港口建设工程中强夯设计参数选择和强夯施工监测等问题,详细对比分析了中、欧、美规范和手册中强夯法适合土类、设计参数和施工监控等。对比发现,中、欧、美规范和手册关于强夯法最大的不同之处在于设计理念,欧、美广泛采用能量法设计施工参数,而中国则通过强夯后的加固效果指导施工参数的选择。
2019(2):122-127.
摘要:以果园二期桩基为原型,对6个钢护筒与钢筋混凝土短柱结构和2个钢管混凝土短柱进行轴压试验。基于ABAQUS有限元软件,以钢护筒厚度、配筋率、配箍率为参数进行分析。结果表明,钢护筒与钢筋混凝土短柱结构中,钢护筒与箍筋对核心混凝土均有约束作用,且双重约束效应明显,有效抑制混凝土裂缝开展,使结构具有更高的承载力、塑性和韧性。箍筋对混凝土的约束作用对钢护筒与钢筋混凝土短柱的承载力、塑性及延性性能影响显著,随着箍筋间距的减小,构件的承载力及延性性能有明显提高。
2019(2):128-131.
摘要:在石料缺乏地区港口建设中,堆场基层采用常规稳定类粒料,对石料需求量比较大,导致建设成本很高。为充分利用当地资源、节约投资费用,进行水泥砂应用于堆场基层的研究。基于法国标准,采用符合要求的沉积砂或经冲击作用而分解的花岗岩质砂为原材料,以CBR值作为水泥砂主要设计控制指标和强度标准,采用路拌机现场拌和施工,并通过试验段完成各项指标的检测和验证。结果表明,在资源条件受限地区可以选择水泥砂作为港口堆场的基层材料,可有效解决工程所在地石料匮乏问题。
2019(2):132-137.
摘要:为了研究钢管混凝土柱在低周反复荷载作用下组合材料横截面刚度对其性能的影响,以果园港二期工程上的钢管混凝土柱为原型,对3根钢管混凝土柱进行低周反复加载试验。通过控制试件钢管厚度进行物理模型试验,研究钢管厚度对钢管混凝土柱耗能性能、承载性能、强度退化、刚度退化、延性和变形能力的影响。试验结果表明:随着试件钢管厚度的增加,试件的能量耗散系数与等效黏滞阻尼系数均随之减小,试件的耗能能力随之变弱;钢管厚度越小,钢管混凝土柱试件的耗能性能越好。钢管越厚,对核心混凝土的约束作用就越强,强度退化就越弱,试件塑性变形能力就越好。钢管越厚,外包钢管对核心混凝土约束作用就越强,水平承载能力越高。
2019(2):138-144.
摘要:针对部分强夯砂土地基由于静力触探试验锥尖阻力过大导致无法触探的问题,以及如何正确选择强夯砂土地基表层评价指标的问题,通过强夯砂土地基加固效果检测试验结果分析、试验结果数据回归等方法,明确了静力触探试验与标准贯入试验在强夯砂土地基加固效果评价上是一致的,但二次变形模量与地基系数的试验结果相关性较差,不可互相替代。
2019(2):145-149.
摘要:在深海工程中,一般采用剪力键连接钢管桩与码头上部结构,这一连接机制与剪力键的厚度、宽度、各键间距等因素有关,尤其是在多对键的情况下,各键间距是影响其受力机制非常重要的因素。目前,我国相关规范还未有系统的定论。采用ABAQUS软件,建立14段三维钢管桩轴向受力模型,并通过Gebman试验进行验证。结果表明:2对键的受力敏感区域为75~200 mm,3对键的敏感区间为100~150 mm;随着键数增加,敏感区间将受到压缩。
2019(2):150-154.
摘要:针对围海造地的吹泥场地基坑建设成本高、施工难度大的问题,通过台州东部新区启动吹填造陆场地基处理以及基坑工程的案例,分析吹泥场地地质条件、浅层和中厚层不同真空预压处理方案的加固效果及其对基坑支护的影响,进行基坑的稳定和总体造价分析,认为采用中厚层真空预压处理工艺,有利于基坑工程的支护和开挖,可减少工程总投资。因此,在围海造地期间改变传统造地观念,地基处理结合地下空间规划,从后续开发建设和工程整体性的角度考虑是有必要的。
2019(2):155-162.
摘要:水下深层水泥搅拌法是国内新近采用且日益发展的水下地基处理技术,目前对其检测方法缺乏系统研究。依托粤港澳大湾区在(拟)建工程项目,调研分析水下深层水泥搅拌法复合地基工程设计特点与上部结构类型。在此基础上,对钻孔取芯、振动取样、湿抓取样、静力触探、钻孔径向加压试验、平板载荷试验等潜在可行的水下深层水泥搅拌法复合地基检测方法进行系统性分析。结合工程实际,对上述检测方法进行了综合比较,并就工程应用中永久桩和试验桩复合地基检测方法的选择给出了建议。
2019(2):163-169.
摘要:天鲸号绞吸式挖泥船在海上进行疏浚作业时,波浪要素需要满足一定条件,才能保证安全施工。为了确定防波堤修建后掩护区的波浪条件是否满足天鲸号的施工要求,采用数学模型计算了某集装箱码头工程在不同节点时防波堤掩护区的波浪条件,对天鲸号挖泥船适应能力进行分析,并给出如果不满足施工要求时防波堤需延伸的长度。结果表明:波浪数值模拟技术可以很好地为挖泥船海上安全作业提供可靠的依据,避免风险。
2019(2):170-176.
摘要:某海外深水防波堤工程中选用了国内的扭王字块作为护面结构,但国标中有关扭王块安装规则的内容较少,因此在与外方咨工交涉过程中遇到一些安装细则的困扰,如扭王字块的最佳坡比,块体的详细姿态要求,堤身、堤头、堤顶等位置的具体安装顺序等问题。参照国外同类块体的技术,总结了数十年来我国工程技术人员在设计、物模试验、施工中积累的安放经验,整理出扭王字块安装中一些有益的安装细则,可为类似工程提供参考。综合而言,定点随机安装是最能充分发挥扭王字块优异水动力性能的安放方法。安装点位预定义图、水下可视化安装等新技术的应用能大幅提高扭王字块的安装质量。
2019(2):177-180.
摘要:绞吸挖泥船长排距施工操控十分困难,对挖掘设备的操作与设备的输送能力都是严峻的考验。针对绞吸船长排距施工的特点,分析了长排距施工工况下的难点,并综合考虑了管路输送条件与实际输送能力。以管路所能输送的最大泥浆质量为衡量标准,与实际输送的质量相比较,以此作为依据调整船舶操控工艺,使长排距施工工艺得到优化。
2019(2):181-184.
摘要:打桩施工过程会对周围建筑物及环境产生一定影响。对打桩施工的影响机理及沉桩过程模拟进行理论分析,并结合上海地区河道陆域范围内某新建厂房项目,运用孔穴扩张理论及动力有限元法,计算分析打桩施工对邻近河道的影响。动力有限元的计算结果表明,打桩施工对河道护岸影响较小,且与孔穴扩张理论的计算结论基本一致。同时提出预防和减轻打桩施工影响的设计、施工、监测措施,可为类似工程提供借鉴。
2019(2):185-190.
摘要:东非某码头项目,共建设3个泊位,采用高桩梁板式结构,码头前排轨道梁中心距前沿线达4 m,悬挑大,施工中采用钢抱箍和工字钢作为支撑体系,混凝土浇筑过程中,前沿线的沉降值比理论值大,最大沉降达60 mm。通过采用加肋板双拼45号工字钢作为支撑及钢管桩桩顶反拉25 mm钢筋的组合方案控制沉降,将前沿线沉降减少至10 mm以内。该方案施工方便,保证了工程质量和工期,可为类似工程提供参考。
2019(2):191-195.
摘要:针对在建的以色列阿什杜德港主防波堤延伸工程在施工中存在的抛石工程量大、波浪条件差等困难,在对施工组织进行细化的基础上,通过二维和三维物理模型试验确定施工期块石稳定极限波高,合理安排施工工序,进行越冬防护结构的设计与实施。通过二维波浪模拟预报对施工进度进行动态管控,确保工程的顺利实施,为类似海况条件下的深水防波堤施工提供借鉴。
2019(2):196-199.
摘要:在丹东港大东港区317#高桩码头工程中,为增加钢管桩在卵石层中的入土深度,满足桩基嵌固长度要求,通过采用增加外箍的开口桩尖,有效缩减了沉桩过程中卵石层的侧摩阻力,入土深度增加2 m以上,侧模阻力在沉桩后30d逐渐恢复,满足桩基承载力要求。结果表明,增加外箍桩尖能够有效缩减施工过程中卵石的侧摩阻力,增加桩入土深度,满足嵌固长度要求。
2019(2):200-203.
摘要:针对河道整治工程中土工沙袋抛填施工方法在沙袋偏移距离、沙袋层平整度和施工效率方面的差异,对孟加拉国Padma大桥河道整治工程中采用的人工抛填、翻板抛填和导向笼抛填3种施工方法进行对比。结果表明,人工抛填施工简便,抛填小型沙袋时施工效率高,翻板抛填方法能够提高中大型沙袋抛填效率,但人工和翻板抛填方法沙袋偏移距离较大;导向笼抛填方法能有效控制沙袋下落轨迹,提高抛填准确性和抛后沙袋层平整度,在土工沙袋抛填施工中更具优势。
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