2019(4):1-6.
摘要:针对淹没高压水射流对硬质黏土进行切削的问题,基于耦合的欧拉-拉格朗日方法,引入射流经过淹没水域发生速度衰减规律,建立有限元模型对切削效果进行分析研究,最后通过室内试验加以验证。该方法集合了欧拉算法和拉格朗日算法的优点,适用于射流和土体之间流固耦合的分析计算,其中,水体采用欧拉算法,土体采用拉格朗日算法,水土的接触面可被精确捕捉。数值结果显示,高压射流作用下,硬质黏土切削深度随切削速度的增大而减小,随射流压力的增大而增大。并与试验结果进行定量对比,两者较为吻合。该模型较好地模拟了淹没条件下高压射流对硬质黏土的切削过程,为解决这一问题提供了新的思路。
2019(4):7-14.
摘要:海岸植被作为新兴的生态护岸方式受到广泛关注。针对水动力要素对岸滩演变的作用,进行波浪及水深条件对植被岸滩准静态平衡剖面的影响规律研究。采用物理模型试验的方法,通过定性和定量分析,得出不同波高、不同周期规则波对植被岸滩平衡剖面的影响规律,以及波陡与岸滩无量纲尺寸的幂函数关系式和不同水深条件下各无量纲指标的变化趋势。结果显示,波高对平衡剖面的影响规律较明显,波周期及水深的影响规律性相对较弱;波陡与岸滩无量纲尺寸相关性良好,相对淤积尺寸的拟合结果优于冲刷尺度,小波陡区域拟合结果优于大波陡区域。
2019(4):15-20.
摘要:针对耙吸挖泥船耙头高压水箱最大承受压力为2.2 MPa,而设计耙头高压冲水压力为38 MPa,需要重新对耙头集管进水方案进行设计,为研究高压冲水耙头高效冲刷泥沙提供机理研究。采用湍流模型中Realizable k-ε,用混合网格描述高压冲水状态,建立3种不同进水方式的数值模型。结果表明:3个方案都满足喷嘴出口均分流量的效果,3个方案出口断面平均流速大致相同。但是方案2的出口断面流场差异性很大,集管各个出口断面流速呈现沿集管中心对称分布;方案3的弯管进水处流速变化大,很容易对弯管造成破坏。
2019(4):25-30.
摘要:波浪爬高是确定斜坡式海堤堤顶高程的重要因素,直接影响工程安全和造价,而目前国内外标准针对波浪爬高的计算方法存在较大差异。随着中国企业参与海外工程越来越多,工程设计人员掌握国内外设计标准不同计算方法的必要性逐步显现。介绍国外常用的美国标准Coastal Engineering Manual(简称CEM)、欧洲标准Wave Overtopping of Sea Defences Structures and Related Structures Assessment Manual(简称EurOtop)以及国内《港口与航道水文规范》。通过对比波浪爬高的计算方法,总结梳理各计算方法的差异性,得出CEM与EurOtop考虑的波浪爬高计算影响因素较为全面、具有较强实用性的结论。为斜坡式海堤设计中波浪爬高方法的选取提供一定参考。
2019(4):31-37.
摘要:港口岸线作为一种不可再生资源,是区域经济发展的重要支撑,开展岸线集约利用研究具有重大战略意义。通过对顺岸式、挖入式、突堤式岸线布置形式进行分析,建立岸线利用强度指标模型,讨论岸线集约利用措施。研究结果表明:理论状态下挖入式与突堤式布置岸线利用强度大致相当且均高于1,顺岸式布置岸线利用强度最低,近似为1;不同类型岸线布置形式对不同水文、泥沙、地形、陆域及装卸作业的适用性不同,港口岸线集约利用需要综合考虑岸线利用强度和制约因素,重点考虑使得岸线强度正向增量价值和制约因素负向价值代数和最大的布置形式;选择挖入式和突堤式布置时,建议岸线利用强度在2~6相对较为合适。
2019(4):38-44.
摘要:针对集装箱码头双向导引自由路径环境下水平运输系统交通管理的难题,在考虑车辆物理尺寸、轨迹及行车规则的基础上,构建合理栅格单位的环境地图,建立多车多任务路径的交通控制模型,并提出一种基于路径特征的自适应交通控制方法,采用滚动调度策略和启发式策略的遗传算法进行算例试验。结果表明,相比于固定预留方法,所提出的方法以更小的区段为调度间隔,并形成自适应计划期,预留栅格数量更灵活,实现了灵活区段定义下的道路自适应预留调度并避免阻塞,提高了道路资源的利用率。
2019(4):45-50.
摘要:通过物理模型试验,研究不规则波作用下、斜坡堤采用随机摆放扭王字块体时,波浪周期、堤顶高程改变对斜坡堤上前坡、堤顶及后坡上扭王字块体稳定性的影响。试验结果表明:随着波浪周期的变大,前坡扭王字块体稳定性逐渐增大,堤顶和后坡扭王块体稳定性反而减小,波浪对斜坡堤扭王护面的破坏位置由前坡向堤顶和后坡转移。同时,前坡扭王字块体稳定性随着堤顶超高的增加而减小,堤顶和后坡扭王块体随着堤顶超高的增加先减小后增大。
邓春林 , 童新春 , 赵耀璞 , 陆治周 , 熊建波 , 范志宏 , 王胜年
2019(4):51-55.
摘要:坦桑尼亚达港采用国内常规PHC桩,设计使用年限为60 a。对比中国标准、欧洲标准关于结构耐久性方面设计理念的差异,由于中外标准均没有针对60 a设计使用年限的结构耐久性设计方法,所以利用国内外典型的混凝土结构耐久性计算模型,如欧洲Duracrete模型、《水运工程结构耐久性设计标准》模型、港珠澳大桥耐久性设计模型,考虑PHC桩的使用环境,进行常规PHC桩达到60 a设计使用寿命需要的保护层厚度及混凝土氯离子扩散系数两项耐久性控制指标的计算,提出PHC桩耐久性控制指标,获得认可,将中国标准产品输出国门,节约了大量PHC桩模具改造费用。
2019(4):56-60.
摘要:针对煤炭港口洒落煤尘的污染问题,通过分析研究并结合国内煤炭港口设备现状,提出煤炭转运系统湿式电除尘器、堆料作业精确洒水、装船机臂架洒落煤改造、皮带机头部粉尘收集装置、回程皮带清洁方案等一系列的技术措施,有效治理了装卸流程中的煤尘污染难点问题,将无组织的煤尘污染排放变为合理有序的收集利用,并设计煤粉尘处理车间,避免煤粉尘带来的二次污染,实现了煤粉尘科学环保的回收利用。
2019(4):61-66.
摘要:薄壁钢护筒与钢筋混凝土联合受力架空直立式作为一种新的码头结构形式逐渐被应用到实际工程中,然而绝大多数的组合构件处于偏心受压状态。目前对应用于码头结构的薄壁钢护筒-钢筋混凝土组合结构偏心受压承载性能的研究较少,还未有定论。对薄壁钢护筒-钢筋混凝土柱进行单向偏心受压承载性能试验,通过各试件的破坏状态和试验数据,得到荷载-应变曲线,分析其破坏机理。结果表明:钢护筒壁厚的增大和偏心率的减小对结构承载性能提升有直接影响,可为实际工程中的结构设计提供参考。
2019(4):67-73.
摘要:为探究垂直岸线布置的多泊位自动化集装箱码头工程中集装箱水-水中转集疏运比例对自动化集装箱堆场布置形态的影响,在目前国内典型自动化集装箱码头工艺模式及平面布置的基础上,运用Flexterm对堆场垂直于码头岸线和平行于码头岸线2种布置模式进行三维仿真。通过分析2种布置形态下水平运输设备的运距以及对码头装卸效率的影响,总结2种堆场布置形态对垂直岸线布置的自动化集装箱码头工程的适应性,为类似自动化集装箱码头工程的设计提供理论依据。
2019(4):74-79.
摘要:为保证船舶的安全进港航行,岛式防波堤堤头一般需设置导航灯,而作为导航灯桩的基础结构及其检修所需的通道设计暂无相关规范可以参考。结合实际工程项目,在岛式防波堤导航灯桩基础及检修通道设计过程中逐步调整和优化,提出了一种合理可行的岛式防波堤导航灯桩基础及检修通道组合结构。该组合结构综合考虑了导航灯桩基础在波浪作用下结构的整体稳定、导航灯桩基础对人工护面块体安装的影响、检修通道使用的便利性以及现场施工的可行性等众多因素。该岛式防波堤导航灯桩基础及检修通道的组合结构可为类似港口工程项目的设计提供一定的参考。
2019(4):80-84.
摘要:基于新海港码头现状以及发展要求,针对滚装码头实际运行能力能否满足运输需求、尤其是高峰期段码头能力适应性问题,通过建立滚装码头港航系统仿真模型,模拟客滚船港内作业流程,并对不同工况下高峰期段客滚船作业和运营进行重点分析,进一步剖析影响码头通过能力的因素。通过研究认为,在新海港区滚装码头建设过程中,对水域条件、船舶操作等因素对码头能力的影响考虑不足,致使部分新增码头能力不能得到充分利用。建议在类似工程规划建设中,加强航道能力、港池能力、码头能力与陆上配套设施能力协调的研究,以保障各系统能力均能得到充分发挥。
2019(4):85-89.
摘要:目前我国港口工程建设进入新时期,工程建设规模大、投资大,同时也面临自然条件复杂、工期紧、建设程序复杂等问题。在建设模式多元化的情况下,保证工程顺利实施是建设单位的根本要求。针对港口工程建设如何有效进行风险控制的问题,对比分析不同建设模式特点,采用层次分析法建立定量分析模型,构造判断矩阵和一致性检验,最终得出最优方案选择,从而满足建设单位对系统目标决策及各类风险控制的要求。
2019(4):90-97.
摘要:长江中下游河道水流冲刷引发崩岸的频次较多、危害巨大。为探究顺直河道中此类崩岸引发的过程机理,借助模拟试验展开观测和分析。崩岸过程中主要存在5种不同运动特征的水流,崩岸前后近水面附近形成的月牙形沙波可能是崩岸过程中重要的水下输沙载体,促进崩岸的持续发生,甚至促进崩岸形成。通过岸坡守护试验验证,并从防治崩岸的工程角度出发,相比于坡趾区域,近水面附近坡面的守护更能达到防治崩岸的目的,同时也应合理守护坡趾区域,避免该区域持续不断地侵蚀对远期岸坡的不利影响。
2019(4):98-101.
摘要:针对闸底长廊道输水系统的廊道、出水孔、消能设施等的布置形式,结合船闸工程建设,开展大量理论分析和物理模型试验研究工作。在总结相关研究成果的基础上,分析闸底长廊道输水系统的输水特性和适用条件,从提高船闸输水效率、改善系泊船舶受力等方面提出消能系统的改进布置形式,并对闸底长廊道输水系统在中水头和高水头船闸工程中的应用给出建议。
2019(4):102-109.
摘要:航道整治建筑物中的抛石丁坝水毁现象十分严重,其可靠性及使用寿命难以准确预测。针对这一问题,以非恒定流流量过程为控制条件,通过水槽物理模型试验,对“流量过程和最大冲深”这一组合进行了试验研究和计算方法研究,定义出抛石丁坝失效准则,采用基础统计理论,得出流量过程和最大冲深相结合的可靠度及使用寿命预测的概率模型计算方法。该方法对完善航道整治建筑物可靠度研究有一定的借鉴意义,还可为航道管理部门提供参考。
2019(4):110-114.
摘要:针对航道整治工程中护岸结构的基坑边坡易发生的滑坡坍塌问题,以浙江北部某航线的航道整治工程为例,对该工程的边坡稳定性问题采用传统极限平衡理论的条分法和数值模拟的FLAC3D方法进行对比分析。相比条分法,FLAC3D法分析条件更加完善,在理论上更加可靠,也能对边坡详细区域进行分析,以便进行针对性预防。而条分法计算理论理想化,计算结果偏保守。
2019(4):115-121.
摘要:绣江复航工程白马枢纽船闸若按常规单级船闸设计,枯水期天然来流量小于船闸正常运行平均耗水量,不能满足船舶过闸用水需求。参照国内外研究成果和经验,提出带两级开敞式省水池的省水船闸和输水系统的布置方案。建立一维数学模型,经不同阀门启闭方式的输水水力指标计算和初步分析,得到较为合理的阀门启闭方式组合、省水率及闸室水力特性。结果表明,按照计算分析得到的较优阀门启闭组合方式运行,输水时间控制在12 min以内,省水率不小于49%,所提出的省水船闸布置方案可有效解决枯水期正常运行水量不足的问题。
张立仁 , 乔 娟 , 周 勇 , 朱晓明 , 关 峰 , 向宏荣 , 魏园杰 , 戴福伦
2019(4):122-127.
摘要:在长时间的运行过程中,天然分汊航道容易出现泥沙淤积、航道变形及河口区后方浅滩冲刷等问题。针对天然分汊航道,融入“生态水利”的治理理念,创新设计了一种雁型分流坝航道整治建筑物,并对其可行性进行试验研究及分析论证。通过与传统的鱼骨坝的对比试验研究,雁型分流坝在分水及排沙方面性能更优;通过位置布置、结构构造的率定试验,对雁型分流坝在实际工程中的应用进行优化。通过论证,雁型分流坝航道治理方案在技术、经济及稳定性方面均可行,同时也可推广至河道治理、河湖整治及有相关要求的景观工程。
2019(4):128-135.
摘要:针对大型船闸易由温度控制不当产生温度裂缝从而破坏整体结构的问题,采用温度应力仿真的方法对其进行研究。综合考虑混凝土性能、边界条件、浇筑方案等诸多对船闸温度应力造成影响的因素,结合ANSYS自带的APDL语言进行二次开发,编写热力学参数命令流对红花二线船闸下闸首不同工况全过程瞬态温度场和应力场进行仿真分析。结果表明,采取降低浇筑温度并适当配合通水措施能有效控制其温度应力。总结出的大体积混凝温度应力计算和控制的流程,可成熟运用于实际工程。
2019(4):136-140.
摘要:中低水头渠化枢纽上游设计最低通航水位采用枢纽敞泄时的坝前水位时,容易出现以下问题:船闸上引航道底高程和上门槛底高程较低,不仅墙体断面增大、造价增加,而且容易产生淤积;上、下游引航道口门区流速、流态较差,难以满足船舶安全进出闸的要求。依托部分工程实例,根据枢纽整体水工模型试验成果,通过水文计算,对通航水流条件、通航保证率、工程投资等方面进行比较,分析采用枢纽死水位作为上游设计最低通航水位的合理性。同时,结合枢纽不同运行方式时的回水分析,得出如下结论:渠化河段的上下梯级在死水位运行时的衔接能满足要求,采用枢纽死水位作为上游设计最低通航水位是可行的。
2019(4):141-146.
摘要:船闸口门区通航水流条件的好坏直接影响航运的安全。针对沥口枢纽上游口门区及连接段通航水流条件差、横向流速大等问题,通过建立沥口枢纽河段水工整体物理模型试验,提出在坝轴线上游设置浅坝,调整河道河势及导流墩分流等优化措施。试验结果表明:优化方案下口门区及连接段内水流流态得到明显的改善,通航条件满足规范要求。船模航行试验表明最大通航流量Q20%=4 661 m3s,并论证在此方案下通航的安全性与工程可行性。
2019(4):147-151.
摘要:长顺直河段演变常表现为边滩不稳、过渡段深泓摆动,从而引起航道变迁。以汉江下游典型长顺直河段麻洋潭滩段为例,通过对该滩段航道整治工程前后的河床演变、模型试验、整治效果等方面的分析,对汉江下游长顺直河段航道整治经验进行总结。研究结果表明,针对长顺直段过渡段稳定性差的问题,通过合理规划航道轴线,采取工程措施塑造优良的微弯型整治线,能有效稳定航槽;在采用较低的整治水位时,通过缩小整治线宽度和整治建筑物间距,可达到提高过渡段航道尺度的目的。
2019(4):152-158.
摘要:为提高航道工程疏浚设计的效率和工程量统计精度,在港口工程数字化智能化勘察设计集成系统(HIDAS)部分研究成果的基础上,开发了航道工程三维辅助疏浚设计系统。该系统结合三维地质模型和三维CAD技术,提供参数化智能建模、开挖工程量自动统计、批量生成开挖断面图等功能。将其应用到钦州港东航道扩建工程的疏浚设计过程中,实现了根据不同土质选择不同开挖边坡坡比、不同超深超宽参数自动生成设计断面,分航段、分土类统计开挖工程量、超深工程量、超宽工程量,分航段批量自动生成CAD格式的开挖断面图,大幅度提高了设计效率和质量。
2019(4):159-163.
摘要:针对三维成像声呐相关检测指标缺乏试验验证的问题,通过室内模型探讨不同尺寸的立方体与圆柱体试块、不同边界材质和带有缺陷的圆柱形木桩对三维成像声呐扫测结果的影响。研究表明:三维成像声呐系统可有效识别到厘米级的不同形状物体;在对光滑且质地坚硬物体扫测时,声波信号会发生镜面反射导致无法获取有效数据;可有效识别尺寸大于等于5 cm的缺陷并判定缺陷形状和位置。研究成果可为实际工程应用提供参考依据。
2019(4):164-169.
摘要:针对长江上游铁水联运翻车机系统装卸流程复杂、设备与管线干涉多、室内布局紧凑、施工作业面窄等难点,采用BIM技术进行了多专业协同设计、干涉检查、模拟分析、动态交付及施工管控等应用研究,探索并实践了大型散货项目BIM实施的技术路线,为类似工程的BIM实施提供方法借鉴。分析表明:BIM技术可与复杂工程项目紧密融合,有助于提升设计、施工等阶段的效率、质量,以及指导项目实施和成本控制,在水运交通行业的潜能值得深度挖掘。
2019(4):170-174.
摘要:桩端持力层是影响基桩承载力的关键因素之一。珊瑚礁灰岩硬而脆、软硬分布不均,与传统的岩土类型存在较大差异,给桩基设计与施工带来了较大的不确定性,用传统的桩基设计理论确定施工桩长及持力层方案是不可靠的。因此在试桩阶段通过高应变动测和静载试验两种方式研究不同持力层中的钢管桩承载特征,研究结果直观地表明该类工程地质宜选择标贯击数为80~> 100击的强风化珊瑚礁灰岩作为桩端持力层。
2019(4):175-180.
摘要:大型砂袋围堤作为软土地基上围堤修建的新技术,提高了围堤的凝聚力和整体性,能较好地适应软土地基的变形。受袋体作用的影响,大型砂袋围堤的整体力学和工程特性发生了较大的改变。合理确定砂袋的力学、工程特性,判断其对围堤整体稳定性的影响是模拟砂袋围堤、设计计算特征参数的依据。分析大型砂袋围堤中袋体作用的研究现状,总结模型试验、数值分析和理论推导3方面的研究成果和进展,对工程应用和未来研究的发展方向提出了针对性建议。
2019(4):188-192.
摘要:福建霞浦核电厂大件码头拟建位置具有40~50 m的超厚软土层,码头桩基采用的超长摩擦桩的桩-土间相互作用较短桩和中长桩相比更为复杂,很多问题均属设计规范的临界模糊范围。采用有限元法对超长桩在水平和竖向荷载作用下的位移、内力和侧摩阻力进行全面的计算分析,总结超厚软土层中超长摩擦桩的桩身节点水平位移和内力的分布趋势:对于超长摩擦桩,同一土层分层提供侧摩阻力更加合理,且泥面50 m 以下的桩侧摩阻力会随着土层深度的增加继续增长,增长速率较50 m以上更快。
2019(4):193-199.
摘要:终锤贯入度、桩端持力层和极限承载力是保证基桩施工质量的要素。采用高应变全程动测试桩研究不同壁厚开口钢管桩在珊瑚礁灰岩地质中的沉桩性状,主要包括测试承载力、沉桩贯入度、打桩应力以及桩身传递能量等关键参数,并通过分析480根开口钢管桩的沉桩规律,得出以下结论:基桩持力层应选择强风化珊瑚礁灰岩,终锤判定条件应同时考虑终锤贯入度和入强风化岩深度2个指标。
2019(4):200-204.
摘要:针对旋喷桩在边坡稳定中的设计及应用问题,结合某码头升级改造采用旋喷桩加固为例,通过对PLAXIS基于强度折减法和GEO-SLOPE两种计算方法的分析对比,提出采用PLAXIS计算更适用于旋喷桩加固的边坡。根据现场取样试验结果得知,粉质黏土中的旋喷桩体抗压强度平均值可达6 MPa,内摩擦角平均值约30°,黏结力平均值约0.5 MPa,满足设计要求。因此,旋喷桩的设计在码头升级改造中的应用是合理的。
2019(4):205-208.
摘要:礁灰岩作为一种海洋生物成因的特殊岩土介质,所包含的土骨架颗粒多孔隙、形状不规则、易破碎、软硬交互,其工程特性与常规岩土存在较大差异,关于该地质条件下的沉桩施工经验也相对匮乏。针对礁灰岩地质条件下钢管桩的沉桩施工所遇到的停锤控制难的问题,从标贯试验、室内土工试验、施工参数以及高应变试桩等方面探讨沉桩的控制要点,提出入岩深度应作为沉桩停锤的控制指标,同时执行分区域沉桩提高工作效率,通过高应变试桩为每个划分区域定制标准桩长,为每个区域沉桩提供参考。
张 威 , 卢泽晖 , 罗小红 , 陈 旭 , 赵荣超 , 刘礼刚
2019(4):209-213.
摘要:针对预制芯柱嵌岩钢管桩施工过程中钢管桩卷边、卡钻、钢筋笼偏心等质量通病,论述产生的原因及影响。采用合理控制钢管桩沉桩贯入度等沉桩标准,桩尖采用外加强式、改良冲锤等方法进行质量控制。对比验证武汉新港三江港区综合码头一期工程中预制芯柱嵌岩钢管桩施工改良前后的成桩质量。结果表明:预制芯柱嵌岩钢管桩沉桩控制标准不应过于严格,同时通过建议设计中采用外加强式钢管桩端尖、施工中采用圆筒米字形冲击锤能有效解决桩基施工过程中卡钻问题。改良桩锤或采用液压钻成孔方式能有效提高预制芯柱嵌岩钢管桩(斜桩)成桩质量。
2019(4):214-218.
摘要:针对已建枢纽扩建船闸工程施工围堰标准的问题,结合株洲二线船闸工程对围堰的双重使用功能进行分析,其施工围堰应分区确定围堰标准,并在充分权衡导流设施建设成本与降低标准造成损失的基础上,妥善安排度汛、排水措施,将对工期的影响降到最低。同时总结了船闸扩建工程施工导流特点、围堰设计目标、过水围堰度汛时的主要工程措施,为航电枢纽船闸改扩建工程的布置和围堰设计提供参考。
京公网安备 11010102002201号