2020(11):1-6.
摘要:水力式升船机是我国发明的一种新型升船机,尤其适合大吨级、大水位变幅的升船机建设,具有广阔的应用前景。依托岩滩扩能工程,提出2×1 000吨级水力式升船机的总体布置形式,创新了水力驱动系统,在保证塔柱结构稳定性的前提下,改善竖井水流条件,保障平衡重同步、稳定升降,并利用一维数学模型计算分析船厢运行特性。计算结果表明,千吨级水力式升船机的设计合理、可行,可为类似工程提供参考。
2020(11):7-11.
摘要:省水池水位高程及工作水头计算是省水船闸水级计算的重要内容,影响因素众多。推导建立了综合船闸总水头、上下游水位变化、省水池数量和面积、剩余水头等因素的单级省水船闸省水池水位和作用水头计算公式。根据公式分析了上下游水位变幅、省水池级数和省水池面积等对省水池水位高程和作用水头的影响。最后结合某60 m单级船闸,计算对比不同方案各级省水池水位和作用水头,提出了合理的水级划分方案。
2020(11):12-17.
摘要:由于升船机承船厢断面系数较小,船舶进出船厢是一个复杂的三维水流与船舶运行耦合的问题,水力学问题十分复杂。需要根据船舶航行下沉量制定合理的船舶吃水控制标准和船舶航行方式,防止船舶发生触底以保障船舶航行及船厢对接安全。首先介绍了船舶进出船厢过程中船舶航行特性,分析船舶下沉量的主要影响因素,概述前人进行的理论分析和公式推导,总结相关经验公式。其次,针对船舶进出船厢这一过程,对比分析了各经验公式的计算结果。最后提出未来船舶进出升船机船厢下沉量研究工作的方向与内容。
2020(11):18-25.
摘要:龙滩水电站通航建筑物为两级带中间渠道的垂直升船机,设计船型为1 000吨级机动驳。通过物理模型试验的方法,进行船舶出龙滩第二级升船机船厢的试验,研究船舶出厢过程中船厢内水面波动、船舶下沉量、对接锁定机构荷载等水力特性。研究结果表明:从升船机对接安全和船舶航行安全角度出发,为满足最大吃水为2.4 m的1 000吨级船舶过机,船厢设计水深3.5 m,船舶出厢航速应≤0.7 m/s。
2020(11):26-33.
摘要:为进一步挖掘三峡船闸的通过能力,提出4.5 m吃水大长宽比船舶同步移舶技术。通过系统性的实船试验,从船舶停泊安全和航行安全两方面探讨该技术的可行性。结果表明,船舶系缆力在船舶制动停靠、闸室充泄水、人字门开启3个典型时段均超过了200 kN,系缆力与船舶排水量、闸室惯性超高(降)和初始水深密切相关,系缆方式对系缆力无明显影响;基于实测数据建立的下沉量公式预测,4.5 m吃水大长宽比船舶同步移舶航速小于1 m/s时不存在触底风险;大型船舶的停泊安全是制约进一步挖潜三峡船闸通过能力的关键问题,船舶的航行安全不是控制因素。
2020(11):34-39.
摘要:海床渗流是海洋工程设计中重点考虑的因素之一,其影响着建筑物的稳定性,严重时还会引起海床液化。现有波浪与海床相互作用的有关研究尚未解决实验室内海床的模拟方法问题。基于此,进行波浪作用下可渗沙质海床模型相似率研究,通过系列波浪水槽物理模型试验,基于原型孔隙水压力与模型值相似的条件,提出实验室内模拟海床的相似准则。结果表明:沙质海床相似比尺与模型几何比尺的关系为λ海床=λ1/3。
2020(11):40-47.
摘要:针对乘潮水位下船舶候潮的实际问题,依据我国近岸不同潮汐类型站点的潮汐表逐时数据,采用统计学方法,研究保证率为90%的2 h高潮乘潮水位下的连续可通航窗口期和船舶候潮时间,并从水位历时曲线、日高潮不等及平均海平面的周年变化等角度分析全日潮向半日潮变化时通航窗口期和候潮时间产生差异的原因,探讨乘潮时间和乘潮保证率对候潮时间的影响程度。结果表明,从全日潮向半日潮,通航窗口期逐渐缩短,船舶候潮时间逐渐延长;乘潮保证率对候潮时间的影响更明显。
2020(11):48-52.
摘要:中国疏浚装备标准化工作起于20世纪70年代末,20世纪90年代至21世纪初得到进一步发展,特别是近5年发展较快。针对疏浚装备标准化的发展和演化脉络,采用分类对比、标准内容分析的方法,对我国疏浚装备的国际、国家、交通行业、船舶行业、水利行业和团体标准的发展和演化脉络进行论述,指出并分析各阶段疏浚装备标准的发展特点与现阶段存在的问题,提出疏浚装备标准化的建议,可为疏浚装备标准的研究与编制提供参考。
2020(11):53-56.
摘要:为了研究中东某防波堤项目采用的一种新型单层人工块体Crablock的设计参数,整理分析该块体已有的物模试验研究成果,并将该块体的参数与当前国际主流的4种单层人工块体AccropodeTM、AccropodeTM II、Core-Loc、Xbloc进行对比研究。结果表明:1)该块体的稳定数Ns为2.8~3.3,对应kD值为16~27,稳定性比其余4种块体有较大的提高;2)与其余4种块体采用随机安装不同,该块体在矩形规则安装时能够获得良好的块体联锁和安装密度;3)与其余4种块体设计垫层时采用1/10块体质量不同,该块体建议采用比传统设计更小的1/25块体质量的垫层;4)该块体的越浪糙率系数还未在试验中确定,但不小于0.45。设计时应以物模实测越浪为准。
2020(11):57-62.
摘要:疏浚泥向堆场内吹填的过程中,宜分层进行,吹填厚度的选择直接影响疏浚泥在堆场内的沉积。利用不同高度的沉降柱,对同一含水率的泥浆进行沉积试验,研究泥浆高度对于泥浆沉积规律的影响。结果表明,在相同初始含水率情况下,较低的泥浆高度易于使泥浆发生固结沉降,泥浆高度较高则易于发生阻碍沉降;泥浆高度对于阻碍沉降模式下沉降速率的影响较小,沉降阶段持续时间与泥浆高度呈正相关;泥浆高度越高,沉积物平均含水率越小,且随着泥浆高度的增加,沉积物平均含水率趋于稳定。在本次研究范围内,当泥浆高度达到40 cm以上,沉降速率和沉积物含水率趋于稳定,沉降模式不再发生变化,泥浆高度对沉积规律的影响较小。
2020(11):63-70.
摘要:针对舟山市泗礁岛的车客渡码头工程建设情况及工程海域特点,以高桩承台式结构为研究对象,通过波浪断面物理模型试验,对比3种不同设计方案下高桩承台式结构后的次生波波高及透射率、上水越浪情况,以及原设计直桩方案和修改方案结构所受到的波浪力,并对原设计直桩方案结构前挡浪板夹缝处的流速进行测量,综合整个波浪断面物理模型试验,对比不同方案的试验结果。结果表明,直桩方案堤前波浪条件较斜桩方案差,而斜桩方案堤后波浪条件较优;由于结构设计高程接近波浪作用较强区,越浪及破碎波浪冲击均较大,在设计中应对结构上部排水和受力予以关注。
2020(11):71-77.
摘要:法标港口铺面设计方法的设计理论及准则与英标方法相比存在明显差异。基于Alize-LCPC软件对不同动载、静载作用条件和地基承载能力下铺面厚度进行计算,并与英标的计算结果进行对比。结果表明,法标计算结果与铺面结构实际受力状态具有更好的相关性;地基承载能力较高,重型荷载作用下或轻型荷载作用大于150万次时法标计算结果更为合理;地基承载能力较低,重型荷载作用小于75万次或轻型荷载作用大于310万次时法标计算结果更为合理;地基承载能力及箱角间距对法标计算结果具有较大影响。
2020(11):78-81.
摘要:港口岸线资源紧张,大吨级船舶或通航数量较少的船舶一般考虑乘潮进出港,并相应配置候潮锚地,针对目前尚无适合候潮锚地锚位数计算方法的问题,进行实地调研和有关规范标准研究,采用理论分析方法,提出影响候潮锚地锚位数因素,主要包括潮汐特征、航道管理及船舶到港时间规律等,且对这3个影响因素进行分析,得出一种适合海港候潮锚地锚位数的计算方法,并经实例验证。结果表明,该计算方法合理可行,可为锚地规划与设计提供借鉴。
2020(11):82-87.
摘要:基槽开挖是重力式码头设计与施工中的一个关键环节。随着国家基础建设事业的蓬勃发展,条件优越的岸线快速开发利用,越来越多的码头工程需要在边界条件复杂且对周边构筑物安全不利的条件下实施,如码头前沿线与后方护岸距离小,无法放坡开挖基槽等。为同时满足码头建设与后方护岸稳定性的要求,对基槽开挖时的支护方案提出更高的要求。为此,对树根桩在码头基槽开挖支护中的应用进行研究,采用复合地基理论,结合树根桩在码头基槽开挖支护中的应用结果,得出如下结论:码头基槽开挖支护采用树根桩法是合理可行的。
2020(11):88-93.
摘要:中国的滚装运输主要集中在渤海湾、琼州海峡以及舟山群岛。渤海湾区域的大连港滚装运输已成为连接我国南北经济大动脉的重要通道。为适应渤海湾客滚船舶运力大型化趋势、提高港口资源利用率、满足渤海湾客滚市场运输需求,从市场需求和城市配套条件、旅游资源、港口基础设施、对外综合交通等4个方面构建超大型客滚泊位选址方案评价体系,并对备选港址进行综合评价。通过评价分析,综合考虑备选港址的现状及未来发展趋势,推荐大连港和尚岛东港区作为超大型客滚泊位选址。
2020(11):94-99.
摘要:通过分析2010—2015年福姜沙河段历年地形和水文资料,开展定床物理模型铺沙冲刷试验,采用三维潮流泥沙数学模型,研究福姜沙河段的边滩泥沙输移问题。结果表明,切割沙体移动速度和其驱动因子(如径流、沙体高程和沙体迎水面角度)呈正相关;靖江边滩是以冲刷下移还是切割下移方式运动的临界流量为4万m3/s。靖江边滩—福左水道是主要底沙输移通道。上游流量是福姜沙河段输沙方式变化和河床演变的主要动力因子。小流量时福中水道为主要输沙通道;而大流量福北水道是主要输沙通道。大流量持续作用下会有更多泥沙进入福北水道,福北水道易出现大幅淤积。
2020(11):100-105.
摘要:运用ANSYS有限元软件建立了包含塔柱、承船厢、提升系统和地基的超高扬程齿轮齿条爬升式升船机整体模型,并对其进行动力特性分析。计算结果表明:1)提升系统及升船机整体结构的主要低阶特征振型包括横向摆动、竖向扭转、纵向摆动,厢内有船工况下的自振频率要小于厢内无船工况。2)对比塔柱-地基系统模型、有船工况下修正HOUSNER简化船舶模型、流固耦合实体船舶模型,发现考虑提升系统后的升船机整体结构模型的主要振型频率均减小;同时发现采用修正HOUSNER简化船舶模型与流固耦合实体船舶模型具有相似的固有频率值,简化船舶模型的结构系统自振频率均小于实体船舶模型。
2020(11):106-112.
摘要:以汤坝航电枢纽为例分析山区河道上的低水头枢纽布置后在泄洪、消能和通航等方面存在的水力学问题,基于物理模型对航电枢纽布置中存在的底流消能率低、尾水渠水位壅高、通航水流条件差等水力学问题进行分析与优化改善,提出改变消力池形式及尺度、开挖整治河床、外扩隔流墙和壅水通航等措施,有效地改善了山区河道上低水头枢纽布置后的水流条件,能够保证枢纽的正常运行。
2020(11):113-116.
摘要:针对资水干流毛角口滩和焦潭湾滩所在河道弯曲狭窄问题,采用切嘴、疏浚以及填槽的航道整治方法进行方案设计,并基于该方案通过物理模型、数学模型以及船模通航试验进行分析。工程实施后通过水下河床地形观测和水位观测分析得知,该滩险河床稳定,水流平稳,取得了预期的整治效果,可为类似工程提供参考。
2020(11):117-121.
摘要:现有某河岸建筑结构影响洪水过水面积,导致无法满足行洪要求,需进行整改。经整改后形成一种分阶框架直立式新型护岸结构,该结构承载特性、失稳模式及其稳定性尚不明确。借助ABAQUS有限元软件,基于强度折减法,对该护岸结构进行数值分析。计算结果表明:1)该分阶框架直立式新型护岸结构失稳破坏主要是由于岸坡土体发生较大的滑动而导致的,其塑性破坏区域由坡脚岸坡与框架梁格接触点逐渐展开,呈现下部先于上部发生滑动,直至产生塑性贯通的渐进牵引破坏模式。2)计算得该岸坡结构安全系数为1.69,大于规范规定的安全稳定系数1.25,表明该岸坡目前处于稳定状态。3)该新型护岸结构钢筋混凝土材料用量少,梁柱结构有利于增强结构及岸坡的稳定性,具有一定的经济性和适用性。
2020(11):122-126.
摘要:针对赣江井冈山航电枢纽下游引航道口门区及连接段横流强劲、回流范围广等问题,进行枢纽下游引航道口门区通航水流条件及优化研究。通过建立水工整体定床模型,对隔流墙布置形式进行优化,提出缩短隔流墙并增设透水段、同时透水段向河心侧外挑的优化方案较好地解决了口门区横向流速、回流较大等问题,下游引航道口门区及连接段通航水流条件得到显著改善,经船模试验验证能够满足船舶安全通航要求。
2020(11):127-131.
摘要:随着长江上游地方经济快速增长,建筑行业日益兴旺,砂石需求量与日俱增,沿江江砂开采规模不断扩大,滥采乱挖给河道防洪和航道安全带来不利影响。以宜宾—重庆涪陵河段为例,基于2007—2016年的河道地形资料研究沿线采砂分布状况,并采用平面二维水沙数学模型对破坏的滩面恢复过程进行模拟。分析结果表明,宜宾—涪陵河道采砂累计量约为3.95亿m3,部分卵石滩滩面破坏,引起局部高差变化达40 m,其对地貌的改变远远超过河道自身调整与航道整治工程的影响;考虑上游水库群的联合调度及河床卵石存量的限制,已破坏的滩面采砂区基本无法恢复至原有形态。
2020(11):132-137.
摘要:为降低工程对河口环境的不利影响、提升生态效应,依托长江口南槽航道治理一期工程整治建筑物工程进行生态堤结构研究。根据长江口生物类群生态特征并结合工程影响因素,确定大型底栖动物作为目标生物研究对象,分析给出主要优势物种的生境需求特性和关键指标。在此基础上,提出新型生态聚氨酯碎石空心块体结构,给出堤身结构设计形式,并通过流体动力学数值方法对比研究不同块体平面组合布置方式。提出新型空心块体结构的施工工艺,进行结构吊运内力有限元分析,并通过实际施工试验验证可行性。
2020(11):138-141.
摘要:现行规范中采用单一安全系数法计算挡土墙抗倾覆稳定安全问题,并未指出水压力是作为倾覆力或是稳定力。针对不同的水压力计算方法对抗倾覆稳定安全系数影响很大的问题,根据单一安全系数法的计算原则,通过具体算例将规范方法与常用设计软件计算结果进行对比,并给出建议公式。结果表明,应将挡墙两侧水平水压力的差值和基底渗透压力作为荷载,墙前水位线下采用浮密度计算的挡墙自重作为抗力,以使计算的抗倾覆稳定安全系数能够更真实合理地反映工程安全度水平。
2020(11):142-146.
摘要:为了解决现有规范里缺乏大型航道通航宽度计算方法的现实问题,建立了一套基于AIS大数据的分析方法,并开发了相关软件,利用关系型数据库、CAD可视化技术、数学拟合算法等技术,有效解决了AIS数据量极大、有效数据筛选难、解析效率低、易出错等难点,达到快速分析海量AIS数据的目的,通过同航道等级及以上的船舶现场运行AIS数据,为航道通航宽度计算和优化提供重要支撑。选取C#.Net语言结合界面框架WPF与数据库SQLite联合开发相关成果,在连云港港30万吨级航道二期工程中进行了实践,对同类工程应用AIS大数据具有参考意义。
2020(11):147-150.
摘要:对BIM技术在海外某港口疏浚工程精细化设计中的应用进行研究,利用Civil 3D软件创建三维疏浚模型和地质模型,实现土体疏浚量的分类统计,并快速生成标准化施工图纸,同时保证模型、图纸、工程量动态关联。实践表明,应用BIM技术可以大幅提高港口疏浚设计的精度和效率,为工程施工提供理论依据。
2020(11):151-154.
摘要:针对高桩码头施工过程中存在工程体量大、施工难度高和较大工程误差等问题,进行BIM技术应用于水工码头施工的研究。将BIM技术应用于工程施工可视化、碰撞检查、工程量计算和施工组织设计等方面,在高桩码头工程施工质量、进度、成本控制等方面取得显著的效果,为BIM技术在高桩码头水工领域的实践应用提供参考。
2020(11):155-160.
摘要:依托中海油珠海深水海洋工程装备制造基地中海工模块总装场地地基处理项目,根据重型荷载以及软土层上部覆盖层起伏较大的地质特点,分区域设计了强夯置换法、动力固结排水法的地基加固方案。通过现场试验及检测,分析比对各试验区夯沉量、超孔隙水压力以及土地强度等,得到不同加固方案下超孔隙水压的消散速度以及土体加固效果,验证了夯击能、间隔时间等设计参数,为大范围地基处理提供了依据,同时也对动力固结法在软土地基处理的推广应用具有借鉴作用。
2020(11):161-165.
摘要:某船闸基坑在开挖过程中发生位移,采用装配式H型钢支撑方案和施工技术加固超深厚软土基坑。为研究装配式H型钢内支撑结合原有双排桩支护形式的安全性,采用理正7.0和GTS-NX软件进行建模分析,对加固方案抗倾覆和整体稳定、支撑轴力进行验算。选取一段闸室基坑作为试验段进行施工,对比开挖建基面的计算结果和监测成果。结果表明,加固方案的整体稳定性、支撑轴力满足相关规范要求;采用H型钢支撑加固后,土体深层水平位移的发展得到控制。
2020(11):166-169.
摘要:针对马来西亚关丹新深水港6#回填区域周围存在已建防波堤且与岸衔接,吹填砂易于堆积、不易流失的特点,结合当地环保要求,采取布设防污帷幕开展无围堰吹填施工技术。结果表明,无围堰吹填施工方法在特定的环境下具有可行性,能够控制流失率、缩短工期、满足环保要求,一定程度地规避了海外施工风险,提高了经济效益,可为类似工程提供借鉴。
2020(11):170-175.
摘要:巴拿马Amador邮轮码头项目场地存在深厚软黏土地层。为了评估地基剩余沉降,基于恒载期间观测数据,采用双曲线法、三点法、Asaoka法预测沉降。针对三点法中3个等间距沉降点难以确定的问题,以最小曲率半径入手,合理定义了3个沉降点。选取5个典型的时间-沉降曲线,对观测点的地基沉降开展了对比分析。得出如下结论:1)双曲线法预测的沉降通常会偏大,随着沉降观测时间的增加,沉降预测的准确度会随之提高。2)Asaoka法预测沉降值与稳定值相近,但小于最终稳定值,显然会使地基沉降偏不安全。3)三点法沉降预测结果大于Asaoka法且低于双曲线法,更接近于稳定值。4)3种沉降预测方法均具有简单、实用的特点,预测的剩余沉降均小于150 mm,满足项目沉降设计要求。
2020(11):176-180.
摘要:清水江旁海航电枢纽水闸主体结构横跨于范围宽且深厚的断层破碎带或影响带,构造岩体破碎、力学强度低,对建筑物抗滑稳定较为不利。当采用常规灌浆方式进行地基处理时难以进浆,经现场试验研究,提出一种以“浓浆挤密、分段灌入、逐段控制压力”为原则的“脉冲式”的灌浆方法。声波测试表明,该灌浆方法效果良好,能够有效提高基础的整体性。结合固结灌浆孔的布置,在基础和建筑物之间设置锚筋桩,利用锚筋桩的工作机理,较大幅度提高了建筑物的抗滑安全系数。结合现场实施过程,固结灌浆结合锚筋桩的处理方式更为快速、经济,解决了建筑物抗滑稳定性的问题,达到了期望的效果。
2020(11):181-185.
摘要:为了解环保溢流筒在实船上的应用效果及控制策略,结合耙吸挖泥船的实际泥舱尺寸,采用CFX中的均相流模型,对泥舱中环保溢流筒不同角度环保阀进行数值模拟,得到环保阀不同角度时溢流筒内的气体体积分数云图。结果表明:1)环保阀可以明显减少空气进入溢流筒,其中环保阀水平夹角为30°时显著减少环保溢流筒气体含量。2)入口位置及环保溢流筒工作状态也影响溢流液中气泡含量。
2020(11):186-190.
摘要:码头横梁由于混凝土收缩产生裂缝,这种裂缝虽然对结构安全性影响不大,但为腐蚀介质提供了侵入通道,对结构耐久性有不利影响。针对横梁施工过程中产生的收缩裂缝的问题,依托某码头工程,通过现场调查、数据分析,研究裂缝的产生原因。研究表明:该工程裂缝产生主要源于混凝土收缩,采取减小水灰比、增配钢筋的措施能有效达到防治混凝土收缩裂缝的目的。
2020(11):191-194.
摘要:长江干线武汉—安庆段6 m水深航道整治工程(Ⅳ标段)马当左槽中段潜坝工程D形排施工时,由于水深和流速较大,出现了铺排船走锚、横向控制不住船位等现象,在采取增加上游锚缆长度以增加锚抓力、下连环锚等一系列措施而仍然没有彻底解决问题的情况下,提出2种增加锚泊力的施工方案:方案1是在铺排船的上游增加1艘辅助铺排船;方案2是把设计的排头梁换成2片联锁片进行排头锚固,利用排头的水下摩擦力增加铺排船的锚泊能力。对2种方案的船舶锚泊力和排体受力进行分析。现场试验结果表明方案2是可行的,而方案1由于多种因素的影响,铺排船仍然出现了走锚。
2020(11):195-198.
摘要:针对影响低堤身抛石斜坡防波堤的关键性质量问题,根据洋浦港神头三港池的深海越浪式低堤身抛石斜坡防波堤的实际经验总结,分析影响质量的关键性因素。采取了一些质量控制措施和控制方法,有效减弱了海浪对低堤身抛石斜坡防波堤的破坏、提升了工程质量。可为类似项目改善港内泊稳条件、提高整个港口安全性提供参考。
2020(11):199-204.
摘要:针对无覆盖层地质下钻孔灌注桩施工常用的满铺平台法和人造基床法存在成本高、工效低等问题,依托巴基斯坦中电胡布煤码头工程,提出基于桩顶支撑步履式顶推平台的钻孔桩一体化施工技术,实现恶劣海况和无覆盖层条件下钻孔桩高效施工。采用ANSYS软件对顶推平台施工全过程进行受力分析,研究施工过程的关键控制参数和计算方法。结果表明,桩顶支撑步履式顶推平台在不同荷载和工况组合下结构强度和刚度均能满足施工要求,为钻孔桩一体化施工提供了可靠的可移动平台基础。
2020(11):205-208.
摘要:重型绞吸船多为上、下双耳轴设计,使用下耳轴时最大挖深普遍达到35 m左右。当今世界最大的绞吸船极限挖深达到45 m,绞吸船开挖岩石使用下耳轴时受到最小挖深的限制,采用普通横移锚抛锚方法会造成横移缆在坡顶边缘反复摩擦引起缆绳断丝、断股,因此需要寻求一种新的抛锚方式,防止这种情况的发生。通过研究耳轴自行更换方案,采用现场试验和计算的方法,总结出一套上下耳轴快速切换、并采用横移锚抛开锚加浮桥的施工工艺。采用该施工工艺进行深槽基岩开挖,生产效率大幅提高,顺利、高效地完成了基槽开挖任务。
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