2020(7):1-6.
摘要:针对深中通道西人工岛特殊岛形,利用物理模型试验手段,验证最不利波浪作用下块体稳定性和堤顶越浪量。结果表明:入射波在内凹的岛壁弧顶迅速形成能量聚集,在岛端部外凸出转角处产生波能释放和漩涡流等复杂不利的波态;凹凸多变岛形也导致护面的扭王字块块体咬合性能减弱,多因素影响致使质量5 t设计护面块体失稳,经多次优化后,岛壁堤身段增加至8 t、端部转角特殊段须增加至14 t方能稳定;岛壁越浪规律为沿波浪入射处至端部转角段逐渐增加。将试验结果与规范公式计算结果、二维水槽断面试验结果进行对比,得到结论:受岛形影响下的稳定质量和越浪均偏大,尤其端部转角凸出的特殊区域,因此设计应给予关注,尽量遵循规范的相关规定,即“轴线向外侧拐,保证夹角大于150°以上”的要求。通过试验也再次验证了三维整体试验在稳定性、越浪量和优化设计方面的必要性。
2020(7):7-12.
摘要:针对一种新型双层开孔斜挡板透空式防波堤消浪性能问题,研究挡板开孔率和挡板倾斜角度对防波堤消浪性能的影响。采用物理模型试验方法,得出其反射和透射系数、波能分布和堤后波幅频谱特征结果。结果表明,斜挡板开孔率越大,防波堤透射系数也越大,但在试验范围内,透射系数均小于0.5;该类型防波堤对波浪有较好的消能性,对较长周期波以反射为主,较短周期波以消浪室消能为主,整体透射系数较短周期波略大;防波堤设计斜挡板比平挡板透射系数小,具有更好的消浪性能,最小透浪仅为后者的39%。
2020(7):13-19.
摘要:针对风对结构物的作用问题,现行规范与计算方法虽能较准确估算风的直接作用力,但可能忽视间接作用力而使估算不足。以二维典型浮体结构为研究对象,采用物理模型试验方法,分析静水条件恒定风和2种不同类型谱的随机风作用下的风荷载。结果表明,API谱随机风所产生的作用力大于Davenport谱随机风的作用力;不同时距的平均风速对浮体结构的荷载影响试验结果差异较大,应引起工程设计人员的充分注意。
2020(7):20-25.
摘要:为了提高箱型水面防波堤的消波性能,将箱型水面防波堤的主体底部外形进行了改造,即将主体底部由平底改造为对称波形底,提出了一种对称波形底水面防波堤。对平底和对称波形底箱型防波堤分别进行了物理模型试验研究。试验时,将平底和对称波形底的方箱型消波主体通过支架固定在小型波浪水槽中,保持水槽水深不变,改变箱体吃水、波陡、波长,进行了系列试验。给出两种模型的透射系数、反射系数和能量损耗系数随相对宽度B/L的变化规律。通过比较发现:对称波形底的消波性能比平底的优良,增加的消波效果高达60%左右;两种模型的反射系数相差无几,说明改变箱型底部结构对于防波堤反射性能的影响不大;对称波形底对于波能的损耗作用要强于平底。
2020(7):26-33.
摘要:研究鱼类产卵栖息地适宜度的分布特征对河道生态保护具有重要意义。以长江上游中盘子弯曲河道为例,基于平面二维水流数值模拟资料,开展山区弯曲河道四大家鱼产卵栖息地适宜度的分布特征研究。结果表明:1)鱼类产卵栖息的最适宜区域将随流量而变,小流量时多居深槽,流量增大后多居边滩。2)微生境适宜性面积SA随流量Q呈“先增大后减小”的变化特征,SA峰值出现在多年平均流量附近。3)河道两岸流速适宜度SV相对较大,中部深泓水深适宜度SD和栖息地适宜指数SH相对较大;凹岸及凸岸的SD、SH之间均具有一定的相关性,SH随SD呈线性递增变化趋势。4)多年平均流量下,弯道沿程各断面的SD沿河宽分布呈“两端小、中间大”的特征,SV、SH沿河宽分布总体重合,数值差异主要体现在两岸附近;SH> 0.8的区域主要集中在河道两岸和凹岸边滩,该区域较适于鱼类产卵栖息。研究成果可为山区河道鱼类资源保护和生态航道工程建设提供科学参考。
2020(7):34-40.
摘要:河道植被生态特征的多样性和水流运动的复杂性造成的水流阻力难以预估,生态型河道防洪能力计算存在困难。通过对含植被河道水流阻力系数试验及研究成果的回顾,梳理已有的研究方法、研究内容和相应结论,分析阻力系数的影响因素和计算取值,提出尚需进一步加强的技术途径和开展的研究方向:含植被河道模型试验的技术手段尚需改进,在强化植被层中紊流涡旋运动观测分析的基础上,加强对植被层水流阻力的机理研究;须针对植物随机生长和种群分布特点,加强对植被生态特征与水流阻力关系的研究,并进一步优化植被与河床共同作用下水流阻力的计算方法。
2020(7):41-46.
摘要:为研究预制混凝土结构超高性能混凝土(UHPC)湿接缝的抗弯性能,对7根不同配筋率的UHPC湿接缝梁和1根现浇普通混凝土梁进行静力弯曲试验,对比分析其抗裂性能、变形性能及极限承载力。结果表明:UHPC湿接缝梁和现浇梁都发生弯曲破坏,其破坏模式相近;UHPC湿接缝梁接缝处新老混凝土的黏结性能表现不佳,建议在接缝处布置短钢筋以增加该位置的抗裂性能;UHPC湿接缝梁极限承载能力不弱于现浇混凝土梁;UHPC湿接缝处配筋率的增加能提高梁的抗弯承载能力。
2020(7):47-56.
摘要:在海岸防护堤坝工程中,采用水力插板桩技术修筑直立墙,并在墙前水下形成抛石护坡,此种水力插板与抛石斜坡组成的的复合堤,已在工程实践中表现出良好的安全稳定性。对直立堤、抛石堤以及复合堤3种堤型开展不同波况下直立墙上和抛石护坡中波压力的试验研究,对复合堤的稳定性优于直立堤和抛石堤的机理进行分析。试验结果表明,抛石护坡明显降低了直立墙上的波压力,减轻了波浪冲击;直立墙阻止越浪带动抛石堤顶部块体向堤后运动,避免抛石护坡的过度破坏。两者结合使复合堤具有比直立堤和抛石堤更好的稳定性。
2020(7):57-64.
摘要:钱塘江中上游山区河流岸线资源有限,为提高岸线利用率,拟布置挖入式港池。针对河道流量大、流速快、港池口门通航水流条件差等问题,通过物理模型及船模试验,对山区河流挖入式港池的布置和通航水流条件进行研究。结果表明,从通航角度考虑,港池轴线与水流方向的夹角宜尽可能小,港池内制动段最大回流流速不宜超过0.40 m/s,口门区内的最大回流流速不宜超过0.50 m/s,最大横向流速不宜超过0.80 m/s。
2020(7):65-69.
摘要:高桩码头有限元计算通常选取一个结构段进行分析计算,忽略结构段之间凹凸缝的传力作用,从而导致计算结果较保守,不利于当前环境下与国际咨询设计公司的竞争。基于SAP2000有限元计算软件,在计算模型中引入水平线性弹簧单元,模拟相邻结构端的凹凸缝的水平约束作用,并建立整体模型分析验证该弹簧单元的有效性。最后给出水平线性弹簧刚度随结构段数量增加而改变的曲线,为高桩码头计算提供参考。计算结果表明水平线性弹簧单元和实际整体模型的桩内力计算误差都在合理范围以内,验证了该方法有效性。引入等效侧向弹性用于高桩码头结构设计计算,给出一种优化的高桩结构设计方法。
2020(7):70-74.
摘要:港口是以性能需求为最终目标导向的特殊工程主体,保障港口安全与性能需求的防波堤在港口平面布置中占有重要地位。基于巴基斯坦某电厂港口项目,在中长周期涌浪条件下,通过电厂燃煤补给及消耗模型确定港区性能需求,利用数值模拟分析,建立波高、周期与船舶运动量的关系,并将其作为岛式防波堤防护效果的重要标准之一,从而合理确定岛式防波堤平面布置方案。结果表明,方案2为最终设计方案,可满足年作业时间的要求。
2020(7):75-80.
摘要:针对滚装码头装卸车辆的潮位范围选择问题,以滚装直跳板为研究对象,分析跳板技术状态、船的状态、通行车辆性能和码头参数等因素对作业潮位的影响,并将影响情况定量转化为仅以跳板工作角度为未知数的不等式组,采用数值迭代法求解出跳板工作角度范围,进而预报作业潮位范围,并通过工程实例对该作业潮位预报方法进行验证。结果表明,该作业潮位预报方法具有普遍适用性,可用于指导滚装船制定码头装卸作业计划。
2020(7):81-87.
摘要:带挡板透空式防波堤是一种新结构形式,它既能实现水体交换又能对港内进行掩护,实现这些功能取决于挡浪板入水深度是否设计合理。通过理论计算,并结合工程波浪数模及物模的试验研究成果进行对比分析,得出挡浪板不同入水深度对港内掩护、波高分布情况及越浪量的影响。结果表明,码头外侧挡浪板入水深度增加,码头后方泊位处波高有所减小且码头结构所受水平力增大、越浪量增大、作业时间减少,对港内掩护效果加强。
2020(7):88-93.
摘要:条帚门外锚地是直接服务于宁波舟山港核心港区的大型锚地。拟建锚地位于我国典型的岛礁群港区,周边条件复杂、制约因素多,锚位需求大、功能类型多,锚地布局复杂。分析锚地服务港区和工程海域的制约因素,对锚地选址进行论证,通过锚地类型和锚位需求数的综合测算,提出基于锚位分区布局下的锚地平面布置和锚地容量计算,并对进出锚地的交通组织方案进行设计。提出的复杂岛礁海域大型锚地的设计方法和关键技术问题的解决方案,可为类似锚地工程设计提供参考。
2020(7):94-100.
摘要:采用现场调查的方法,统计分析广西沿海重力式码头病害,主要有裂缝、水工结构附属设施病害、结构破损、不均匀沉降与位移、漏砂、基床淘刷等,讨论病害与泊位吨级、运营时间的关系以及病害的成因与危害,提出病害防治措施。
2020(7):101-104.
摘要:针对深槽护底带布置参数确定缺乏理论依据的问题,采用大区域半江正态模型对七星台深槽护底带不同护底参数下水位影响进行研究,得到七星台深槽护底带平面最优间距为300~330 m的结论。提出了条形护底带壅水规律,可为类似深槽护底带间距的确定提供依据。通过护底带对水位下降溯源传递的影响研究,揭示了护底主要通过两方面作用达到维持河段水位稳定的目的:1)塑造河床凸起,增加河床形态阻力,影响水位下降的溯源传递特性;2)抑制河床冲刷下切。
2020(7):105-110.
摘要:升船机承船厢对接过程是升船机运行全过程中重要的一环,对接过程中船厢内的水面波动直接影响厢内船舶的安全停靠和水力式升船机同步轴工作条件。针对这一过程中厢内水面波动变化特性对升船机安全运行的影响,进行了在不同对接水位差启闭卧倒门和在不同航速进出船厢的500吨级船舶实船试验。重点探讨了对接水位差、船舶进出船厢航速对厢内水面波动特征值的影响,给出了船厢内波动振幅与水深和水位差的经验公式,分析其对船厢和船舶航行安全的影响。实船试验成果验证了景洪升船机500吨级船舶通航安全性。
2020(7):111-114.
摘要:随着长江南京以下12.5 m深水航道落成洲和鳗鱼沙两个浅滩治理工程的实施,高港浅区段的外部条件发生变化。通过河床演变分析和数值模拟等方法预测10年末高港河段的航道通航条件,分析高港边滩演变趋势及对深水航道通航的影响。研究结果表明:未来扬中河段的河势基本稳定,高港边滩不会大幅度淤涨,也不易冲刷消失;高港边滩段中上段的航道条件能满足深水航道通航条件,高港边滩下段存在轻微碍航情况。
2020(7):115-122.
摘要:为保障洋山深水港的正常运营,近年来进港航道每年都会开展维护性疏浚。基于2017—2019年期间的水深资料,统计分析了航道人工开挖段的浅区分布与回淤特征。结果表明:在常风天航道回淤呈现“春夏冲淤基本平衡且局部冲刷,秋冬淤积为主”的季节变化规律;台风天航道回淤较为明显,淤积程度主要与台风风力和移动路径有关。结合水文资料初步探讨了航道回淤原因,为洋山进港航道今后的疏浚施工安排提供技术支撑。
2020(7):123-131.
摘要:综合多次现场实测资料,分析了盘锦港10万吨级深水航道的水沙特征,讨论航道回淤泥沙来源和产生泥沙骤淤的可能性。研究结果表明:1)该海区波浪动力不强,以风浪为主;潮汐为非正规半日潮,属中强潮海域;潮流为正规半日潮流,主要以往复形式运动,口门内侧存在强度较弱的旋转流。2)河口区和近岸浅滩含沙量高、外海深水区含沙量较低,泥沙主要以悬浮形式运动,大风影响下各站含沙量均显著大于常规天。3)航道沿程底质泥沙呈粗细交错分布;波流作用下两侧岸滩就地起动搬运的泥沙为航道淤积的主要来源和直接来源,回淤物质较细,泥沙淤积以悬沙落淤为主;出现骤淤碍航的可能性较小。
2020(7):132-139.
摘要:近些年,因新浏河沙头部的淤浅,长江口南北港分汊口河段宝山北航道的通航环境转差。为找到有效解决方案,利用地理信息系统(GIS)分析近10年该河段的河势变化,研究航道格局调整方案。结果表明,该水域河槽容积、深泓线平面及等深线变化比较明显,新浏河沙包收缩变小,新浏河沙头部逐渐淤浅并向航道方向移动的趋势仍在发展,现阶段可通过微调航道格局改善通航环境。
2020(7):140-144.
摘要:在泸渝段航道整治工程中,开辟神背嘴滩右槽为主航槽,整治初期效果显著。针对长江上游船舶大型化、神背嘴滩十余年河床演变后的航道条件适应性问题,基于滩槽演变、浅区变化、分流比、流速比降、与船舶发展和航道规划适应性等方面对神背嘴滩航道条件进行分析评价。评价认为航槽有所回淤。鉴于各水位期均存在坡陡流急的现象,提出特殊时期扩大泄水断面、适当提高部分整治建筑物高程的维护措施。
2020(7):145-150.
摘要:基于长江南京以下12.5 m深水航道船舶流数据以及沿程各水文站的潮位数据,以交通流理论为基础,结合水文分析,研究长江12.5 m深水航道仪征、丹徒直、口岸直、福姜沙和南通水道的船舶流量、流向特征。研究结果表明:上行船舶仪征水道大船占比为73.2%,口岸直水道大船和小船占比相当,丹徒直、福姜沙和南通水道大船占比33%左右;下行船舶各水道大船占比在31.5%~41.3%,小船占优势;大潮时船舶流量受潮汐影响显著,上行船舶逐时流量过程与潮位过程关系显著,下行船舶受落潮影响明显;小潮时上下行船舶与潮位过程关系不明显;一个月内日船舶数量与大潮小潮没有直接关系。研究成果可为深水航道维护和通航安全方案的制定提供参考。
2020(7):151-157.
摘要:航道改建工程中,常因航道两岸环境复杂,须对护岸结构进行多方案的比选。而比选大多以定性分析的主观判断为主,往往存在一定局限性。以上海某航道综合整治工程一标段护岸结构的优选为例,针对典型段护岸,运用灰色关联层次分析法从中寻求安全可靠且经济合理的护岸结构方案。针对特殊段护岸,分析通常遇到的特殊环境条件情况,找出技术可行的较理想的护岸结构方案。研究成果可为类似工程提供借鉴。
2020(7):158-163.
摘要:针对西江航运干线长洲水利枢纽至界首河段枯水期航道碍航问题,收集近年来实测的水文和地形图资料进行研究。通过对工程河段进行水文特性和河床演变分析,得知水位普遍下降与航道冲淤变化是引起枯水期航道水深不足的主要原因,弯道横流对船舶航行安全也有影响,为此针对性提出疏浚炸礁、回填深槽、调顺航线等工程措施。平面二维水流数学模型研究结果表明,实施航道整治以后,航道水深和流态得到改善。研究思路和成果可为类似工程提供借鉴。
2020(7):164-167.
摘要:针对某河道现有防洪过水断面宽度不足且须预留船舶靠泊功能、地基淤泥层厚、相邻工程同时施工导致后方场地受限等特点,经比选采用双排咬合灌注桩作为河道直立段结构设计方案,施工选用硬法切割咬合工艺。工程实践表明:双排咬合灌注桩结构形式新颖,安全可靠,具有软土地基适应性好、所需施工作业面小、可陆上施工、不需要对河道断流和大范围施工开挖等特点,可供类似工程参考。
2020(7):168-174.
摘要:岷江下游河段为天然航道,其具有典型的山区河流特征,碍航特性极其复杂,加之河道历年来受挖砂采石影响,航道条件严重恶化。针对该段航道中霸王滩弯、急、浅、险的碍航问题,采用平面二维水流数学模型,在碍航特性及滩险成因分析的基础上,从通航水流改善程度、挖槽稳定性以及船舶自航上滩等方面进行多组方案的比选和优化,确定较为合理的整治方案,同时提出山区河流类似滩险的整治原则、理念及对应措施。结果表明,修改方案1-1的总体整治效果较好,工程量较其他方案小,为推荐的整治方案。
2020(7):175-180.
摘要:针对山区狭窄河段船闸扩建工程通航水流条件问题,结合融江麻石船闸工程,采用1100整体水工模型进行试验,研究下游引航道通航水流条件。结果表明,采用透空式隔流堤,并联合优化隔流堤曲率半径,可显著改善引航道水流条件。建议采用隔流堤长度126 m,曲率半径500 m,过流孔高至少4 m,孔宽13 m,孔数量6个。研究成果可为类似工程提供参考。
2020(7):181-186.
摘要:过江隧道隧址断面河床冲刷深度直接关系到工程规划的经济性和工程运行的安全性,因此合理预测河床冲刷深度至关重要。在国内外学者研究成果的基础上,以重庆长江过江隧道为例,根据三峡变动回水区近期水沙资料及水库运行资料分析工程河段河床演变及隧址断面冲淤变化,采用多种常用的冲刷计算公式对不利水文条件下隧址断面的河床冲刷深度进行预测。结果表明,确定过江隧道隧址断面河床冲刷深度为4.8 m。研究成果可为类似工程提供参考。
2020(7):187-193.
摘要:LNG船舶通过限制性航道进出港时须采取一定的管控措施,具有显著的排他性,布局LNG码头时须确定合理的码头规模,以保障港区各类船舶通航效率。基于多智能体复杂系统的混合模拟仿真建模方法,以宁波舟山港六横港区南侧岸线新布局LNG码头研究为例,建立不同的仿真情境,通过设定的指标进行评价分析,研判在一定通航管控措施条件下六横港区南侧LNG码头合理布局规模,为港口码头布局和岸线合理利用提供决策依据。
2020(7):194-198.
摘要:建筑信息模型实现信息数据共享的方式主要包括:使用专用中间文件格式和使用公共数据模型格式等。针对专用中间文件格式DXF在传递模型属性信息时存在信息丢失的情况,基于IFC实现地形模型跨平台共享,且保留了模型属性信息的完整性。结果表明,IFC作为一种开放的建筑产品数据交换和表达的国际标准,为BIM应用系统之间模型信息数据的共享提供了一种思路。研究成果对于测绘单位开展BIM工作具有一定的借鉴意义。
2020(7):199-205.
摘要:航道测量是航道维护管理的重要工作,而测量数据的内业成图是电子航道图、数字航道等运行的数据基础。针对传统等值线绘制与检查流程耗费大量人力与工时的问题,采用IDW(反距离加权)插值方法与ArcGIS工具,设计了等值线生产方法与优化方案,并以此开发等值线生成平台。实践表明:新的等值线生产方法具有较高的生产效率,等值线生成平台可以推广应用于航道内业制图。
2020(7):206-211.
摘要:针对深水航道整治工程中梯形空心构件的高精度安装难题,进行构件水下安装测量定位技术的开发与应用研究,为水下安装提供精确方位数据,满足施工精度要求。参考梯形空心构件的外形结构尺寸,利用安装在测量架上的GPS和倾斜仪设备,采集并计算出构件的相关定位数据,根据测量结果对构件进行一次调整。再通过分析水下采集得到的构件图像,计算构件间缝宽,根据分析结果对构件进行二次精确调整。工程实际应用显示,该测量定位系统的平面和高程测量误差不超过±3 cm,测量精度高,能够满足梯形空心构件水下安装的精度要求。
2020(7):212-216.
摘要:针对船闸工程施工过程中遇到地质突变的问题,结合工程实例进行分析和深入研究。对处理机理进行分析,地质突变中地基承载力不足可通过优化上部结构和提高地基承载力两个方面来解决;经多方案比选分析,确定地基浅换填加空箱墙体为推荐方案,并对其荷载及位移等进行计算。结果表明,该方案可通过内部填料调整结构自身重力和重心,以灵活适应较广泛的地基情况。
2020(7):217-222.
摘要:随着信息化技术的发展,水下深层水泥搅拌桩(DCM)施工船舶具备了完善的自动化、信息化控制系统,并在施工过程中记录了大量的施工过程数据。绝大部分水泥土影响因素分析基于室内配合比试验数据或实际项目的设计参数及检测结果(即默认施工参数与设计参数保持一致)。但是,实际施工条件与室内条件并不一致,实际施工参数与设计参数也有差异。基于香港三跑水下DCM施工过程中实时记录的施工数据,统计检测桩在施工中的实际参数,结合勘察及土工试验成果,建立勘察-施工-检测的因果关系。通过统计分析影响不同土在不同深度成桩质量的主要因素,为实际施工参数控制提供依据。
2020(7):223-226.
摘要:针对传统预制场斜坡式下水滑道末端水深不足无法满足大型沉箱下水出运的问题,研究了起重船大吊力助浮沉箱出运技术,采用理论计算与物模试验相结合的方法对沉箱吊点设置、大型钢结构吊架系统、助浮吊力与沉箱吃水和定倾高度的相关关系等进行了详细分析,提出一套全新的适用于斜坡式下水滑道沉箱出运助浮吊装系统,并成功应用于大连港大窑湾北岸配套码头工程。为现有斜坡式下水滑道预制场大吃水沉箱出运提供了成熟可靠的解决方案。
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