2021(3):1-5.
摘要:船闸三角闸门多采用空间网架结构,对于34 m口门船闸而言,采用三角闸门形式尚属首次。为提高闸门结构设计合理性和安全可靠性,结合合裕线裕溪一线船闸扩容改造工程三角闸门的设计实例,从门体结构、支承运转装置、防撞系统、止水系统4个方面对大口门船闸三角闸门设计中须解决的关键技术难点进行分析,选取两组设计水位组合对闸门空间结构进行有限元仿真分析,并对顶、底枢结构进行针对性设计,同时在运转件表面强化工艺、防撞系统结构形式、不同部位的止水设计等方面提出解决方案。结果表明:闸门各结构部件受力在允许范围之内,运转装置安全可靠,止水结构适应性良好,均满足使用要求。
2021(3):6-11.
摘要:以裕溪一线船闸扩容改造工程中34 m口门三角闸门为研究对象,提出一种新型的三角闸门防撞结构体系,该结构由铝制蜂窝面板和刚性支撑杆件组成。对新型防撞结构体系进行有限元建模,并进行撞击模拟,同时将新型防撞结构体系与传统刚性防撞结构体系进行对比。结果表明:新型防撞结构体系在计算工况下工作状况良好,没有出现塑性;与传统刚性防撞结构相比,在消能、轻质和更换方面具有很好的优势。
2021(3):12-16.
摘要:裕溪一线船闸扩容改造工程首次将三角闸门的应用口门宽度提高至34 m。为提高船闸的运行效率、充分发挥三角闸门动水启闭的优势,开展了大型三角闸门门缝输水运用条件试验研究。以三角闸门的水动力特性和船舶停泊安全为依据,研究提出裕溪新船闸大型三角闸门门缝输水的运用条件:1)三角闸门采用门缝输水应尽可能在1 m水头差以内开启;2)闸门开度应控制在1 m以内;3)随着水头差减小闸门开度可进一步增大。
2021(3):17-23.
摘要:以裕溪一线船闸扩容改造工程中34 m口门三角闸门的底枢蘑菇头和轴为研究对象,从宏观金相、微观组织、X射线衍射仪、硬度计检测熔覆层的表面硬度以及盐雾试验机测试试件的耐腐蚀性等方面,对不同的基体材料和激光熔覆粉末进行试验对比研究。结果表明:Ni40粉末和Co40粉末都具有较高的硬度和优良的耐腐蚀性能,满足底枢蘑菇头和轴激光熔覆的性能要求。Fe40和其他2种材料相比,在各种性能上都存在差异,不适合用作激光熔覆粉末。
2021(3):24-29.
摘要:目前,止水的研究多在止水的布置、设计、施工等方面,而针对闸门工作状态下止水的受力能力与变形性能的研究较少。而且,关于止水性能的研究大多只针对止水自身,实际工程中,止水固定在船闸上共同受水头作用,因此考虑止水与船闸连接状态下的受力情况是有必要的。针对以上问题,以裕溪一线船闸扩容改造工程中34 m口门三角闸门为例,选取2个实际工况与2个附加工况对止水与闸门整体进行有限元仿真,分析各工况下止水的工作状态与受力、变形能力,得知止水的强度满足要求,底止水与边羊角止水处于压紧状态,变形适应性良好,中羊角止水对抑制缝隙扩大起到积极作用。
2021(3):30-34.
摘要:金属化改性法是一种全新的橡胶改性方法。采用抗压强度、抗折强度、荷载-挠度试验,研究金属化改性法对橡胶混凝土力学性能、弯曲韧性的改性效果,并对比分析金属化改性法与丁苯胶乳、偶联剂等传统改性法的改性效果。结果表明,金属化改性法能够大幅度提高混凝土的弯曲韧性;金属化改性后的橡胶混凝土跨中挠度较未掺橡胶的混凝土增长530%,相比未改性橡胶混凝土28 d抗压强度提升40%、抗折强度提升25%左右;金属化改性法在混凝土力学性能、弯曲变形等方面的改性效果优于丁苯胶乳、偶联剂等传统改性法,跨中挠度增长达320%,28 d抗压强度衰减率降低50%~75%。
2021(3):35-40.
摘要:为了剖析长三角地区液化天然气(LNG)市场发展形势,从而为长三角地区科学布局LNG接收站提供参考,开展长三角地区天然气消费现状及发展趋势分析,梳理影响天然气市场发展的因素,对长三角地区天然气需求量进行预测。通过供需能力平衡分析,判定长三角地区LNG接收站承担的进口LNG接卸量还有较大的增长空间,未来2~3年将是LNG接收站的建设热潮。基于未来发展形势分析,从规划布局、功能定位及市场化等方面提出促进长三角LNG接收站发展的建议。
2021(3):41-46.
摘要:伴随着粤港澳大湾区正式上升为国家战略,区域经济发展重心的新变化会对深圳港发展产生重要影响。通过系统梳理大湾区发展目标与战略部署,选取地区生产总值、产业结构、生态环保、固定资产投资与集疏运体系5个重要指标,分别与港口吞吐量构建双变量VAR模型进行脉冲响应分析,进而对深圳港提出发展建议。结果表明,地区生产总值、产业结构以及集疏运体系能够对港口吞吐量产生长期正向影响,生态环保能够对港口吞吐量产生长期负面影响,而固定资产投资对于港口吞吐量的影响较弱;优化港区布局、注重生态环保、加强通道建设等发展建议,可加快促进深圳港建设成为符合大湾区发展特色的新港口。
2021(3):47-51.
摘要:针对现有传统浮码头抗风浪能力不足的问题,进行原因分析。提出一种新型抗风浪浮码头方案,其设计思路是将浮码头存在过程分为正常工作与防御风浪两种工作状态,采取设置抗风浪滑动槽、工作约束和人字锚系统等关键措施,既保证其正常工作要求,又具有较高抵御风浪能力。对设计方案进行了模型试验验证,并提供确定关键参数的原则和方法。该方案为有效提高浮码头在海洋环境中的生存适应能力、发挥浮码头技术优势提供一种解决方案和技术支持。
2021(3):52-57.
摘要:针对受离岸高桩码头掩护的后方护岸工程设计波浪难以确定的问题,结合实际工程,通过波浪断面物理模型和局部整体物理模型试验,研究码头工程对护岸设计波浪、越浪量和断面结构稳定性的影响。结果表明,高桩码头上部结构对后方护岸有良好的掩护效果,尤其在高水位时,消浪效果较好;受掩护良好的后方护岸工程,堤顶高程受高水位控制,可以适当降低堤顶高程;护岸结构稳定性,尤其护底、护脚块石,主要受较低水位控制,而低水位时码头对护岸的掩护效果有限,波高降低幅度很小。
2021(3):58-63.
摘要:浮码头中的浮箱横稳性关乎旅游码头运营安全及游客人身安全。JTS 165-7—2014《游艇码头设计规范》发布之前,工程设计中浮箱横稳性计算均采用重力式沉箱浮游稳定性计算原理。在梳理沉箱和浮箱计算原理的基础上,采用理论分析、公式推导、工程案例验证的研究方法,证实了浮箱横稳性计算采用重力式沉箱浮游稳定性计算原理是合理可行的。研究成果对后续研究及设计工作具有重要的参考价值。
2021(3):64-69.
摘要:浮式防波堤具有环保、经济和可移动的优点,但可靠性、消浪效果的制约同时存在,大部分研究集中在使其具有更好的消浪性能上。以单体型、双体型、柔性结构、上浮式和其他形式的浮式防波堤为主线总结其研究成果、手段及进展,归纳物理模型和数值模拟的手段研究各种浮式防波堤的水动力特性,并给出实际工程的案例,可为浮式防波堤的进一步研究探索提供指引。
2021(3):70-73.
摘要:对港口工程设计中常见的蝶形布置油码头进行研究。结合国内外规范要求,采用对比分析法解析码头长度、系缆墩位置和靠船墩位置3个要点。其中,因为船体平直段相对船中的不对称,靠船墩位置是最为重要的设计内容。系缆墩位置不合理,只会影响缆绳受力均匀性和船舶运动量;而靠船墩位置不合理,会导致设计船型范围内的船舶无法安全靠泊。因此,结合某海外5万~30万t油码头,阐述靠船墩位置设计关键点,供港口工程设计人员参考。
2021(3):74-77.
摘要:为系统研究巴基斯坦某浮式LNG码头工程的控制系统设计方法,针对浮式LNG码头特殊的系泊、靠泊和作业要求,绘出适合浮式LNG码头的控制系统框架;详细阐述船岸连接系统、消防控制系统、靠泊及辅助控制系统等各子系统之间的相互关系以及各控制子系统的具体配置;根据巴基斯坦某浮式LNG码头平面布置条件,通过研究各国规范相关规定、并结合现行国内控制系统设计标准,总结出一套区别于常规LNG码头控制系统的设计思路和解决方案。结果表明,浮式LNG码头在常规LNG码头搭建控制系统框架的基础上,在数据传输通道、线缆合理布局以及主控对象选择等方面,有进一步优化提升的空间。
2021(3):78-82.
摘要:针对水工结构设计人员如何快速获得重力式方块码头结构断面尺寸的问题,通过采用线性规划模型建立约束方程,在一定假设条件下编程求解得出墙身结构宽度与高度的最小比例系数,形成计算成果表,设计人员可根据工程实际情况,在计算成果表中对比关键变量数值查询,采用插值等方法得出最小比例系数,从而获得重力式方块码头墙身结构的最小宽度。结果表明,该方法能实现快速设计,有效提高工作效率。
2021(3):83-87.
摘要:某些散货码头项目中,码头位置距离后方陆域较远,需要利用长距离带式输送机将物料从码头输送到后方。针对常规的水平运输方案会造成水工引桥宽度大、造价高的问题,探讨如何优化带式输送机布置形式,减少整个码头的建设成本。采用下层普通带式输送机和上层管状带式输送机的双层设计方案,在保证不同性质物料有效输送的前提下,可有效减小引桥宽度。实际运营检验证明双层带式输送机系统可安全可靠运行。
郑 宇,张延辉,张建鑫,付博新,耿杰哲,杨 明,潘亚兰,陈江涛
2021(3):88-91.
摘要:海运在内的多模式联运体系是未来乏燃料外运的发展方向。我国滨海核电厂在初期就规划、设计和建设了用于运输核电厂大件设备的码头,多模式联运体系可利用核电码头转运乏燃料。为满足乏燃料转运需要,经调研和分析,结合船舶靠离泊等条件进行综合评价,梳理出核电码头的改造内容。结果表明,各核电业主应聚焦核材料实物保护、船舶靠离泊条件、货包接卸工艺等方面,围绕码头平面尺度及结构、作业工艺、辅助生产设施和管理体系等内容开展核电大件码头的改造工作,以确保未来乏燃料能够及时外运。
2021(3):92-97.
摘要:为了总结和推广超大型外海孤岛式码头的设计建造经验,以中化泉州30万吨级岛式码头设计为例,提出了该项目需解决的几个关键技术问题,如:工作船泊位和大型油船作业标准的协调问题,波浪、地质变化大的45万t码头水工建筑物结构设计问题,海底管道固定问题及消防取水安全保障问题。通过分析波浪地质条件、优化码头平面布置、计算荷载及创新结构构造,有效解决了上述问题。
2021(3):98-106.
摘要:针对山区已建高坝枢纽新建通航建筑物轴线布置受河道窄、水头高、电站泄流及已有建筑物影响等条件限制的问题,依托贵州清水江白市水电站枢纽新建通航建筑物工程,采用1:100正态整体水工模型与自航遥控船模相结合的技术手段,对多条轴线布置方案进行通航水流条件及船舶航行操控研究与优化。试验结果表明,右岸轴线布置方案通航水流条件及船舶航行状态均较好,为推荐方案。研究成果解决了工程关键问题,可供类似已建高坝水利枢纽新建或扩建通航建筑物工程参考借鉴。
2021(3):107-111.
摘要:航道整治中整治线宽度的确定是整治成败的关键因素之一。在考虑山区河流挖槽稳定性以及船舶上滩能力基础上对整治线宽度计算公式进行改进,提出适合山区河流沙卵石浅滩整治线宽度的计算公式。并通过工程实例借助数学模型对计算的整治线宽度进行验证并提出优化。整治线宽度的确定是一个系统性工作,传统的整治线宽度计算公式与该公式的计算值仅可作为参考值。为达到良好的整治效果,需要通过数学模型以及河工物理模型试验对整治线宽度进一步修正。
2021(3):112-117.
摘要:针对我国第一条30万吨级人工航道的扩建,从现状航道通航饱和度、核心港区船舶流量上升趋势、船舶大型化及靠泊需求等方面对航道扩建必要性进行阐述,通过对延长航道乘潮历时与航道通航能力的适应性分析,合理确定航道扩建规模和方案,对航道扩建后的水流条件改善、回淤、尺度模拟、船舶进槽和靠泊时机的匹配性等扩建效果进行系统研究,提出在现有航道基础上增深至-23.5 m、拓宽至440 m的扩建方案,通航效果良好,可满足到港船舶安全过槽及一潮靠泊的通航需求。
2021(3):118-125.
摘要:单井型塔柱结构极大改善了水力式升船机竖井水位同步性问题,但随着提升高度增大,竖井内水深越大,侧壁位移、弯矩过大等问题更加突出。以150米级单井塔柱为例,提出了竖井内布置对拉钢索的设想和简化布置方案。基于钢索拉力权重分配系数的优化方法,取得了钢索等应力的密度分布最优解,并离散转化为等效的等荷载布置方案,可在实际工程中应用。经有限元模型结果对比分析,等荷载布置与简化方案相比,最大位移可减小47.44%,纵竖向弯矩极值差别不大。与无钢索方案比较,最大位移、纵向弯矩、竖向弯矩可分别减小93.5%、74.36%、75.84%。高强钢索预应力方案值得进一步研究。
2021(3):126-131.
摘要:湘江近尾洲枢纽二线船闸为升级改造工程,位置和轴线没有选择余地,下游引航道口门区的通航水流条件只能依靠优化开闸方式或修建导流墩来改善。采用1:100定床正态河工物理模型试验,在充分认识常规开闸泄流方式下游引航道口门区水流条件的基础上,通过多种开闸泄流方式的组合试验以及导流墩布置数量、间距、角度等优化试验,提出常规开闸+边孔补流的泄流方式,或布设单墩长度20 m、走向与航线平行、间距20 m的3个导流墩,均可将通航流量提高到2 a一遇洪水标准。
2021(3):132-137.
摘要:系统评估2018年长江上游航道维护性疏浚工程实施效果,为今后航道维护工程提供技术参考。基于年度水情及航道疏浚滩段分布情况,分析维护性疏浚方案设计、施工时机和频次、施工过程的动态管理及航道可持续性等。结果显示,2018年长江上游干线航道维护性疏浚工程总体效果良好,滩段选择及疏浚方案设计与河道演变规律基本适应;疏浚时机及频次基本合理,最大程度地缓解了与通航的矛盾;但由于维护性疏浚未大幅改变河道水流特性和河床边界,因此天然河段浅滩航道可持续性较差,仍需加强观测,必要时采取其他整治措施。
2021(3):138-144.
摘要:派河口船闸是引江济淮派河口枢纽重要组成部分,位于派河入巢湖口门段,建设条件复杂。综合已有工程、河道边界和相关规划,提出了复线船闸平面布置初拟方案。采用定床河工模型试验的技术手段对船闸下游引航道与口门区通航水流条件开展了详尽研究,探明了节制闸泄洪时下游通航水域纵向和横向表面流速、流态特征,分析了通航水流条件不满足规范要求的原因,指出可通过岸线平顺、新开泄洪分流通道和控制临界安全泄洪流量等措施进行改善。优化后的方案可满足设计要求,为工程设计和今后运行管理提供技术支撑。
2021(3):145-150.
摘要:船闸通过能力是平陆运河开发的核心问题之一。基于货运量和过闸船型预测结果,分析影响船闸通过能力的因素;采用计算机模拟技术,建立船舶进闸的排队仿真模型,得出一次过闸平均吨位、一次过闸船舶数及闸室利用率3个关键参数,据此分析并比较合理尺度下大、小船闸分工运行和双线船闸随机运行两种模式的船闸通过能力;并在大、小船闸分工运行模式下,对小闸通过能力与船舶载货量进行闭合调整。结果表明,平陆运河须同时建设双线船闸,当1 000吨级船舶艘次比较大时,大、小船闸分工运行模式的船闸通过能力更大,且远期部分1 000吨级船舶须从大闸通过才能使小闸通过能力满足运输需求。
2021(3):151-158.
摘要:针对山区河流航电枢纽建设后实际最大通航流量无法满足规范要求的问题,对山区河流航电枢纽布置后的最大通航流量进行研究。依托东风岩航电枢纽,采用物理模型试验等方法,结合东风岩枢纽通航水流条件模型试验和船模试验分析船闸上、下引航道口门区及连接段水流条件和通航条件,从而对东风岩航电枢纽安全通行的最大通航流量提出建议,并提出山区河流中低水头航电枢纽最大通航流量不应低于天然情况下该河段的禁航流量等结论。该研究成果可为山区河流中低水头航电枢纽最大通航流量的确定提供借鉴。
2021(3):159-163.
摘要:针对西江航运船闸调度以经验管理为主、缺乏有效定量分析现状,提出了基于船闸拥堵系数、船舶日积压损失、航道安全水位各要素于一体的西江航运干线多梯级船闸联合调度链。基于西江航运干线天然的叶脉状分布特点,提出了动态二叉树模型的西江多梯级船闸链的调度算法。结果表明:通过对船舶的合理分流,能够有效缓解船闸滞航减少事故发生率。其模型已应用于航运管理部门,有效地优化了船闸链调度、保障了航运物资安全。
2021(3):164-167.
摘要:目前三峡船闸南北两线运行方式为集控半自动运行方式,人为因素在船闸运行安全中占比较高。为了规避人为因素在船闸运行中带来的风险,提高船闸的可靠性和安全性,研究连续多级船闸的智能自动化运行方法。船闸智能化自动运行系统主要由3个部分组成,包括船方确认、船闸闸室自动监测和集控监测。对船闸智能化运行方式实施方法和3个部分的选择进行探讨。
2021(3):168-173.
摘要:针对船闸工程结构形式复杂、投资额大、投资管理难度大的问题,引入BIM技术辅助工程投资管理。总结BIM技术在船闸工程设计图纸优化、工程量统计、工程计量支付方面的应用经验,并基于BIM技术和赢得值理论开发BIM-5D辅助工程投资管理,为船闸工程提供全面直观的投资管理新模式。实践证明BIM技术可以提升设计质量、减少返工费用,基于BIM技术的构件级工程计量支付和BIM-5D投资管理技术创新了投资管理手段,可提高项目投资管理效率和水平,有效控制工程投资。
2021(3):174-179.
摘要:针对传统的高桩码头二维设计过程存在的不足,结合盐城港重件码头工程BIM技术的实践应用,从协同服务器搭建、族库建设以及多专业协同3个方面详细阐述了BIM协同设计方法,并提出了构件参数化设计、工程量明细统计、复杂节点参数化设计、工程出图标准化的BIM设计阶段应用点。研究表明:BIM技术的应用实现了模型元素信息的联动与共享,提升了多专业协同的参与度,工程设计表达的准确性、协同效率也随之提高。
2021(3):180-184.
摘要:由于复合桩基础的经济性,近年来受到越来越多的关注,但在航道护岸工程中应用较少,究其原因是航道护岸低桩承台复合桩基础受力更加复杂、技术上较难把握。通过分析航道护岸低桩承台复合桩基础竖向承载力和水平承载力,提出了复合桩基础设计控制原则:1)竖向整体安全度K≥2,地基承载力利用率ψ≥0.5。2)桩土联合承担水平力。制定了航道护岸复合桩基础的设计方法及流程,为类似工程提供参考。
2021(3):185-190.
摘要:针对循环荷载波形变化对结构性软土变形的影响,以天津滨海新区临港工业区海积软土为研究对象,对其土样施加不同波形、不同幅值的循环荷载,并对不同波形、不同幅值作用下软土的耗散能发展曲线进行研究,并提出两种发展模式下的结构性软土耗散能的演化方程。结果表明,在考虑荷载波形的情况下,循环荷载幅值较小(30 kPa)时,累积塑性应变发展缓慢,波形变化对塑性应变发展趋势的影响很小;循环荷载较大(40、60、80 kPa)时,累积塑性应变快速增加,方波荷载作用下的累积塑性应变发展最快,正弦波荷载次之,三角波荷载作用下的塑性应变发展最慢。
2021(3):191-196.
摘要:目前现行的JTS 190—2018《船厂水工工程设计规范》规定板桩式坞墙稳定性按照JTS 167—2018《码头结构设计规范》中有关板桩码头的相关条文进行验算,但板桩码头的水压力比坞墙小,直接采用板桩码头“踢脚”稳定性验算的分项系数表达式和分项系数取值是否合理有待研究。通过校准按旧规范JTJ 252—1987《干船坞设计规范(水工结构)》设计的板桩式坞墙稳定性的可靠度,得出板桩式坞墙“踢脚”稳定性的目标可靠指标,并确定按现行规范设计时的坞墙稳定性可靠指标。结果表明,板桩式坞墙“踢脚”稳定性的目标可靠指标应取4.0,而按现行规范设计时的可靠指标均值略大于4.0,故现行规范中分项系数的取值是合理的。
2021(3):197-201.
摘要:建设年代较早的混凝土方桩码头,常规维修加固方法很难保证其设计使用寿命。针对这一问题,基于桩基氯离子含量分布情况、桩基保护层厚度和桩基剩余使用年限的计算结果,进行了旧码头桩基耐久性评价研究。采用对旧码头平台方桩桩头局部凿除、重新浇筑,并创新性地应用安装牺牲阳极以阻止方桩钢筋继续锈蚀的技术方案,保证其满足耐久性使用要求。实践证明该方案切实可行,既避免了旧桩基全部拆除、节省了投资,又成功地将牺牲阳极技术应用于混凝土方桩防腐。
2021(3):202-207.
摘要:坦桑尼亚某水工改扩建工程的1#~3#泊位原结构为重力式方块码头,新建外扩部分为宽11.54 m的墩式结构。对1#和2#泊位PHC桩打桩过程原重力式方块码头的位移进行监控,并总结出沉桩规律。结果表明,将重力式方块海侧珊瑚礁石垫层疏浚后施打PHC桩,对原重力式码头结构的位移影响较大,码头面及附近建筑物地面均出现了裂缝;打桩过程中,方块不同结构形式交界面的水平位移最大;采用外凸型十字桩尖桩靴,PHC桩穿透性能最强,原码头方块结构水平位移最小,码头更稳定。
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