2023(2):1-6.
摘要:为适应新时期船型发展对我国港口规划建设的新要求,以油船等5大货类运输船型为核心,分析国际运输船舶的总体发展现状及近年来变化特点。考虑国际水运通道条件、中国港口航道和水域条件、各货类运输的经济性,结合中国能源、产业等的发展趋势,分析未来国际上各主要货类运输船型的发展趋势,以及对中国港口建设规划的影响。研究结果表明:各主要货类运输船型的大型化趋势、主力船型发展趋势等差异性较大,应密切跟踪调整或提前谋划相关货类的码头规划和布局工作。
2023(2):7-11.
摘要:全球吞吐量前100名港口中有83个位于沿海地区,沿海港口作为我国重要的交通基础设施,地位重要、不可替代。考虑到我国沿海地区的资源禀赋条件,适宜建港的天然优良海岸线资源稀缺,大部分港口需要通过工程手段弥补水深、泥沙淤积、风浪掩护的不足,通过正常用海和必要围填海形成深水岸线资源,是保障沿海港口建设发展的基本规律和必然要求。目前,在《国务院关于加强滨海湿地保护严格管控围填海的通知》发布后,港口围填海实行“一刀切”,直接导致了港口规划环评要求全部取消新增围填海,围填海历史遗留问题处理极其缓慢,沿海港口新建项目基本停滞等诸多问题,港口建设与发展已呈现出“停摆”的征兆,亟待重点关注并研究应对措施。
2023(2):12-16.
摘要:以北部湾港总体规划编制为例,探讨绿色发展理念融入港口总体规划各方面和全过程的思路和方法。在岸线利用规划中充分考虑环境敏感区的避让和远离;结合绿色发展等原则,提出分层次的港区布局体系;在重要货类运输系统布局中加强生态环境因素的考量;基于减缓环境影响、提高资源利用效率等原则,优化港口平面布置方案;在集疏运方案规划中注重协调港口与城市交通组织以及运输结构调整;在环境保护章节中加强绿色港口发展指引。研究思路可为新时期新发展理念下的港口总体规划编制提供参考和借鉴。
2023(2):17-22.
摘要:风暴潮是发生在海洋沿岸的一种严重的自然灾害,通常会伴有大浪,二者的耦合作用极大地威胁着沿岸地区的安全。以往对近岸承灾体海洋动力灾害的研究大多集中于单一致灾因子的影响,多采用恒定水位和定常波浪要素,对风暴潮与波浪耦合效应及其对海堤承灾体动力响应的研究不足。采用9711号台风在宁波北仑海域引起的风暴潮潮位及波浪过程,通过将连续的风暴潮水位变化过程与波浪过程进行叠加,模拟真实的动态潮位过程,在三维港池实验室中实现风暴潮和波浪的动态耦合模拟,为相关模型试验的开展提供参考。
2023(2):23-28.
摘要:针对开放性矿石堆场在外力作用下极易造成颗粒扬尘污染的问题,对防风抑尘网在不同来流下的风速折减效果进行研究。应用Fluent提供的RNG k-ε模型对抑尘网后的流场进行数值模拟,结合实测数据建立三维模型,计算不同来流条件下料堆表面速度的分布情况。模拟结果表明:1)气流经过抑尘网孔隙梳理后,在抑尘网后存在明显的旋涡回流区,进而改变料堆表面空气流动结构,有效降低料堆表面速度。2)速度综合折减率为23.52%。不同方向来流的情况下,旋涡回流区覆盖堆场的面积不同。速度综合折减率具有显著差异性,差异幅度为7.69%~50.87%,北西北、北东北来流衰减作用尤为显著。
2023(2):29-36.
摘要:内陆港口岩石地基经历不同程度的干湿循环作用,地基承载性能衰减劣化。以干湿循环次数和围压作为试验工况,开展粉砂岩常规三轴压缩试验。假定粉砂岩微元强度服从改进Harris概率分布,从而定义损伤变量,选择M-C强度准则,结合试验结果中弹性模量及内摩擦角的对数型衰减规律,构建一种可反映干湿循环的统计损伤模型,并给出参数解析方法,得到损伤发展曲线。采用新建模型辨识粉砂岩及文献中泥质白云岩和砂岩试验曲线,并经模拟对比。结果表明,粉砂岩弹性模量、黏聚力、内摩擦角均随着干湿循环次数的增加而逐渐衰减,当循环次数达到16次时,衰减变化曲线趋于平稳,该衰减规律可用对数函数表示;干湿循环促进岩石力学性能衰减劣化,宏观表现为峰值应力的降低;新建模型经验证可行。
2023(2):37-43.
摘要:针对外海工程地质环境,以高桩码头为研究对象,设计波流作用下水槽试验方案,开展波流作用下高桩码头动力响应的试验研究,还原了高桩码头真实的使用环境,探讨高桩码头桩身内部响应差异,分析自由场与桩周土孔压和加速度的响应关系。结果表明:1)高桩码头各桩响应差异明显,顺波流方向桩身所受动水压力逐渐减小,桩身弯矩前排桩大于后排桩,中间桩大于两侧桩;2)面板位移和加速度呈周期性变化,扭转随波流作用逐渐减小;3)土层加速度和孔压随波流传播和埋深增加逐渐减小,群桩的存在会增大土层加速度、减小孔压;4)高桩码头设计时,应适当提高中间桩的强度,重视对表层海床土的加固。研究成果可为高桩码头的设计和维护提供一定的参考与借鉴。
2023(2):44-48.
摘要:随着智慧水运的蓬勃发展,基于全寿命周期的高桩码头结构运营安全与健康状态监测越来越受到重视。以某港区新建码头工程为依托,开展高桩码头全寿命周期的健康监测系统研究,基于高桩码头结构荷载条件、运营环境、监测仪器特点进行全寿命周期传感器及其耐久性设计,线路保护及更换预留设计,开发与之相适应的监测系统,并结合数据归一化和动态时间规整对获取的监测数据进行分析。结果表明,采用的数据处理方法可以较好地量化不同测点数据之间的相似度,实时监测的数据可用来评价码头结构现有状态,为码头结构的维修、养护与管理决策提供依据。
2023(2):49-53.
摘要:宁波舟山港核心港区进港航道已出现阶段性饱和。在核心港区进行超大型船舶码头建设,须细致分析航道通过能力承载力和泊位本质安全水平。以在金塘港区新建3个30万吨级原油码头为例,运用潮汐窗口理论分析了宁波舟山港核心港区超大型船舶的航道通过能力,运用船舶模拟操纵技术分析了超大型码头的船舶净间距要求。研究结果表明:1)宁波舟山港核心港区航道通过能力可以承载新增3个30万吨级原油码头带来的通航压力。2)建议相邻大型码头船舶净间距不小于1倍船长。
2023(2):54-57.
摘要:随着堆货荷载增大、船舶大型化以及海域使用要求高透空率,细长细高方形沉箱越来越普遍。但细长沉箱的浮动稳定性较差。为研究细长细高方形沉箱浮游稳定性,采用规则对称沉箱分5组分别变换沉箱的长度、宽度和高度进行对比计算,总结不同外形尺度方沉箱浮游稳定参数特性。结论是:1)细长细高方形沉箱平面尺度越小,其满足浮游稳定所需的相对吃水越大,浮游稳定性越差。2)沉箱总宽度是影响浮游稳定性最主要的参数,总长度对相对吃水的影响远小于总宽度的影响。3)沉箱高度较小时对相对吃水影响较大。随着沉箱高度的增大相对吃水将趋于定值。
2023(2):58-64.
摘要:随着“一带一路”的建设,西非、地中海以及印度洋沿岸等海域由于其特定的自然条件导致具有明显的长周期波浪成分,且已对港口工程建设产生了严重影响。结合非洲某港口工程实例,其具有波浪周期长以及沿岸输沙量大两大特点;长周期波及大输沙量易引起港内泊稳条件差、泥沙淤积重,外海船舶施工风险大等问题,经对其平面布置方案研究后,决定采用挖入式港池布置方案,并通过波浪泥沙数学模型及物理模型试验等研究方法进行验证。结果表明,该挖入式港池方案能较好地解决以上问题。
2023(2):65-68.
摘要:外集卡周转时间长短是衡量码头生产服务能力的主要指标之一。针对自动化码头集疏港作业效率低的问题,研究外集卡作业模式和影响外集卡周转时间的因素。将影响外集卡平均周转耗时的因素归纳为集疏运箱量、堆场盘存量、海侧作业繁忙程度、集港时间安排和场站集疏运能力等10类。结果表明,协调集港时间,避免场站集中压车;平衡海陆侧生产,减少作业冲突;加强周边场站集疏运管控,减少闸口堵车;加强部门间协同,提升系统、设备稳定性等措施能够有效降低外集卡周转时间。
2023(2):69-73.
摘要:针对我国北方地区散货港口所面临的淡水资源匮乏、暴雨季堆场内涝、粉尘污染、噪声污染等难点问题,进行散货港口绿色提升改造研究。以散货港口所面临环境问题为导向,基于绿色设计理念,归纳总结出绿色提升改造方向。结合工程案例提出绿色提升改造具体方案,通过新建生态蓄水池构建港口水循环系统,可实现港区2 a一遇暴雨强度下雨污水的全收集、全处理、全回用;通过全过程污染控制,可有效降低港区粉尘浓度和噪声值。
2023(2):74-79.
摘要:针对长江某码头现有散货装船工艺方案存在环境污染、高能耗、堆场及码头面层磨损严重等问题,进行工艺方案改造研究。通过设计采用尾车可折叠式斗轮堆取料机和出料输送机伸缩头装置实现物料在堆场同侧进出和分料的功能;采用左右双尾车移动式装船机和双向输送机方案实现左右两侧均可供料装船的功能。装船工艺流程化改造以及外转子式永磁直驱滚筒的应用,使本工程达到了预期的环保和节能效果。
2023(2):80-86.
摘要:连续蝶形多装卸区油气化工码头改扩建工程边界条件复杂,可用岸线长度普遍受限,靠泊船型组合多,系缆布置形式复杂且较为特殊,安全要求高。虽然目前国际石油公司海运协会的《系泊设备指南》基于船舶系缆对码头的平面布置进行了一定的研究,但是对于油气化工码头改扩建工程的平面布置研究目前相对较少。以某码头改扩建工程为例,通过对已建码头进行利旧分析,归纳了改扩建工程的平面布置原则。依托船舶系缆布置图,研究多装卸区码头船舶系缆特点,优化系缆点位布置。运用OPTIMOOR数学模型核实平面布置可行性,并提出离泊控制条件。
2023(2):87-91.
摘要:以阳江某重力式码头后轨道基础为工程实例,通过对常用轨道基础结构的分析论述,提出一种组合型轨道梁结构,解决轨道式起重机重载作用下,弹性地基梁使用期沉降调节难度大的问题。基于文克尔假设,采用有限元软件Midas Civil对地基梁、钢轨、轨枕等进行计算分析,结果满足工程使用要求。组合型轨道梁结构设计合理,与常规方案对比,其结构综合性能优、经济性能较好。组合型轨道梁结构的应用研究可供类似工程参考借鉴。
2023(2):92-96.
摘要:煤炭和矿石码头的含尘污水处理厂设计中,对于设计径流雨水量的处理时间取值决定污水厂处理规模的大小,而现行规范对于此值的选取并未做出规定。通过统计15个典型港口地区降雨量数据,从降雨次数和降雨量两个方面进行分析和对比。结果表明,各地区连续2 d有2 mm以上降雨的平均发生比例较大,尤其南方地区基本在50%以上;连续2 d有2 mm以上降雨的日降雨量之和超过多年最大日降雨量的最小值的平均发生比例不超过20%,而超过2 a一遇日降雨量的平均发生比例不超过4%。为保证污水厂能及时处理含尘污水、不发生污水外溢情况,建议计算径流雨水量时多年最大日降雨量的最小值H取设计重现期对应的降雨量,且重现期不小于2 a;同时污水厂的设计处理时间不应大于48 h。
2023(2):97-102.
摘要:南京以下12.5 m深水航道一期、二期工程总体取得了良好的整治效果,针对通州沙局部区段未完全稳定、新开沙还在持续冲刷后退等问题,为进一步稳定航道开展了后续完善工程的研究,采用定床物理模型试验的方案对完善工程实施后的流场进行研究。研究结果表明:完善工程方案的水动力轴线在南通水道和通州沙东水道进口处均有一定程度的向东北偏移,工程方案使得通州沙堤线的涨潮越堤流量和新开沙—裤子港沙之间串沟的越堤落潮量大幅度减小。完善工程方案实施后天生港—龙爪岩河段落潮平均流速以增加为主,且普遍覆盖现有航道位置,落潮动力以及落潮输沙能力增强,因此工程可以达到稳定沙体和改善航道维护条件的整治目标。
2023(2):103-108.
摘要:针对改扩建船闸工程合理确定两闸轴线距离的问题,对现行规范相关条款、研究现状进行分析,并采用理论结合实际的方法,在考虑两闸轴线距离影响因素的基础上,结合工程经验和已有工程的研究结果,提出“确定两闸轴线距离”的分析流程为确定闸位、初拟间距、调整间距和分析复核,并提出相应的计算公式。选取具有代表性的3个船闸工程对上述分析流程和相应的计算公式进行应用。结果表明,提出的技术路线和计算公式合理可行。
2023(2):109-115.
摘要:针对雄安新区、山西省水运出海通道选线方案的问题,系统总结了运河连通工程选线原则,进行了河库情况、地形地质、水资源等建设条件和近远期建设方案的论述,采用定性分析与定量比较相结合,得出运河连通工程应充分利用既有河库条件并综合考虑运量、生态、碍航设施改造等因素进行选线,结果表明:雄安新区通过独流减河出海方案基本可行,山西省可考虑多式联运方案出海。为研究规划雄安新区和山西省水运出海方案提供了初步思路,对于运河连通工程选线和航道工程设计规范修编具有积极的借鉴意义。
2023(2):116-122.
摘要:输水系统是船闸的重要组成部分之一,为避免船闸水力学中模型缩尺效应的影响并保证犍为船闸在335 m库水位的安全运行,对其输水系统水力特性进行原型观测与调试。通过在船闸闸室、各阀门井(检修阀门井)、上(下)闸首人字门前后、上下游引航道等部位布置19个水位计测点,得出输水系统充泄水工况下的水力特性。结果表明:充水阀门以推荐tv=4 min启闭时,闸室内出现明显的超灌(泄)现象,双边充(泄)水惯性超高(降)分别为0.40、0.10 m,对船闸人字门及过闸船舶安全产生不利影响。通过对闸、阀门运行方式的优化,有效缓解了闸室超灌(泄)现象,双边充(泄)水惯性超高(降)分别降至0.15、0.10 m以下。提出适应335 m库水位的船闸运行方式,为船闸的安全运行和船舶高效通航提供保障。
2023(2):123-128.
摘要:智慧航道是伴随智能航运发展而衍生出的新型航道信息化研究和建设方向,相关研究和工程建设已在全国范围内迅速发展。为了厘清现阶段智慧航道发展所处的历史地位,科学实效地推进智慧航道研究与建设,通过全国范围的航道信息化调查研究,以国家五年计划为主线,将智慧航道发展划分为3个阶段,分析各个阶段的主要成效,指出目前智慧航道概念不明、缺少智能航行支持、电子航道图标准不统一、更新机制滞后、服务能力不足以及缺失信息共享机制等存在的问题,并从智慧航道评价体系构建、智能航行支持、S-100标准应用以及多级内河航道网运行监测机制建设4个方面提出发展建议。
2023(2):129-133.
摘要:重要急流弯道航运通道不停航施工,导致过往船舶多、水位变幅频繁、通视性差,因此确保施工期间的通行安全一直是困扰施工单位的技术难题。针对广西郁江老口枢纽航道整治工程,结合施工段下游深潭存在严重回流等自然地理特征和施工期间通航的交通运输条件,采用分条分层相结合的方法进行爆破,中深孔台阶为主、浅孔为辅。疏浚按先上游后下游的顺序进行,结合水上清礁设计开挖边坡取值,设计覆盖层及开挖边坡。航道设计底边线以内水域的开挖范围应满足设计要求,开挖断面不应小于设计开挖断面,设计底边线以内水域严禁出现浅点。陆上爆破与水上清渣施工结合,避免全面展开施工作业和占用航道宽度,减小对过往船舶的影响。
2023(2):134-140.
摘要:针对限制性航道船行波作用下的生态护岸问题,研发了新型生态护岸空腔结构,开展自航船舶模型水槽试验,研究船行波作用下腔体内流速分布、紊动特征及集鱼效应。结果表明,在船行波作用下,受腔体复杂结构控制,水体流动由低频波振荡流转变为高频边界层紊流,距边壁越远流速越大,且能量在各频率趋于均匀分布。腔体内紊动呈现多峰值并逐渐耗散的过程,正常船速4.60 m/s时,最大紊动能为0.002 5 m2/s2,位于鲫鱼的偏好动能范围之内;船速增大至6.3 m/s时,最大紊动能为0.177 1 m2/s2,超出鲫鱼的偏好动能范围,不利于鱼类栖息,船舶在鱼类重点保护区宜限速航行。
2023(2):141-145.
摘要:对于水头较高的船闸工程,坞式结构存在抗滑稳定性不足、结构应力较大的缺点。为此,提出坞式结构的3组优化方案:加大截面尺寸、增加悬臂、泡沫轻质土置换回填土。通过定义抗滑影响因子δ分析3组优化方案对抗滑稳定性的影响,利用有限元模型并引入截面尺寸的解析算法分析3组优化方案的结构应力变化。结果表明,增加悬臂方案对抗滑稳定性的优化效果最为明显,泡沫轻质土置换方案对于改善结构内力更为经济合理。
2023(2):146-153.
摘要:水下真空预压与真空联合膜上覆水预压在应力状态和加固机理方面有着本质区别。水下真空预压过程中总应力不变,真空联合膜上覆水预压过程中土体总应力随膜上覆水厚度的增大而增大。水下真空预压的加固机理与陆上真空预压相同,即总应力不变的情况下,抽真空减小孔隙水压力,从而增大有效应力。水下真空预压前后的有效应力增长幅值与水深无关,其理论最大值为100 kPa。水下真空预压的关键施工工艺主要包括铺膜及密封工艺、真空泵选型与布置。从加固效果好的角度,应该采用类似挪威现场试验的密封膜密封和射流泵抽真空的组合,但水下真空预压施工的现场影响因素复杂,须根据现场实际情况选择性价比最优的方案。水下真空预压密封膜铺设装置专利技术集密封、滤管、出膜装置等功能于一体,实现完全水下环境下的密封膜的铺设及密封,减少水下作业,尤其适用于海上风电领域吸力桶基础的小范围的海底软黏土加固。
2023(2):154-158.
摘要:横沙八期工程由于吹填面积巨大,导致了吹填土质的多样性和分布的差异性。为了研究超大围区内吹填土土质的变化规律,通过对实际吹填场地钻孔取样,进行土工颗分试验,分析了吹填管口横向和纵向吹填土质的分布规律。结果表明:超大围区内吹填土泥面下约3.0 m深度范围内基本为粉砂,该深度以下则为细砂;距吹填管口150.0 m范围内主要为细砂,该范围以外主要为粉砂。分析结果可为吹填造陆过程中的管线布设和平整度控制提供参考依据。
2023(2):159-163.
摘要:中东地区的港口码头一般通过吹填砂土造陆。受限于施工工艺,细粒易在吹填过程中形成淤积,从而导致沉降过大。当前的设计计算方法对于高细粒含量砂性土工后沉降的计算均未考虑细粒含量、矿物类型等因素,难以评估细粒含量对工后沉降的影响。为解决该工程问题,提出一种基于蠕变特性的吹填砂性土长期沉降计算方法,并与传统及基于原位试验的计算方法进行对比分析,验证了计算方法的可行性。
2023(2):164-170.
摘要:为了研究直墙前承台所受总上托力,采用物理模型试验,研究不规则波作用下总上托力时空分布特征和峰值统计分布情况,分析波高、相对波长、相对板宽和相对超高等因素与总上托力的关系。结果表明,相对超高Δh/Hs>-0.5时最大总上托力和最大冲击压强同时发生;总上托力的峰值统计分布符合三参数威布尔分布;总上托力随相对超高的变化近似呈正态分布,并在Δh/Hs=0.2附近出现极值;建议工程设计时尽量避免将承台底面布置在静水面附近,宜将承台底面布置在水面以下一半波高的位置。
2023(2):171-175.
摘要:随着港口建设、航道维护、岛礁填筑等工程不断朝着更远吹距、更硬底质、更大挖深等复杂工况方向迈进,对疏浚装备选用、技术方案设计及施工组织都提出了更高的要求。针对东营港进港航道现场条件复杂、海况恶劣,且疏浚纳泥区分散、疏浚土输送距离远、成本控制难度大等问题,通过对超长距离多点吹填施工方案进行疏浚装备比选、管线冗余设计、输送能力计算和施工组合优化,设计了一套技术可行、安全环保、管理便捷、经济实用的绞吸船超长距离多点吹填专项组合施工方案,可为类似疏浚吹填工程提供借鉴。
2023(2):176-180.
摘要:在进行断面设计时,通常将堰身视作仅由内部的充填砂构成进行稳定性计算,这将导致设计的围堰断面不够经济并延长工期。目前国内尚未有相关规范指导考虑袋布加筋作用的土工管袋围堰稳定性计算。针对该问题,分析土工织物的加筋作用,并借鉴国外加筋结构计算土工织物加筋作用的方法,提出了通过验算袋布提供的最大抗力是否满足其允许抗拉强度来考虑袋布加筋作用的计算方法。经工程实践检验,该方法可以起到优化围堰堤身断面、缩短工期、节约投资的作用。
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