2020(10):1-6.
摘要:输水系统选型一直是船闸设计最为关注的问题,针对目前船闸输水系统,选型主要考虑设计水头H和输水时间T带来的偏差。从输水系统消能机理出发,综合船闸设计水头、输水时间、闸室平面尺度、初始水位深等因素影响,在传统判别指标m基础上,引入了2个无量纲的单位面积能量指标mL和mc。在此基础上,通过统计分析123座不同规模船闸输水系统选型指标,应用灰色系统理论,建立了指标m、mL、mc与船闸输水系统形式的关系。最后,应用建立的输水系统选型模型计算13座典型船闸的输水系统形式,并与现行规范对比分析。结果表明:该方法可以量化输水系统选型结果,采用该方法选择的输水系统形式准确度高、具有很好的实用价值。
2020(10):7-11.
摘要:对接流程优化是提高升船机运行效率的重要手段。针对景洪水力式升船机上游对接机构的工作特点,通过理论计算确定上游对接流程的控制线路,提出对接优化方案,在原型观测中考察上游对接流程优化方案的安全性、论证流程优化效果,并提出景洪升船机上游对接效率最优化的实现方法。结果表明,现有条件下,景洪升船机上游对接流程优化后,上游对接时间节省约25%,解除对接时间节省约20%,显著提高升船机整体运行效率。
2020(10):12-17.
摘要:万安二线船闸闸室规模较大,水头较高,水位变幅和水力指标均居世界已建单级船闸前列,若不采取有效措施,阀门段空化振动现象将较为突出。通过万安二线船闸输水阀门恒定流减压模型试验,对该船闸阀门段空化性态和临界空化数进行观测研究,并根据阀门后“顶部渐扩+底部突扩”的廊道体型,提出阀门门楣自然通气和跌坎强迫通气的联合通气方法改善阀门空化条件的措施,解决了水头达32.5 m的万安二线船闸阀门段空化难题。
2020(10):18-21.
摘要:水力式升船机机械连接系统中,钢丝绳是连接平衡重和船厢的柔性介质。钢丝绳在升船机运行过程中的变形特性与升船机运行稳定性有密切关系,研究意义明确。针对钢丝绳变形,进行一维仿真计算,分析绳端变形特性,进而揭示运行过程中钢丝绳弹性变形引起的船厢或平衡重附加位移特性。此外,建立“同步轴-钢丝绳-载水船厢”三维耦合模型,研究了钢丝绳弹性模量对船厢纵向倾斜量的影响,获得船厢纵倾量对钢丝绳弹性模量的响应规律。
2020(10):22-27.
摘要:船闸人字门门库布置关系到人字门启闭过程的局部水流结构及水体交换是否通畅,直接影响人字门启闭力及动水阻力矩的大小,对高水头大型船闸尤为重要。通过数学模型分析人字门启闭过程中的局部水流特征,论证门库各项边界条件对动水阻力矩的影响,进而提出高水头大型船闸人字门门库布置技术,给出科学合理的人字门门库体型及特征尺寸,可显著降低人字门启闭初期与末期的动水阻力矩峰值,从而解决高水头大型船闸人字门及启闭设备的设计难题,有利于人字门安全可靠运行。
2020(10):28-33.
摘要:通过物理模型试验,研究不规则波作用下,平均破波参数、相对坡肩宽度、相对防浪墙高度和相对堤顶超高对海堤越浪量的影响,采用人工智能算法构建海堤越浪量的预测模型,并结合实际工程进行验证。结果表明,海堤越浪量随平均破波参数的增大而增大,随其余3个影响因素的增大而减小,越浪量与这4个因子具有复杂的非线性函数关系;人工智能算法模型具有良好的预测精度和泛化性能,测试组超过90%的数据预测误差控制在±10%范围内。
2020(10):34-39.
摘要:鼠浪湖岛海域处于杭州湾外海,岸线地形和水流波浪动力环境复杂。为研究鼠浪湖岛及周边岛屿的建港条件,基于现场实测资料及海图、卫片资料,首先对海域的水沙动力环境及岸滩稳定性进行分析。在此基础上,通过波浪数学模型、潮流泥沙数学模型研究工程海域的波浪场分布、流场特征和规划方案的波浪要素、水流条件和泥沙淤积情况。结合海域的动力泥沙环境特征,从水动力泥沙条件角度对方案的总体布置思路、不同岸段的建港条件等进行分析总结,为规划方案的确定和深化研究提供依据和技术支撑,也为类似复杂岸线地形和动力环境下码头方案的布置确定提供参考。
2020(10):40-45.
摘要:地震作用下,岸坡易发生土体液化、岸坡失稳、地基沉降等破坏。各破坏形式之间存在着一定关联,准确的液化计算是分析地震作用影响的基础与关键。通过对比规范法和简化法等常用液化判别方法,分析不同方法的适用性和准确性;根据液化程度判断土体在地震下的强度损失,并用于岸坡稳定分析;通过实际工程,将3种破坏形式结合起来,整体分析地震作用对岸坡土体的影响。结果表明,土体强度损失和沉降与液化程度密切相关,岸坡稳定分析须采用地震荷载水平下的土体参数,而地震沉降须根据液化与否确定不同的计算方式。
2020(10):46-51.
摘要:无损、快速的高桩码头桩基检测方法是工程界的研究热点。设计了高桩码头桩基动力损伤识别模型,通过有限元模拟计算和物理模型试验研究模态柔度在高桩码头损伤识别中的适用性。研究结果表明:1)在有限元模拟中模态柔度可准确识别损伤所处位置,损伤程度越大模态柔度变化越大,模态柔度变化量可定性反映结构损伤程度。2)基于试验振型得到的模态柔度可反映损伤位置,但由于测试噪声和试验误差的存在,损伤识别效果没有基于数值模拟计算理想,且不能反映损伤程度。高桩码头桩基模态柔度损伤识别的广泛应用还需要动力测试技术和模态分析技术的进一步发展。
2020(10):52-56.
摘要:针对船舶射流作用下码头护底损坏的工程问题,分析比较了PIANC推荐的荷兰方法和德国方法,以及The Rock Manual推荐的算法。得出结论:荷兰方法对块石护底的设计较为适用,德国方法在均质土壤或级配土壤冲刷问题上有较好的适用性,重力式码头可适当增加护底冲刷流速计算值。基于研究成果,以非洲某港口项目为例,采用荷兰方法对重力式码头护底进行了设计。
2020(10):57-62.
摘要:为了研究不同连接属性对结构动力特性的影响,利用ABAQUS软件建立精细化有限元模型,对上下部结构采用锚固连接和摩擦接触两种连接方式形成的低桩承台重力式码头整体结构进行动力时程分析,研究两种连接属性所对应结构的地震响应规律。结果表明,在地震结束时,锚固连接结构的残余位移比摩擦接触结构小;摩擦接触结构水平峰值加速度之差大于锚固连接结构;锚固连接结构的最大与最小拉(压)应力均小于摩擦接触结构;摩擦接触结构最大动土压力值、最大与最小动土压力之比均大于锚固连接结构。
2020(10):63-69.
摘要:沿海进口液化天然气(LNG)目前在我国天然气供应体系中发挥了非常重要的作用。通过分析我国沿海及分区域LNG码头建设现状、到港LNG船型、船舶密度和码头利用现状,得出结论:受消费需求不均衡、配套设施能力有限等多方面因素影响,部分LNG码头能力尚未充分释放,局部地区LNG码头淡旺季利用不均衡。根据各区域到港LNG船型结构、船舶密度的分布规律,分淡、旺季对各区域LNG泊位利用率进行测算,提出了沿海分区域平均泊位利用率和局部地区高峰季泊位利用率参数。在此基础上,结合LNG码头运营和船舶监管特点,指出沿海LNG码头运营存在的问题并提出建议。研究结论可为区域LNG码头相关港口规划和设计提供参考。
2020(10):70-75.
摘要:目前非洲大部分地区港口铺面设计采用英《港口铺面重型结构设计手册》,而西非法语区国家则倾向于采用法国标准。但目前法标中没有专门针对港口铺面设计的规范,参考的是法标道路设计规范。由于法标道路设计中将多种荷载等效为标准荷载,直接采用此设计方法不能真实反映港口荷载实际组合情况,不能直接运用到港口铺面设计中。基于西非某新建港口铺面设计,介绍一种组合荷载作用下法标港口铺面设计方法。与英标设计方法进行对比,分析两种设计方法及铺面结构方案之间的差异,为该地区港口铺面设计方法采用法国标准提供支撑。
2020(10):76-81.
摘要:为了解重力式码头卸荷板的工作机制,建立有限元概化模型,对带卸荷板重力式码头进行数值分析。计算结果表明:1)结构整体表现为绕卸荷板向墙后转动的变形模式;2)上墙往墙后位移挤压后侧土体,形成被动压力区,墙背土压力增大率为40.2%,下墙往墙前位移形成主动卸荷区,墙背土压力卸荷效率为35.4%,两者相互抵消,墙背侧向土压力变化对码头稳定影响有限;3)上墙土压力可按朗肯主动土压力公式乘以1.5的增大系数计算,下墙土压力可直接按朗肯主动土压力公式计算;4)上墙侧向土压力增大、下墙侧向土压力减小、卸荷板上方填料自重(含地面堆载)增加和悬臂段自重增加对码头抗滑稳定性的贡献率分别为-21.1%、24.6%、75.6%和20.9%,对码头抗倾稳定性的贡献率分别为-13.4%、6.6%、86.3%和20.5%,其中后两者是主要贡献因素;5)码头稳定随卸荷板悬臂长度增强,卸荷板的最佳位置在0.6倍墙高左右。
2020(10):82-86.
摘要:国际航运的发展使港口堆场空间的需求不断上升,港口土地资源愈发紧张。针对如何在港口内部有限堆场面积的前提下显著增加集装箱的堆存容量和降低倒箱率的问题,研究堆场立体式堆场新模式——采用立体货架堆放集装箱。围绕该模式对码头装卸工艺进行设计,并与其他装卸模式下的场地利用率进行对比分析。结果表明,基于该模式研发的装卸工艺,优化和改进了现有堆场系统,提高了堆存容量,减少翻箱率,从而实现港口生产和经营的高效化。
2020(10):87-94.
摘要:基于工程实例,针对港口煤筒仓顶钢廊道内卸料小车轨道压板松动脱落、钢轨局部磨损、啃轨及筒仓结构缝处轨道伸缩缝间距、左右移位、竖向高程差超标等问题进行分析,对柔性轨道、高铁轨道和传统轨道的固定系统进行比较研究。结果表明,无论采用何种轨道固定系统,均须定期对轨道扣件进行检查、维护,重载作用下或使用频率较高时应优先考虑采用柔性轨道固定系统,以延长轨道免维护时间。
2020(10):95-98.
摘要:针对大型石化港区安全风险评估实践中评估层次不分明、重点不突出、措施针对性不强的问题,构建了以风险特征、风险防控能力、区域应急能力等为基本指标的指标体系,基于层次分析法建立了安全风险计算数学模型。结合国内大型石化港区安全管理现状提出了安全风险分级划分标准,最终实现了对大型石化港区区域安全风险水平的量化评估。将此方法应用于某典型大型石化港区的安全风险评估,得出其区域安全风险为等级Ⅲ(较大风险)的结论。
2020(10):99-105.
摘要:金沙江向家坝水电站运行以来,给社会经济带来巨大效益的同时,产生的非恒定流过程给长江上游宜宾—泸州段航道船舶通行带来不利影响。为了使枯水期更多的大中型船舶提升载货量,并顺利通过航道沿程滩险,利用优化的一维非恒定流数学模型计算出叙泸段航道沿程流量与水位过程,依照验证后的计算结果对非恒定流水深资源时空分布规律进行分析,得出枯水期叙泸段航道非恒定流沿程传播时间、宜宾最佳通航时间段以及重点滩险船舶航行速度。
2020(10):106-109.
摘要:针对长江口航道发展问题,对航道面临的形势要求、现状条件进行研究,采用航道服务供给与实际需求对比分析的方法,剖析长江口航道总体通航能力、南槽航道通航水深、南港航道通航安全等方面存在的问题,提出优化北槽通航管理、推进南槽一期工程建设、研究北港航道开发建设、提升南港航道通航安全水平、谋划北支航道发展方向等建议,希望能为“十四五”期长江口航道建设发展提供参考。
2020(10):110-114.
摘要:澜沧江—湄公河航道二期整治项目全长631 km,具有落差大、水流湍急、流速大、水情复杂等特点,是典型的国际山区航道。现场水文测量采用多种设备和技术方法,分段管理和实施,包括比降观测、水文断面测量和表面流速与流向测量等,其中电子浮标法在流速大的河段表面流速与流向测量中效果良好,可为长距离山区航道整治水文测量提供参考。
2020(10):115-119.
摘要:采用ANSYS热分析模块建立透水闸室横向渗流的有限元模型,对透水闸室结构在检修工况下横向渗流的分布特性进行研究,探讨垂直防渗设施在不同布设位置时的防渗效果。结果表明,渗透压力水头和渗透坡降分布不均匀性显著;水头沿轮廓线分布曲线根据水头衰减快慢可分为快速衰减段、衰减减缓段、平缓衰减段;透水闸底的渗透坡降从闸室中轴线向端部逐渐增大,闸墙底部的渗透坡降从布设板桩一端向未布设板桩一端逐渐增大;在板桩长度相同的情况下,后板桩相比前板桩能够显著降低闸墙底部的渗透压力,但前板桩对闸室的出逸坡降和闸墙底部渗透坡降有更好的控制效果。
2020(10):120-124.
摘要:针对黄骅港煤炭港区人工长航道通过能力有限的现状,研究LNG船舶等超限船舶严格的通航规则对煤炭船舶通航效率产生的影响。基于通航管理现状,采用多智能体仿真建模方法,构建煤炭港区船舶-航道-泊位作业仿真模型,通过6组工况分析定量评价超限船舶进出港产生的通航效率影响。结果表明,年到港超限船舶达到70艘次时,单船造成的延误船舶超过2.4艘次,延误时间超过1.1 h,且超限船舶管制规则越严格,产生的影响越大。建议煤炭港区严格控制超限船舶数量,保证煤炭船舶通过能力。
2020(10):125-132.
摘要:剑潭—横沥河段航道扩能工程河势弯曲、宽窄相间、滩多水浅、上下相连、输沙能力有限、人为采沙活动严重,工程整体性高且与河段联动效应强。根据滩险碍航特征和整体优化的原则,提出“疏浚为主、整疏结合、控制河势、稳定航槽”的整治原则,认为航槽应沿河道深泓布置,挖槽纵向采用变底坡设计,横向采用梯形断面或复式断面形式。应完善整治建筑物布置,适当束窄整治线宽度,并充分利用已有丁坝,新建丁坝和加长旧坝。开展定床物理模型试验与水流泥沙动床物理模型试验,分析改造后航道沿程水位、比降、流速的变化,明确航道泥沙的冲淤量,研究改造措施的合理性。结果表明,整治后航道沿程水位与比降下降,航道流速增加,年均淤积量为3.98万m3,改造措施合理可行。
2020(10):133-137.
摘要:为保障枢纽下游航道整治效果,使其达到规划航道等级标准,以岷江龙溪口—宜宾81 km航道整治工程为例,分析上游枢纽联合调度可能达到的设计流量,采用平面二维水流模型研究不同设计流量下达到的航道尺度。结果表明,远期通过岷江上游干支流水库联合调度,枯期(11月—次年4月)平均流量可增加至1 757 m3s。当上游日均来流量大于900 m3s的情况下,通过龙溪口枢纽的反调节作用,基本可保证龙溪口下泄基流在900 m3s以上。流量为900 m3s时,岷江下段各滩段航深得到有效改善,满足Ⅲ级航道2.4 m的航深要求。因此,岷江龙溪口—宜宾81 km航道整治设计最小通航流量应为900 m3/s
2020(10):138-142.
摘要:根据西江控制站梧州水文站多年历史资料及近期实测资料,在分析梧州设计水位变化特征的基础上,采用推算设计流量和下游设计水位,以数学模型计算工程前后设计水位的方法,综合考虑枢纽坝下河床下切、潮汐作用、工程疏浚等因素影响,计算分析西江长洲枢纽坝下3 000吨级航道工程的梧州水文站设计最低通航水位,为附近工程建设及类似航道整治项目相关设计水位取值提供参考。
2020(10):143-148.
摘要:已建大洑潭船闸位于分汊河段江心洲侧。针对船闸下游引航道口门区斜流及回流较大、洲尾两汊汇流区斜流较大、船舶无法安全通航的问题,提出改善措施,并采用180正态整体水工物理模型,对各整治方案进行验证。结果表明,推荐的适当延长船闸下游导航墙长度、洲尾新建顺坝的整治措施可以有效改善船闸下游通航水流条件。
2020(10):149-154.
摘要:海湾整治工程是近年来的新兴海洋产业。针对海湾整治工程设计过程中的地形复杂、专业种类多、设计图纸数量多、专业交叉面多等特点,进行基于BIM协同平台的海湾整治工程的设计管理实践。通过建立BIM协同平台,利用BIM可视化、协同性的优势辅助设计管理,解决由上述特点引发的问题,得出以下结论:基于协同平台,可进行多专业会审、综合协调、优化设计等,大幅度提高设计效率和质量,并且建立设计管理数据库,为后期同类项目的决策提供依据;利用BIM技术可视化的特点,设计中融入工程周围环境,辅助空间验证和选型。
2020(10):155-159.
摘要:自动化码头系统运行分为状态感知、实时分析、科学决策、精准执行4个环节,其中状态感知是首个环节,也是后3个环节的基础。以青岛港自动化码头为实践案例,通过实证验证法和定量分析法,对青岛港自动化码头已采用的感知技术进行研究,得出感知技术在自动化码头应用的成果和短板。结果表明,自动化码头业务流程、设备运行均已实现数据驱动;感知信息实现全覆盖、高精度、全自动;设备复杂性提高、稳定性降低是亟待解决的问题。
2020(10):160-164.
摘要:针对西班牙Rom规范与中国JTS规范中桩基承载力设计方法的异同,对西班牙Rom规范中单桩承载力设计方法以及各自的适用范围进行总结,从两本规范的单桩轴向抗压承载力、单桩轴向抗拔承载力等方面进行对比分析。结合工程实例,分别依据西班牙Rom规范和中国JTS规范对单桩轴向抗压承载力、单桩轴向抗拔承载力进行计算和对比。结果表明,中国JTS规范计算的允许抗压承载力设计值比西班牙Rom规范偏小,而允许抗拔承载力设计值比西班牙Rom规范偏大。
2020(10):165-171.
摘要:桩基轴向承载力的确定是高桩码头设计的核心内容之一。海外项目前期设计时,地勘资料常常过于简单,缺少设计所需的必要参数,因此标准贯入度试验(SPT)成果显得至关重要。结合英标BS8004规范中的有关通过SPT计算桩基轴向承载力的条款,分析国内外学者的相关研究成果,将BS规范系数与之对比。探讨单位面积桩侧和桩端摩阻力经验系数的取值,给出桩基轴向承载力计算时经验系数的合理建议值。最后结合现场试验数据,验证该参数的合理性,可为类似海外工程提供一定的参考。
2020(10):172-177.
摘要:长江下游深水区由于水深流急,传统抛石护脚的施工难度极大。近年来,网兜散抛石和沉箱式抛石这两种新型抛石施工工艺发展迅速。以长江老海坝抛石护岸工程为例,对比了两种工艺的抛石效果与成本,抛石效果主要采用抛石增厚和抛石均匀度两个评价指标进行定量分析。结果表明:沉箱式抛石工艺虽然工程直接费用较高,但抛石增厚效果、抛石均匀度及施工工效均优于网兜散抛石。通过不同研究区的抛石效果对比可知,在深水区抛石效果稳定性控制方面,沉箱式抛石工艺优于网兜散抛石工艺。
2020(10):178-181.
摘要:舱内泥泵汽蚀性能是决定超大型耙吸船施工能力的重要指标,然而国内建造的泥泵往往缺乏汽蚀性能数据。以国内首艘超大型1.8万m3耙吸挖泥船为对象,研究其舱内泥泵汽蚀性能,建立流体动力学模型。首先获得流量-扬程、流量-效率、流量-功率等泥泵特性,并与已掌握的试验数据进行对比验证模型的可靠性;应用完整汽蚀模型研究汽蚀性能,并采用较国外更为严格的效率下降值作为临界汽蚀发生点;据此获得某挖泥转速下不同流量的必需汽蚀余量数据。研究方法和结论可供工程界及具体船舶施工参考。
2020(10):182-186.
摘要:国内外老码头升级改造工程市场广阔,同时对设计思路、方案和施工工艺、技术风险控制提出了诸多要求。结合墙前墩台法在东非某港口方块重力式结构泊位升级改造中的实际应用,总结其港池岸坡、桩型及桩位布置、墩台结构形式等主要结构设计优化以及港池高标贯击数土层开挖、现有结构物稳定控制、现浇墩台施工等技术要点。结果表明,该设计与施工方案可行、可靠,可为类似工程提供参考。
2020(10):187-193.
摘要:近年来,我国的施工企业在“一带一路”沿线国家承揽了较多码头工程,但因对国外规范了解不够深入,给施工开展带来很大困扰。以中国码头施工规范和欧洲灌注桩执行规范EN 1536为例,详细比较中国和欧洲两套现行规范在码头钻孔灌注桩施工中部分条款之差异,主要结果有:1)中国规范对桩的分类与欧洲规范或学术方法不一致。2)欧洲规范规定钻孔灌注桩的一般原则,中国规范则有比较细致的定量指标。3)欧洲规范对桩的承载力和完整性检测要求有规定,而中国规范相关要求较少。相关比较对我国施工企业开展国外码头建设有所裨益。
2020(10):194-197.
摘要:岩石与泥沙疏浚料在吹填管线输送过程中,破碎后的岩石疏浚料对吹填管线产生严重磨损,管线爆裂、管线断面磨损不均匀等问题会减少绞吸船有效作业时间及吹填管线使用寿命。通过对比沙特阿美贝里钻井岛项目中国与欧洲疏浚公司使用的吹填管线差异发现:欧洲疏浚公司通过在吹填管线中增加快速接头结构以及沉管采用焊接式钢管等方式来适应岩石疏浚吹填管线要求,可以为我国疏浚公司开展挖岩吹填项目时吹填管线的选择与制造提供参考。
2020(10):198-202.
摘要:复杂流态下长江深槽岸坡最适用的防护形式为抛石,但受块石来源枯竭影响,亟需寻找合适的防护材料。在长江南京段已有的工程实践基础上,首次采用沙袋对复杂流态河段长江深槽岸坡进行防护。介绍长江南京八卦洲头右缘深槽岸坡防护工程的结构断面、沙袋体型、充填料、土工织物等有关设计情况。针对如何确保沙袋抛投落点位置准确这一关键问题进行分析研究,采取了优选施工船舶、合理分层分区、生产性试验、二次定位法、动态量测修正、加密检测频次等解决措施,确保了工程质量,为类似工程提供依据。
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