2023(3):1-5.
摘要:我国原油对外依存度高,俄乌冲突以来能源安全问题引起国家高度重视。沿海大型原油码头在国家原油供应保障体系中具有重要作用。在梳理我国原油供需和外贸原油运输情况的基础上,分析沿海大型原油码头布局和能力适应性,提出大型原油码头总体适应我国石化产业发展及原油储备需求,但各区域不平衡特点突出,其中辽宁沿海能力充分;山东沿海能力偏紧;津冀沿海、长三角、东南沿海、西南沿海能力适度超前。结合原油供需形势变化和“十四五”期大型原油码头项目情况,判断未来沿海大型原油码头能力保障充分。
2023(3):6-11.
摘要:经过几十年的发展,我国基本形成了较为完善的集装箱运输系统,有力支撑了我国经济社会的发展和对外开放战略的实施。近年来,随着港口资源的一体化整合、新冠肺炎疫情的持续发酵以及全球经贸格局、双循环新发展格局的深入调整,我国集装箱运输系统也呈现一些新变化和新要求。本文梳理了我国集装箱运输系统现状,结合新形势下的新挑战和新要求,研究提出了未来完善和优化集装箱运输系统的方向和重点,以更好地支撑未来我国港口等相关规划的编制和集装箱运输系统的高质量发展。
2023(3):12-16.
摘要:在经济社会快速发展、产业结构不断调整的大背景下,港口总体规划编制、实施和管理过程中对弹性的诉求日益增多,亟需界定港口总体规划的刚性和弹性内容,研究面向实施、管理、“刚弹结合”的规划思路。首先分析港口总体规划“刚弹失调”问题产生原因,立足于港口总体规划编制和管理体系现状,对规划涉及的指标进行分类,在此基础上明确港口总体规划的刚性和弹性内容,并以宁波舟山港总规为例进一步探索“刚弹结合”的规划编制思路,以期对相关规划有所启示。
2023(3):17-23.
摘要:河口地区容易遭受洪水和风暴潮复合作用的影响。通过对长江大通站流量长周期序列分析,采用FVCOM建立三维河口风暴潮模型,研究了长江口风暴潮对径流的响应。结论如下:1)长江口天文高潮位(风暴高潮位)随径流的增加而抬升,两者线性关系极强,可为河口洪水和风暴潮的预报提供参考。2)对于给定的天文潮(风暴潮)情景,水位增长率只与站点所在位置有关,且越往上游水位增长率越大。3)风暴增水在江阴段取得峰值,在江阴以上的感潮河段随着流量增大而减小,在江阴以下的河口段变化不明显。
2023(3):24-31.
摘要:受降雨入渗和地下径流影响,内陆港口岩石地基经历着干湿循环作用,地基承载能力随时间推移而逐渐衰减。以粉砂岩为研究对象,开展5种干湿循环条件下的核磁共振和单轴压缩试验。基于几何损伤和能量损伤,结合岩石孔隙体积及弹性模量变化规律,建立两种损伤演化方程,分析粉砂岩干湿循环损伤演化机制。结果表明:粉砂岩T2谱图表现出3个峰,分别对应微小、小尺寸和大尺寸孔隙,粉砂岩的结构孔隙以微小、小尺寸孔隙为主;随着干湿循环作用的加强,T2谱峰总面积、孔隙度均表现出幂函数递增规律,岩石孔隙数量逐渐递增;干湿循环促进峰值强度和弹性模量的衰减,当循环次数达到16次时,衰减幅度逐渐平缓。
2023(3):32-34.
摘要:在水运工程勘察中,固结试验是常用测定土的压缩性参数的室内试验方法,也是研究土的强度及结构关系的重要手段。固结仪是室内土工固结试验的主要仪器设备。在分析国内外现有固结试验设备性能的基础上,针对现有固结仪体积大、噪声大、抗晃动性能差、智能化程度低、不适用于水运工程船载实验室使用等问题,研发了一套已获得实用新型专利的船载智能化固结仪。试验表明:该仪器不仅性能稳定、量测精度高,且具有结构简单、操作简便、智能化程度高、船载性能优越等特点。新型船载智能化固结仪具有广阔的市场应用前景,特别适用于移动类的土工实验室。
2023(3):35-40.
摘要:为了对港口航道建设和维护产生的大量疏浚泥浆进行减量化处理,通过添加聚丙烯酰胺(APAM)和聚合氯化铝(PAC)的方法,进行疏浚泥浆泥水快速分离的复合絮凝试验研究,探究了复合絮凝对泥浆的沉积时间、底泥含水率和渗透系数的影响。结果表明:1)APAM和PAC复合絮凝泥浆的泥水分离效果优于单一APAM或PAC,其中APAM对泥浆沉积时间起控制作用,PAC对上液清澈度起控制作用;2)APAM和PAC复合絮凝能够有效降低底泥含水率,但随着APAM和PAC添加量的增大,底泥含水率呈上升趋势,较小的APAM和PAC添加量更有利于底泥含水率的降低;3)APAM与PAC复合絮凝泥浆能够提高底泥的渗透系数,并存在APAM的最佳添加量;4)在减小泥浆沉积时间、降低底泥含水率和提高底泥渗透系数方面,APAM优于PAC。当粉土与黏土比为2.4时,复合絮凝剂的适宜添量为1 600 gt的PAC与240 gt的APAM,研究结果可为工程提供参考。
2023(3):41-49.
摘要:为提高水运工程复杂作业环境舰载水下声学设备的定位能力,研究了舰载POS MV系统组成单元及搭载的Applanix IN-Fusion GNSSINS组合定位基本原理。基于POSPac MMS构建了4种POS数据后处理模式选择策略及方法流程,形成了舰载POS数据采集与处理核心技术体系。依托温岭航道疏浚工程扫测项目开展离岸35 km持续2.17 h的POS MV WaveMaster数据采集及处理工程实践。研究结果表明:1)POS MV在非星站差分情况下,其实时定位平面、高程精度均为米级,横纵摇、艏向平均精度分别为0.026°、0.029°。2)在POSPac MMS的PP-RTX和SingleBase后处理模式下,平面、高程定位精度提高至2~3 cm,横摇、艏向平均精度分别提高至0.012°、0.015°,真垂荡数据中误差稳定在0.01 m。3)POS MV可以实时获取稳定、有效的惯导数据,辅助后处理技术能够为水运工程提供准确的位置和姿态信息。
2023(3):50-55.
摘要:针对港口工程防风单点浮筒系泊力计算问题,根据《港口工程荷载规范》和Daidola公式,求得船舶在风、浪、流荷载下的平衡位置;在此基础上叠加瞬时的波浪冲击力,建立单点系泊系统的受力模型。考虑到系泊船在风、浪、流共同作用下会产生偏荡运动,参考军标《防风系船水鼓》中的相关公式,对比物理模型试验结果,提出风、浪、流各力的组合修正系数,提供了一种可供工程应用的系泊力计算思路。该方法可供类似工程初步确定防风浮筒参数,为后续物理模型试验提供必要的基础。
2023(3):56-60.
摘要:椭圆墩式码头为一种较为新型的墩式码头结构形式,目前水运工程相关规范对大型椭圆墩式码头的波浪力计算等尚不完全适用。基于水运工程规范中墩柱波浪力计算理论,结合工程案例和试验数据进行对比研究。结果表明:1)对于大型椭圆墩式码头,小尺度桩体横向波浪力实测值小于计算值,大尺度墩体纵向波浪力实测值大于计算值。2)对于小尺度桩体,水运规范计算方法不能反映边墩与中墩的波浪力差异,边墩横向波浪力实测值略小于中墩。对于大尺度墩体,规范计算不能充分反映出边墩和中墩的纵向波浪力差异。3)对于重要工程,建议波浪力以物模试验结果为准。
2023(3):61-64.
摘要:沿海港口是我国交通市场化程度最高的领域,码头能力水平与市场经济运行息息相关。目前,沿海港口部分泊位实际完成货物吞吐量远超泊位通过能力统计值,呈现“超负荷”运行现象,一方面反映出现行能力统计方式的不适应性;另一方面“超负荷”运行是否带来生产安全问题也值得关注。立足保障重要战略物资海运供应链稳定、安全,支撑打造大宗货物战略储备基地,提升民生物资应急调配能力等要求,详细梳理了泊位通过能力的规范设计算法和现行统计规则,针对“超负荷”运行现象,重点分析泊位通过能力统计失真的原因等,提出了利用“泊位利用率”指标表征泊位能力的建议。为合理认识和研判码头通过能力,把握我国沿海港口实时发展、真实动态,实现合理决策、科学管理提供技术参考。
2023(3):65-72.
摘要:随着国内三峡大坝蓄水工程、白鹤滩水电站的建设,大坝上游的河道水位变化增大,导致高桩框架式码头的框架高度增加,其结构段尺寸也随之增加,温度对结构的影响随着结构尺寸的增加而增大。结合云南省东川港建设项目一期工程格勒旅游中心码头工程,采用ANSYS有限元软件建立温度应力作用下的高桩框架式码头实体模型,研究温度变化对结构造成的不利影响,同时研究了水平撑对结构温度效应的影响。结果表明:季节性升温后,结构最不利位置位于上层梁及顶板下部,该区域拉应力较大,可能出现混凝土拉裂破坏;季节性降温后,结构最不利位置位于底梁;在结构中设置水平撑能够有效降低结构的温度应力。
2023(3):73-78.
摘要:通过集疏运体系特征分析发现厦门港在集疏运体系供给侧和货物运输需求侧方面存在的短板和优势为:集疏运体系供给侧方面缺乏内河支撑、铁路设施落后,但沿海水水转运条件优势突出;货物运输需求侧货源腹地主要分布在省内沿海城市带,货物性质对海运忠诚度高。提出厦门港未来应依托海运发展集装箱中转港:一方面发挥沿海城市带港口密集的优势,推进沿海水水中转;另一方面重视海向腹地范围的扩张,依托东南亚和对台优势做大做强国际中转功能。铁路之于厦门港的意义在于巩固陆向腹地不丢失,其对陆向腹地的竞争力是有限的。
2023(3):79-84.
摘要:针对江阴港某通用泊位作业能耗高、污染大的问题,进行工艺系统专业化改造研究。根据码头实际作业情况,合理确定改造设计原则,从卸船、装船和堆场作业等方面入手,提出专业化改造方案。卸船采用增设接料皮带机和固定漏斗实现门机连续作业,同时改造门机行走机构,满足水工结构安全要求。装船采用移动式装船机作业,并将尾车后置,减少尾车长度,增加作业范围。堆场采用斗轮堆取料机作业,通过分析进口、出口作业线利用率,优化作业线数,并设置电动三通,实现进出场流程覆盖所有泊位。结果表明,改造后码头通过能力显著提高,粉尘污染减少,运营能耗降低。
2023(3):85-91.
摘要:为保障浮式系船柱的系缆安全,依托京杭大运河某代表性船闸,针对其浮式系船柱的实际结构特点,根据数学力学基本原理推导构建了可反映浮式系船柱柱身应变信号与船舶系缆力二者之间定量关系的表达式。在此基础上,提出一套针对船闸浮式系船柱系缆安全的监测方法。为了验证该安全监测方法的可靠性,对依托船闸中的代表性浮式系船柱开展了现场试验。通过将安全监测方法所获得的船舶系缆力与传统载荷量测手段测得的系缆力值进行对比,发现二者的相对误差低于15%,表明提出的船闸浮式系船柱系缆安全监测方法具有较高的测量精度。
2023(3):92-98.
摘要:对大型人工运河跌水工程群开展汇流口通航水流条件分级研究,可筛选出若干典型跌水工程作为重点研究对象开展数值模拟或物模试验研究,并为后续跌水工程群的全面通航安全评价提供技术支撑。跌水工程汇流口通航水流条件主要与汇流比、汇流角、流量、堰宽、干渠水深等量化影响因子及汇流口布置形式等相关,依据量化影响因子构建的通航水流条件复杂度分级评价指标可定量反映汇流口通航水流条件的复杂程度。采用最小-最大标准化法及K均值聚类分析法,依据评价指标将江淮沟通段跌水工程群分级为4个类别,再从全部50座跌水工程中筛选出18座通航水流条件复杂度较大、汇流口布置形式代表性较好的 典型跌水工程作为重点研究对象,典型跌水工程在各汇流口布置类型中的分布较均衡。
2023(3):99-104.
摘要:针对口门区通航水流条件影响船舶航行安全的问题,根据急弯河道下游口门区特征建立概化数值模型,从导流墩数量、布置角度和相对间距3个因素对船闸下游口门区通航水流条件的影响展开研究。依托位于急弯河道的航电枢纽建立二维数学模型,对导流墩布置规律进行验证。研究结果表明,合理布置导流墩可以较大程度改善口门区水流条件,适当增加导流墩数量且当导流墩间距与长度等长时通航水流改善效果较强。导流墩布置方向与航线平行时,水流条件较优。
2023(3):105-108.
摘要:针对三峡枢纽航运扩能后续待闸锚地建设问题,基于通过能力分析、运量预测、过闸规划船型等前期成果,通过经验公式和排队论方法分别对枢纽上下游待闸锚地所需泊位数 进行分析测算,同时研究分析两坝间待闸锚地容量需求。三峡坝上、葛洲坝坝下锚地需满足96艘船舶待闸,两坝间上下行待闸锚地均需满足28艘船舶待闸。结合三峡枢纽河段锚地设置现状、未来通航交通组织需求,研究提出了待闸锚地规划建设方案,旨在为三峡枢纽航运扩能后续待闸锚地规划建设提供方案参考,更好满足船舶待闸需求,发挥枢纽航运效益。
2023(3):109-113.
摘要:通过对台州头门港进港航道试挖槽开挖后历次水下地形和断面监测资料进行分析,得出试挖槽回淤特征,并探讨回淤机理。结果表明:13个月的监测期内,试挖槽经历了自然缓慢回淤→骤淤冲刷交替→自然缓慢冲刷的发育过程,最终达到动态平衡稳定,试挖槽平均水深基本满足11.7 m的设计通航水深要求。正常天气条件下,悬沙落淤是试挖槽的主要回淤形式;大风天气条件下,台风的风浪掀沙作用使试挖槽发生骤淤,槽内发育浮泥层,寒潮的作用微弱。
2023(3):114-120.
摘要:基于双分布函数-浅水Lattice Boltzmann方法,建立了过饱和总溶解气体(TDG)输移模型,研究某电站下游航道整治建筑物对河道内TDG输移规律的影响。结果显示,整治建筑物的修建对主流区流态和TDG变化影响较小;航道整治建筑物对河道过饱和TDG时空分布的影响主要表征于整治建筑物局部区域范围内,整治建筑物坝田回流区流速降低,水体传质减弱,从而导致TDG浓度降低且低浓度区域面积增加,可以为鱼类提供一定避难空间。该研究为水体中TDG输移扩散的研究提供了一种新的方法,同时为改善电站泄水导致TDG过饱和对鱼类的不良影响和建设生态水道提供科学依据。
2023(3):121-126.
摘要:某枢纽船闸所处航道沿线水资源匮乏,且船闸一次输水过程耗水量大,船闸需带省水功能。根据船闸最大工作水头及闸址地形条件,提出采用带1个省水池的短廊道集中输水系统布置方案。为解决省水船闸设计中的输水系统布置的水力学关键技术难题,通过采用1:30物理模型,对船闸非省水运行和省水运行时的输水系统水力特性、船舶(队)停泊条件进行了试验研究。结果表明:采用的输水系统布置合理可行,各项输水水力指标满足规范和设计要求。
2023(3):127-131.
摘要:针对长江下游福北水道出口碍航成因问题,采用实测资料分析、河道演变分析和模型计算相结合的研究手段,重点分析福姜沙河段近期河床演变、航道维护和福北水道出口段河型及水动力特征。结果表明,福北水道出口段受上游来水来沙、河槽自然放宽水动力减弱及民主沙尾部横向越滩流引起泄流阻力加大等因素影响,导致碍航淤积现象时有发生,建议适时采取工程措施减弱民主沙尾越滩流,减轻福北水道航道维护压力。
2023(3):132-137.
摘要:针对湘桂两省区水系运河连通工程航道选线的问题,系统总结工程特点和选线原则,并提出4条可行的线路方案,采用定性分析与定量计算相结合的方法,对各线路通航效率、越岭段供水条件、碍航设施条件、生态敏感目标等因素进行系统比选。结果表明,线路1具有通航效率高、越岭段高程低、供水条件好、不涉及高铁桥改建等优势,可作为湘桂水运通道的推荐线路。
2023(3):138-142.
摘要:枢纽建设后对径流的调节破坏了上下游水位样本年际之间的一致性,使得设计通航水位确定的问题复杂化。针对梯级枢纽扩建船闸工程设计最低通航水位取值的问题,以涡阳枢纽复线船闸为例,对非一致性水位序列进行统计分析,选取代表性水文序列进行保证率水位计算,并与枢纽死水位、最低运行水位进行分析比较,并通过工程投资等因素探讨设计通航水位取值的合理性。结果表明,采用涡阳、蒙城枢纽死水位作为上下游设计最低通航水位,在满足通航保证率的同时具有较好的经济性,可确保梯级枢纽间水位衔接和船舶通航安全。
2023(3):143-150.
摘要:针对成子河船闸需穿越多重水系,闸位选择受限因素多且引航道通航水流条件复杂的问题,船闸平面布置从水系连通、防洪规划、通航安全、对灌溉排涝的影响、船闸运营管理、征地拆迁和投资等多方面进行了技术经济比选。通过数模在引航道与上下游交叉河流处分别限定300、120 m3s最大安全通航流量条件,并采用疏浚拓挖增加过水断面和设置导流墙调整主流方向,改善了船闸引航道的通航水流条件。对复杂水系条件下的船闸闸位选择和平面布置有借鉴意义。
2023(3):151-156.
摘要:针对高频液压振动夯实抛石基床密实机理与施工参数优化问题,基于振夯试验条件及结果,建立合理的颗粒离散元模型。分析夯沉量、基床孔隙比和竖向应力,并分析不同激振力和振动频率作用下的基床振动响应影响规律。结果表明:1)夯沉量在初始阶段急剧增大,随后逐渐趋于平缓。振夯作用下抛石基床竖向应力沿深度基本呈线性变化。2)最大激振力为150 kPa时,基床浅层达到较好的振动密实效果。而对于基床深层块石,激振力越大振动密实效果越好,即最大激振力为200 kPa效果较好。3)对于基床不同深度处的块石,振动频率25 Hz达到较好的振动密实效果。
2023(3):157-164.
摘要:依托连云港徐圩港区二港池多用途泊位转运区软基处理工程,开展海相软土固化、干湿和冻融循环试验,研究水泥混掺石灰、粉煤灰和石膏固化土的固化特性和强度劣化机理。结果表明:水泥和石灰混掺的固化效果、干湿循环耐久性最优,水泥和粉煤灰次之,水泥和石膏最差;水泥+石灰固化土28 d龄期强度分别为水泥+粉煤灰、水泥+石膏固化土强度的2.3~2.9倍、4.7~7.8倍;经历1次和5次干湿循环后,固化土无侧限抗压强度分别降低了10.0%~51.7%和28.8%~69.9%,表明第1次干湿循环对固化土强度影响最为显著;5次冻融循环后,固化土动弹性模量降幅为56.3%~60.3%,质量损失率为10.9%~14.0%;干湿、冻融循环后,固化土微观结构遭到破坏、土体孔隙增加是其强度降低甚至破坏的主要原因。
2023(3):165-172.
摘要:印尼爪哇7号项目厂址分布着一层深厚火山灰沉积软土,天然含水率115.4 %、孔隙比3.21、塑性指数25.5。结合工程实践,对软土地基处理达到的效果及承载力增长缓慢的原因进行分析。以码头堆场软土地基处理为例,基于三点法计算工后沉降和固结度,验证该方法的有效性。通过十字板剪切试验及平板荷载试验数据分析,验证承载力特征值计算公式的适用性。结果表明,实测的地表沉降量1 587~2 496 mm、平均2 307 mm,加固效果显著;地基固结度达到90%且十字板剪切强度大于20 kPa,满足设计要求。
2023(3):173-178.
摘要:为了解决三江引航道底高程与2#船闸门槛高程不匹配的问题,有效提升枯水期葛洲坝船闸通过能力,有必要实施葛洲坝三江下引航道扩能工程。鉴于葛洲坝船闸当前已处于饱和运行状态,为减少工程施工可能对通航造成的负面影响,在充分调研的基础上提出3套较具代表性的施工方案,并进行深入论证。结果表明,如综合考虑方案实施对施工水域通航安全影响、对船闸通过能力影响、施工工期等因素,全围堰干地施工方案优势明显;如侧重于考虑施工对沿江经济社会运行的影响,湿地施工方案则更具可行性。
2023(3):179-182.
摘要:动力打桩的桩锤规格选择是桩基施工中重要及复杂的环节,满足桩基设计的极限承载力为主要考虑因素。常用的选锤方法有公式计算法、经验综合分析法、波动方程法共3类,可以选用桩锤的锤击能量及极限承载力。通过分析选锤要素引出了选锤最小能量值,从传统的单一锤击能量扩展到了一个区间,既简化了选锤方法,又提高了沉桩效率。从锤击能效及效率角度分析了锤桩质量比不宜小于14的实质是锤击能量转换效率的大幅降低,从理论上将动力打桩与静压沉桩有机联系起来。
2023(3):183-187.
摘要:近年来,港口工程中超长大直径钢管桩的使用越来越普遍,但该类桩基施工需配备大型打桩船,所需施工作业水域也较大。结合码头补桩工程实例,针对后方水域空间狭小、沉桩需穿透抛石层、钢管桩为超长桩等重难点,提出了冲击引孔穿透抛石层及分节吊打钢管桩的方法,叙述了沉桩施工工艺的流程和主要施工技术、所采用的施工设备等。采用该方法,工程施工效果良好、满足设计和规范要求。
2023(3):188-192.
摘要:为解决东非某港新建离岸式油码头工程中海底管道沟槽开挖遇到硬岩层问题,进行了凿岩棒凿岩、反铲挖掘、水下炸礁等常规工艺的研究和比较,采用旋挖钻机辅助抓斗挖泥船进行硬岩挖除的处理方案,不需调遣绞吸船等专业船舶。结果表明:旋挖钻引孔后的硬岩层抓斗挖泥船可以顺利抓挖,工效及成本得到很好控制,可为类似工程提供参考。
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