基于水平钢架的全直桩系缆结构优化设计

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与传统斜桩结构相比,全直桩结构完全以自身抗弯能力来承受水平荷载,在相同受力条件下存在桩径大、竖向承载力没有充分发挥、工程投资偏高的特点.针对该问题,提出一种新型含水平钢架的全直桩结构,以某工程系缆墩为例,采用空间模型进行计算分析,确定优化结构方案,并在该结构的桩基中间位置利用水平钢架与桩基进行连接.结果表明,增设水平钢架可增加结构刚度、减小桩径、控制结构位移、充分发挥嵌岩桩的作用,且经济优势明显.
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受海水介质环境复杂、桩体倾斜以及测量误差大的影响,水下圆柱桩位置的高精度、低成本、高效率确定一直是港口工程建设中的一个难点.为此,提出了一种基于多波束点云的水下圆柱桩及桩间距高精度确定方法.该方法首先基于多波束测量实现桩体及海床点云数据低成本、高效获取.考虑桩体属性信息、点云法向量和高程等几何信息,利用一种综合阈值分割方法实现了桩体点云的有效提取.还提出了顾及桩体形态、测量误差的桩体中心位置综合确定方法,实现桩体相对位置和桩间距的高精度确定.该方法得到了实际工程验证,取得了优于5 cm的桩体相对位置和桩间
针对新型附带消浪板桩基透空堤消浪性能,对波浪作用下该新型透空堤的反射系数、透射系数以及波能分布进行研究.采用FLOW-3D数值模拟方法,得出消浪板的开孔率、相对入水深度以及倾斜角度变化时透空堤反射系数、透射系数以及波能分布.结果显示:1)该新型附带消浪板桩基透空堤具有较好的消浪性能,开孔率越小,其反射系数越大、透射系数越小;2)消浪板开孔率为10%,相对入水深度为0.85,倾斜角度为-15°的设计方案效果最佳,该新型透空堤透射波能占比仅约为17%.
斜坡式护岸顶高程的确定,往往会对护岸工程总体造价产生较大影响.依据工程实例,根据理论公式进行护岸顶高程分析,重点分析了越浪量控制标准.根据越浪量控制标准确定护岸顶高程后,进一步分析越浪水舌作用距离.最后通过物理模型试验对越浪量以及越浪水舌作用距离理论计算结果进行验证.分析结果表明:1)斜坡式护岸顶高程,应根据护岸实际掩护功能的需要确定合理的越浪量控制标准;2)同时应分析越浪水舌作用距离,以便为护岸后方的场地布置提供依据.
基于多智能体仿真建模方法建立连云港港LNG码头选址涉及相关港区船舶进出港全过程仿真模型,对拟选址的LNG码头船舶进出可能产生的远期通航影响进行定量评估,并与已有选址相关研究结论进行对比;综合分析航道条件、选址与后方城市距离、通航影响等多要素,提出在现行通航规则和港口规划条件下的连云港港LNG码头推荐港址.本研究所采用的方法和结论可为区域LNG码头布局规划提供技术支撑.
简述美国国防部UFC规范关于船舶撞击能的计算公式,并比较其设计参数选取和计算结果与英标BSI规范和我国规范的异同,着重分析偏心系数Ce和虚拟质量系数Cm.结果表明,UFC规范在Cm中考虑了船底相对水深对船舶撞击能的影响,且此时Cm的计算结果与船模试验结果较为接近;船舶撞击能的计算结果,UFC规范>英标>我国规范;Ce、Cm在不同船型中基本为常量,不随吨级而变化.
基于MIKE 21 Mooring Analysis系泊分析软件,模拟研究在不同周期和入射角度的不规则波作用下系泊船舶运动的变化规律.结果表明,系泊船舶运动量随波浪入射角度和波浪周期的变化相互影响.在不同周期波浪作用下的系泊船横移、横摇和升沉运动量均随波浪入射角度的增大而增大,横摇运动的共振效果随着波浪入射角度远离90°方向逐渐减弱,升沉运动量在波浪入射角度靠近90°或0°方向时基本不变.当入射波浪周期较长时,纵移和回转运动量随着波浪入射角度的增大先增大后减小,一般在波浪60°入射时产生峰值.
基于实测水文和地形资料对射阳港3.5万吨级进港航道开挖以后的回淤特征及回淤机理进行研究.结果表明:射阳港所在海域受废黄河三角洲冲刷泥沙输移的影响,含沙量较高,为航道回淤提供了丰富的泥沙来源;进港航道年回淤量为995万m3,其中导堤掩护段占全航道回淤量的93%,该段平均回淤强度可达5.0 m/a,高于开敞海域段的0.6 m/a.导堤掩护段航道回淤主要是由于涨潮期带入的高含沙水流在憩流时刻形成悬沙落淤所致,航道两侧滩面上的流泥归槽以及洪季期间上游河流的开闸泄洪对航道回淤也有一定贡献.
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三峡水库175 m试验性蓄水以来入库沙量大幅减少,水库冲淤特性与论证阶段成果存在一定差异.针对这一问题,基于三峡水库蓄水以来库区航道泥沙原型观测资料,系统分析了进出库水沙特性、库区泥沙冲淤变化以及泥沙淤积分布特点.结果表明:1)入库沙量较预期大幅减少;2)淤积主要集中在清溪场以下的常年回水区,淤积量多、淤积强度大的河段主要是常年回水区的开阔与分汊河段;3)泥沙淤积呈现主槽淤平和以一侧淤积为主的不对称淤积的特点.
根据北江干流2011年和2020年实测河道地形资料,从河床平均高程、深泓高程、水面宽度、河相系数和河床容积变化等方面着手,定量分析北江干流近十年河道演变规律.结果表明:1)韶关—濛里枢纽河段淤积,濛里枢纽—思贤滘河段冲刷.2)韶关—濛里枢纽两条河段的平均河相系数均在增加,濛里枢纽—思贤滘4条河段的平均河相系数均在减小.3)影响北江干流河道演变的因素主要包括采砂、建库、水土流失、航道整治工程以及国家和地方政策,其中河道采砂是重要因素.