无底钢套箱围堰设计与施工

钢套箱围堰是为解决水上承台和水上桥墩施工而设计的临时阻水结构,其作用是通过钢套箱围堰和封底混凝土阻水,为水上承台和水上桥墩的施工提供无水的干施工环境。结合洋安大桥工程的实例,重点介绍无底钢套箱的设计、制作、安装和封底混凝土的施工方法,其中钢套箱的分块制作,现场拼装,整体下放工艺因避免使用大型船机设备,大大节约工程成本取得较好的效果,可广泛应用。现场使用结果证明该钢套箱结构设计合理,安装方法得当,定位准确,施工简便可行,取得显著的效果。     

厦漳跨海大桥域标主墩钢板桩围堰设计

厦漳跨海大桥主墩承台采用钢板桩围堰施工。介绍了其主墩承台的施工工艺,并从施工过程中的3 个控制工况对其钢板桩、围檩及支撑进行了详细的设计计算;从基坑坑底涌砂,钢板桩最小入土深度及基坑抗隆起稳定安全系数3 个方面对基坑的稳定性进行了验算。     

陆水河特大桥主墩钢围堰设计施工与装备应用

陆水河特大桥采用(88+160+88)m变截面连续箱梁桥,基础为整体式承台+群桩形式,桥址区处于陆水河一级阶地地貌及构造剥蚀岗地地貌区,所处河段无粘土覆盖层,河床以下为砂卵石层,而设计采用埋置式承台,进入岩层约3.5m,且受下游在建船闸施工封航的影响,所有施工船舶无法抵达施工现场,无法按传统的整体吊装工艺进行钢围堰施工,施工工期紧、难度大。本文以21#主墩承台为例,对该墩钢围堰设计与施工工艺、设备选择及使用进行了详细介绍,为后续类似工程提供宝贵经验。     

主桩套板结构的简化计算与优化设计

作为一种板桩结构,主桩套板结构的计算理论和设计方法仍未明确。文章结合案例提出简化计算方法,推导主桩、套板入土深度与桩板宽度比的关系式,分别采用传统m法和考虑锚碇点位移的m法计算主桩内力,并与有限元结果对比。基于ABAQUS软件建立三维桩土模型,研究不同工况下结构的力学性能,分析主桩入土深度和刚度对套板内力的影响。结果表明,主桩套板结构的锚碇点位移不可忽略,且套板宽度越小、入土越深,主桩所需的入土深度越小;主桩入土深度对结构的整体稳定有影响,随主桩入土加深套板内力逐渐趋于稳定;主桩刚度的增大能够减小套板的受力,为节省材料套板可适当减薄。     

自浮式钢底板吊箱围堰施工技术

广深沿江高速深圳段海域中共有高桩承台116个,针对工期紧、承台数量多,需投入大量围堰进行施工的特点,围堰结构采用大块件拼装结构,底板为自浮式拼装结构,内导梁与围堰侧板结合成整体设计,内斜撑兼作封底混凝土施工时围堰吊挂分配梁,取消围堰吊挂系统。该围堰施工充分利用潮汐特征,施工便捷,安全可靠,倒用周期短,可有效的减少围堰投入数量,减少成本投入,是在潮汐环境下行之有效的水深基础施工技术。     

潮汐地区高桩承台无封底钢混组合吊箱围堰施工关键技术

泉州湾跨海大桥海上引桥位于东海泉州湾海域,气候和海况条件复杂,水深受潮汐影响,综合对比钢板桩及有封底钢吊箱施工功效及经济性,引桥高桩承台采用无封底钢混组合吊箱围堰施工。无封底钢混组合吊箱围堰采用钢壁体+预制混凝土底板结构,壁体之间采用CIC型锁扣连接,钢壁体与混凝土底板采用预应力精轧螺纹钢吊杆及连接。钢混组合吊箱采用后场预制混凝土底板及钢结构壁体、由平板车分块运输至现场,采用履带吊现场拼装,拼装完成后采用8台连续千斤顶同步下放,下放到位后焊接拉压杆,进行第一次受力体系转换。在低潮位时段,采用泵车浇筑环向圈梁与钢护筒间封堵混凝土,待封堵混凝土达到设计强度后,进行抽水,焊接剪力板,完成第二次受力体系转换,进行承台施工。     

深水板桩码头超长钢管-板桩结合墙设计与施工技术

结合某挖入式港池工程,介绍深水整体卸荷式板桩结构的超长钢管-板桩结合墙设计及关键施工工艺。根据辅桩适应变形的能力,对主桩垂直度允许偏差提出0.4%的要求。通过对导向架合理的设计和改造,采用整桩起吊、振打结合、交错下沉的沉桩工艺等措施,确保顺利沉桩。结果表明,全部钢管-板桩结合墙都达到设计高程,沉桩效果良好,可为类似工程提供技术参考。     

东海大桥桥梁桩基过度冲刷区域防护试验工程施工对通航安全的影响分析

通过对东海大桥桥墩的多次扫测和人工探摸,发现部分桥墩区域发生严重的冲刷现象,部分桩基冲刷深度已超过设计警戒值,为保障桥梁安全并防止冲刷进一步影响桥梁安全,对桥墩桩基实施保护措施。试验工程采用混凝土联锁块护底、抛填袋装碎石和混凝土填料、栅栏板压边、安装主动勾连体等措施对桥梁的7个桥墩进行安全防护。通过对东海大桥周边海域通航环境、船舶习惯航路及交通流量等方面进行分析,发现在施工过程中采取设置警戒船、合理安排施工期间交通组织等安全措施后,桥墩防护试验工程施工对东海大桥2号主通航孔通航的大型船舶影响较小,对周边海域通航的小型渔船会产生一定的影响。     

伶仃洋大桥东锚碇筑岛围堰冲刷试验研究

深中通道伶仃洋大桥为主跨1 666 m的三跨钢箱梁悬索桥,其东锚碇为海中重力式锚碇,采用水中筑岛+地连墙支护的施工工艺,筑岛结构为“锁口钢管桩+工字型板桩+平行钢丝索”组合式围堰结构,筑岛直径150 m,由于筑岛面积较大且施工区域台风频发等特点,受海域水动力的影响局部会发生严重的冲刷和淤积,产生施工风险。通过多工况冲刷模型对比试验和有限元计算,结果表明：回填砂能够有效减小河床的冲刷,回填碎石的起动流速大于平均流速0.6 m/s下的围堰局部最大流速0.91 m/s,不易受水流力的影响;同时先施工上、下游侧,再施工顺水流两侧的施工顺序能够将大部冲刷面积限制在筑岛围堰外侧,能够有效地保障围堰内抛填质量,成岛后在外围施工20 m膜袋砂的防护结构作为抗台储备时,防护外的实际冲刷深度控制在5 m左右,围堰结构稳定、防护结构形式安全可靠。     

大深度载人潜水器浮力块的加工和安装

介绍了满足大深度载人潜水器要求的浮力块的使用条件和技术要求;根据各类浮力块的组成和工艺性能,提出了浮力块的粘接、机加工和表面处理、以及安装工艺。由于潜水器的载体框架是由钛合金焊接而成,而浮力块是由浮力材料毛坯粘接并经过数控机床加工而成,这样在载体框架和浮力块中由于加工方法的不同,造成了加工精度的不相称,从而导致浮力块安装时二者之间不匹配的矛盾。通过对载体框架和浮力块装配尺寸链的分析和计算,采用极值互换法,成功地解决了浮力块在载体框架上的安装难题,满足了潜水器的安装技术要求。所获得的经验和工艺参数将为深海水下机器人浮力块加工和安装提供依据,为编制我国大深度载人潜水器入级和建造规范提供参考。     

大型码头构件吊装索具设计

目前码头建设中广泛应用新工艺、新技术、新材料及大型设备,陆地上(水边的围堰内)预制好成百吨重的钢筋混凝土沉块、扶壁及上千吨重的沉箱等码头构件,由大型浮吊拉到安装位置堆砌成码头,水下的工程陆地上做,大大地缩短了码头建设的周期.笔者曾介绍过利用小浮吊施工大沉箱的经验[1],利用此方法成功地吊装过650 t沉箱,甚至施工过上千吨的钢筋混凝土的沉箱.本文介绍一些大型码头常用的构件如沉箱、扶壁、沉块及卸荷板等的吊装施工专用吊具的制作.     

烟台港龙口港区防波堤波浪断面试验研究

模型按重力相似准则设计,根据试验场地、现有块体重量及试验要求,4个断面选用不同长度比尺。采用新型吸收式造波机造波并选用合适的波谱按《波浪模拟规程》要求进行率波,进行了3个斜坡式断面和1个直立式沉箱断面的稳定性、越浪量及堤后次生波试验,针对沉箱断面进行了测力试验。试验结果表明在各种试验工况组合下,0+190 m断面(+6.0 m)和0+1 451.3 m(+7.0 m)断面各部分均保持稳定,随堤顶高程的增加,越浪量及堤后次生波明显减小;0+750 m断面和0+800 m断面顶高程为+7.0 m断面在极端高水位重现期50 a不规则波连续作用3 h后栅栏板失稳,增至+8.0 m后,栅栏板为临界稳定,其他部分保持稳定。     

船舶大曲度型材加工缺陷改进措施

船体外形是有双向曲度的不规则整体,其外板骨架是由加工成型的外板板和型材组成。如果型材加工不到位,势必引起外板容易变形。对于一般曲度比较小、形状不复杂的型材,通过骨材冷弯都能很好成型,但是对于形状比较复杂、带有开孔和扭曲的型材,加工的时候很容易出现偏差。通过对现场施工过程中出现的问题进行分析研究,采取各种工艺措施加以控制,达到减少误差的成型效果。     

单锚式钢板桩结构锚固位置影响分析

单锚式钢板桩结构锚固位置的变化对结构的体系性能有着显著影响,但目前设计及研究中对这一问题重视不够。首先采用自由支承法确定单锚式钢板桩结构体系设计方案;然后基于上述设计方案的有限元模型,同时考虑桩身及土体变形特性,研究锚固点位置对板桩弯矩、锚杆轴力及结构位移的影响规律。结果表明,锚固点位于钢板桩顶部以下0.25~0.3倍开挖深度时,钢板桩的最大水平位移和桩后土体的最大沉降达到最小值;随着锚固点位置由桩顶向下移动,锚杆的轴力逐渐增加,而板桩的最大弯矩逐渐减小。同时,与有限元结果相比,采用自由支承法所得到的结构体系的板桩弯矩偏大,有利于板桩的安全性,而锚杆的轴力偏小,可能导致锚杆的失效。     

船闸闸室结构刚性桩加固地基承载特性分析

结合东部沿海地区某刚性桩加固地基船闸工程,运用ANSYS软件分别模拟一体式和分开式桩基加固地基船闸闸室结构,接触面均采用库伦摩擦模型,对两种桩基加固地基闸室结构分别进行闸室底板沉降与地基沉降、桩身竖向应力、桩身水平位移以及桩土荷载承担比共4个方面的对比分析。研究表明:一体式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室整体沉降和地基沉降,素混凝土垫层起到一定的调节作用;一体式桩基加固闸室结构桩基承担的竖向荷载大于分开式,土承担的荷载比例小于分开式;两种结构桩身水平位移沿桩基入土深度的变化趋势一样;分开式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室底板弯矩。     

系泊多体海上平台非线性动力特性研究

海上浮式平台通常由多个大型浮体模块柔性连接,组成一个典型的刚柔流耦合的多振子网络系统。本文从网络动力学角度研究多体浮式海上平台,通过龙格库塔法求解海上浮式平台运动微分方程,得到海洋平台运动响应随连接件刚度变化情况。数值结果表明,连接件刚度变化使得多体海上浮式平台表现出丰富的非线性动力特性现象,例如幅值跳跃、分岔、混沌等现象。为进一步揭示非线性浮式平台的集体动力学行为,作出浮块在各响应阶段对应的时域图和相图比较。本文得到的初步研究结果及研究方法,可为大型海上浮体结构初步设计提供理论参考。     

模块化小型水下航行器设计及其水动力学性能研究

基于模块化思想,设计一种小型水下航行器,该航行器共分为艏舱、前侧推进舱、前浮力舱、主控舱、后浮力舱、后侧推进舱和艉舱7个舱室,并在航行器上安装可拆卸式滑翔翼板,由滑翔翼提供向上升力。设计完成后,建立航行器的三维数值仿真模型,采用CFD软件对其进行水动力学性能预报,分析水下航行器的流场分布以及不同攻角下的升力和阻力特性,并通过试验验证数值仿真结果的准确性,为新型水下小型航行器的设计提供研究思路。     

海底管线铺设焊接工艺与设备研究

针对南海深水油气田开发的需要,以"海洋石油201"为依托,研究了海底管线铺设焊接工艺与设备。海管铺设焊接主作业线由5个焊接工作站和1个AUT/返修站组成,每个焊接工作站配备2套相同的轨道式自动焊接系统,采用GMAW自动焊接工艺,通过双车双炬、窄间隙坡口和背部铜衬垫内对口器等有效的技术手段,保证了海管优质高效焊接。自动焊接系统的焊接小车外形尺寸小、重量轻,特别适合于海管铺设工程应用,控制系统采用CANOpen现场总线和网络技术,不仅增加了系统柔性和可靠性,而且实现了现场焊接设备的远程监督。     

撞击载荷下水下管汇动力响应研究

水下管汇是水下生产系统的关键设备之一,其所处的复杂海洋环境承受着极其多变的环境载荷.以水下管汇为研究对象,分析其受落物撞击的影响.利用双线性随动强化模型模拟水下管汇,LS-DYNA求解器计算不同厚度防护板的水下管汇在霍尔锚横向、纵向和30°倾斜3个角度下的撞击过程.研究表明:防护板厚度越大,所吸收碰撞的能量占管汇吸收能量的比率就越小,相反受到冲击时的变形抗性就越大;同等撞击载荷下,5～8 mm厚度防护板既能够有效控制撞击凹陷深度又能吸收较多的冲击能量;在船锚的碰撞过程中,距离撞击位置最近的管系接口影响最大.同时,锚击还会在管系中管道连接处和弯管处产生应力集中;与管系相连接的闸阀在振动过程中产生的加速度幅值与防护板厚度和撞击角度并无太大关系.     

技术专利介绍

专利名称:一种新型网箱式浮防波堤专利类型:实用新型专利号:202022268262X专利权人:中交第一航务工程勘察设计院有限公司专利摘要:一种新型网箱式浮防波堤,包括锚碇系统、框架结构、消能网及渔网。锚碇系统由锚碇构件、锚链及弹性构件组成,锚碇构件采用锚块或锚桩,锚链采用钢锚链或尼龙绳等强度高、伸缩性小的材料,与网箱连结的弹性构件采用拉簧或耐久性及伸缩性能好的弹性材料;框架结构由主梁、辅梁和斜撑组成,主梁、辅梁和斜撑均采用空心封闭结构,以形成结构的整体支撑,并为整个网箱式浮防波堤提供浮力;消能网布置在框架结构内部;渔网布置于框架结构四周及底部。本实用新型的有益效果是:利用框架结构本身提供浮力,不设置单独的浮力单元,能够有效的减少受力面积,降低结构受力;通过消能网能够有效的消耗波浪能量,干扰波浪能量的传播,达到降低港内波高的目的;浮防波堤底部及四周设置网箱养殖的渔网,可使本结构发挥防波堤功能的同时兼顾水产养殖功能,产生直接经济效益。