基于标准系缆力反演的系船柱结构安全评估方法

为保障系船柱结构安全,提出基于标准系缆力反演的系船柱结构安全评估方法,将固定系缆高度和系缆角度下的系缆力作为标准系缆力,分析系缆力对系船柱表面应变的影响,并将系船柱表面应变作为表征系缆力的参数,建立系船柱标准系缆力反演模型。针对现有系船柱结构,利用有限元方法分析系船柱结构表面应变分布特性。选取有限测点应变反演标准系缆力,与有限元仿真结果进行对比。结果表明,反演结果具有较高精度,可监测复杂系泊情况下的系船柱的受力特性;将标准系缆力与设计系缆力进行比较,能够评估系船柱结构安全。     

圆底盘系船柱锚栓拉应力的计算方法探讨

本文对现圆底盘系船柱和钢结构外露整体式矩形柱脚的锚栓拉应力计算理论进行介绍。以基于平截面假定的静力平衡法为基础推导出了圆底盘系船柱锚栓拉应力计算方程组,同时给出了利用迭代方法对方程组求解的计算步骤。得出了一套方便可行的圆底盘系船柱锚栓拉应力的计算方法,为今后圆底盘系船柱设计提供了可参考的理论依据。     

浮式系船柱槽浇筑力学性能分析*

针对船闸二期永久工程外露混凝土表观质量差的通病，以浮式系船柱槽为研究对象，研究了将混凝土浇筑工艺由二次改为一次的可行性。采用有限元软件对一次浇筑模板结构力学性能进行模拟分析，同时与工程实例进行了比较。研究表明：运用有限元软件模拟计算得出的力学性能计算值满足规范要求，与实际结果吻合，验证了一次浇筑的可行性。该方法成功应用于湘祁二线船闸，可为类似船闸浮式系船柱槽的施工提供参考。     

一种新型系船柱的研究设计

用当前材料、铸造技术、设计方法检验已沿用30 a的传统系船柱的设计完备性,认为其有值得改进、优化之处。以650 kN系船柱为例,从系船柱的材料选择、几何造型、受力机理、数值模拟4个方面阐述一种新型系船柱的研究设计。新型系船柱在安全可靠度、使用及维护性能、感官效果方面均有较大幅度提高,且造价与同等级传统系船柱相当。     

一种新型系船柱的研究设计

用当前材料、铸造技术、设计方法检验已沿用30 a的传统系船柱的设计完备性,认为其有值得改进、优化之处。以650 kN系船柱为例,从系船柱的材料选择、几何造型、受力机理、数值模拟4个方面阐述一种新型系船柱的研究设计。新型系船柱在安全可靠度、使用及维护性能、感官效果方面均有较大幅度提高,且造价与同等级传统系船柱相当。     

内河船闸浮式系船柱系缆高度及浮筒关键参数研究

针对当前内河船闸浮式系船柱设计标准不一、关键参数拟定不够科学合理的问题,进行浮式系船柱系缆高度及浮筒关键参数研究。通过分析浮式系船柱设计参数及船闸运营经验,归纳几种典型结构形式浮式系船柱的结构特征及适用范围,得出适用于各级别船闸的浮式系船柱系缆高度的取值范围,以及浮筒吃水深度、直径和高度的取值依据。研究结果可有效指导船闸浮式系船柱关键设计参数的选取,对推动船闸浮式系船柱标准化、系列化设计具有重要意义。     

船闸浮式系船柱升级改造设计与应用

随着船舶大型化的推进,部分船闸无法较好地满足过闸船舶安全系缆。以株洲一线船闸为例,在浮式系船柱井槽不变的前提下,对浮式系船柱进行升级改造设计。通过改变浮式系船柱结构形式,优化系缆高度、浮筒直径以及吃水深度等关键参数,将系缆力提升至100 kN,双层系缆高度分别提高至1 900和3 700 mm。经过有限元计算分析验证,系船架结构的强度、刚度均满足要求。工程实践表明：改造后的浮式系船柱边界参数与井槽尺寸匹配合理,投产后运行可靠,船舶过闸系缆解缆效果良好,可为类似船闸工程浮式系船柱的升级改造设计提供参考。     

船闸浮式系船柱力学模型验证

针对大型船舶过闸期间系缆力难以实时量化监测的问题,通过对船闸浮式系船柱应变-系缆力受荷响应力学模型进行修正,采取实船试验对修正后的模型进行验证分析,统计过闸船舶系缆力实测历时曲线数据。结果表明：修正后的浮式系船柱受荷响应力学模型基本符合过闸船舶实测系缆力实时变化趋势,实测的船舶系缆力峰值与模型反演计算值之间的相对误差在±5%以内,修正后的力学模型能够准确地预测船闸浮式系船柱的受荷情况。研究结果可为船闸浮式系船柱数字化监测和工程化建设提供参考。     

基于BIM技术的船闸浮式系船柱结构设计

针对二维设计在处理空间复杂的结构设计及计算问题时手段局限的情况，运用BIM技术在可视化环境下对船闸浮式系船柱进行结构设计，并基于BIM模型进行有限元模拟计算分析，对船闸浮式系船柱结构开展设计研究。建立固接式和铰接式两种结构形式的船闸浮式系船柱BIM模型，分别从结构构造和力学性能分析等方面进行研究。结果表明：铰接式船闸浮式系船柱的系缆小车可以很好地解决系缆高度适应性差等问题，多层系缆小车之间通过连杆柔性连接，降低了埋件的支承反力，并在结构安全性及后期维护等各方面均有较大提升，经多个船闸工程应用实践检验，可为类似工程设计和改进提供参考。     

特殊船舶的系泊问题初探

通过对一些特殊船舶的系泊实际情况的分析,提出“缆群”和“系船柱群”的设计概念。对“系船柱群”的布置及系缆力的计算原则,依据现行水运工程设计规范的基本要求,进行了有针对性的、深入的分析和切合实际的引伸,最后提出相应的建议。     

系船柱抗剪设计的探讨

本文对工民建行业外露式钢结构柱脚抗剪设计理论进行了详细介绍。结合系船柱构造及工作特点,建议在进行系船柱抗剪设计时,忽略底盘摩擦力及锚栓抗剪的影响。以系船柱各部件受力明确及充分发挥其材料性能为思路,提出设置专门抗剪措施的设计方案。为系船柱的抗剪设计提供了参考。     

船闸浮式系船柱系缆安全监测方法研究

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。     

船闸浮式系船柱受力状态数值模拟*

船舶大型化的快速发展对通航设施提出更高的要求。目前，大型船舶停靠主要采用船闸浮式系船柱的方式，但在使用过程中存在系缆不规范、船舶进闸速度过快、无法进行船舶入闸安全预警、系缆系统超载等问题。针对葛洲坝1号船闸工程中浮式系船柱结构特点，采用数值仿真方法对船闸浮式系船柱上部结构的受力状态进行有限元分析。通过提取1～3号板、4号管应力变化数据，确定浮式系船柱的应力集中区和受力敏感区主要为靠近系船柱处，为船闸浮式系船柱受力状态安全预警的现场试验方案提供理论基础。     

风暴系船柱基础设计要点

本文以湛江港某码头为例,分析风暴系船柱基础的受力特性、设计要点和计算方法。创新性地提出在抗滑稳定计算中引入折减被动土压力的计算方法,既可发挥基础前被动土压力的有利作用,也可使结构设计更加经济、合理,为以后风暴系船柱的结构设计提供一定借鉴意义。     

关于船闸系船柱及允许系缆力中欧指南比较分析

本文对欧洲指南和中国规范关于船闸内浮式系船柱的适用条件系船柱位置、允许受力的要求进行了比较分析,并对欧美指南和中国规范关于过闸的内河船舶、游船、海船允许系缆力的纵向、横向分力进行了对比。得出以下结论:与欧洲指南相比,我国关于浮式系船柱的适用条件即水头界限值偏低。对于首尾处系船柱间距和垂向间距,我国的取值范围偏大。欧洲指南对各因素考虑的比较全面,在复杂条件下船闸设计时可参考借鉴。     

浅谈非标准底座系船柱在码头改造中的应用

以广州南沙海事工作船码头改造项目为依托,基于《码头附属设施技术规范》(JTJ297-2001)的规定和弹性地基板理论进行假设,采用midas-civil有限元软件模拟非标准底座系船柱在系缆力作用下锚栓和基础块体的受力情况,通过与常规改造方案对比,提出更经济合理的方案,供类似工程设计参考和借鉴。     

红花二线船闸浮式系船柱预埋件一期安装技术

实践表明：在红花二线船闸工程浮式系船柱导槽预埋件二期安装施工过程中,不仅安装质量难以得到保证,且出现了各种各样的问题,主要表现为：施工周期长、施工成本投入高和施工安全风险系数大等。基于此,本文以广西柳江红花水利枢纽二线船闸工程土建Ⅲ标浮式系船柱预埋件安装工程建设项目为例,对浮式系船柱预埋件一期安装施工的施工技术进行全面而深刻的分析,相比于一期和二期安装施工技术,一期施工使得边墙与预埋件一次成型的整体外观质量发生了根本性的提升,将安全风险控制到最低,确保了整个工程项目在规定的时间之内完工。     

土钉超前支护的有限元分析

土钉 超前锚杆支护形式在实际工程中应用日益广泛。为深入研究此复合土钉支护的工作机理,采用二维分离式有限元模型,由摩擦接触模拟土体与土钉和超前锚杆之间的接触。通过有限元计算,得出超前锚杆上受到的土压力情况以及土体水平位移的分布情况,将土拱理论应用于超前支护的工作分析,结合土拱形成的条件,说明了超前锚杆间形成土拱的可能性,并在此基础上分析了超前锚杆的作用机理,即超前锚杆间的土体形成的土拱有效地阻止了其后的土体位移。     

船舶系缆力无线监测及预警系统设计

为实时准确地对缆绳受力状况作出反馈和预警以保障船舶、货物、人员财产及港口水域的安全,采用全桥应变片测量系船柱的应力变化值进而间接计算系缆力,应用无线数传技术将应变信号传输至计算机终端,并借助LabVIEW软件对采集和调制后的信号进行计算、分析、处理和显示,研制一套数字化的系缆力无线监测系统。     

考虑接触非线性的锚杆——土体非连续问题有限元分析

采用Duncan-Chang大量线性弹性E-B模型和大量线性界面单元模型对锚杆-土体非连续问题进行有限元分析，指出非线性Goodman界面单元进行非连续系统的分析计算，可以较好地模拟锚杆-土体接触面破坏情形。并讨论土体-锚杆接触应力分布及沿杆长位移分布。