万州长江公路大桥防撞设施工程通航论证*

三峡水库175 m蓄水后,万州长江公路大桥两端部分拱圈及立柱被淹没。一旦船舶失控或走偏航道碰撞拱圈和立柱,极易导致拱桥垮塌,引发极为恶劣的安全事故。针对大桥现状,创新提出了弧形水上升降式桥梁防撞装置,该装置能对拱桥易撞部位进行区域式防护,并能随水位变化而自动升降。主要通过物理模型试验并结合相关数值模拟分析拟建防撞工程建成后对桥区河段河床演变、通航净空尺度、通航水流条件以及船舶航行条件等的影响。     

自浮升降式航标的运动特性分析

为适应三峡库区大水位变幅,解决岸标布置和高度调整等问题,提出了一种新型的自浮升降式航标.针对结构设计和环境荷载等因素对该新型航标运动特性的影响问题,采用MOSES(multi-operational structural engineering simulator)建立了三维水动力分析模型,研究不同吃水、不同水深下结构...     

航道缠绕物水射流清除特性和机理

基于研制出的原型样机,试验研究了航道缠绕物水射流清除的特性,分析了磨料和水流之间的相互作用和运动特性,指出了切割断面锯齿形的产生原因。得到了切割特性的经验公式。在多次室内和天然条件下试验成果的基础上,分析了磨料水射流的切割机理,发现磨料的冲蚀作用和高速水流的劈裂作用是起关键作用的因素,尤其是前者对于缠绕物的清除效果更为显著。     

自浮升降式航标平台吃水状态分析

自浮升降式航标平台是一种新型水上航标平台装置，可以通过浮体在导向柱上的滑动适应大幅度水位变化。浮体平台的吃水深度是影响浮体运行稳定性的重要因素。通过公式推导得出浮体吃水深度与浮体质心、浮心之间的关系；通过水工物理模型试验观察分析吃水深度变化导致浮体稳定性变化的规律，并通过有限元软件模拟了浮体运动状态；最后得出航标平台的吃水深度与浮体运行稳定性之间的响应规律。     

子午岭林区公路边坡生态防护技术的应用研究

在国内外现有生态防护理论和应用相关资料研究的基础上,对生态防护技术中的护坡方法及植物选配进行了阐述。结合雷西高速公路子午岭林区公路边坡的工程地质条件,提出了较为合理的边坡生态防护技术方案。     

跨江桥梁中拱形独立式防撞装置水动力特性研究

为研究拱形独立式防撞装置的水动力特性,通过水动力学软件AQWA,建立了频域动力学模型,基于三维势流理论和时频转换关系分析计算了装置水动力特性,计算得到了不同浪向角、不同波浪周期下的幅值响应算子RAO;不同水深、不同波浪周期下的附加质量、辐射阻尼和一阶波浪力的水动力参数,对比分析了各项参数三自由度方向上对拱形独立式防撞装置的影响。结果表明：各项水动力特性参数对防撞装置的运动影响极其复杂,在纵荡、横荡、垂荡方向上均受到不同程度的影响。各水动力特性呈现的不规律性,将引起拱形独立式防撞装置的非线性运动,考虑防撞装置的水动力特性对准确评估防撞装置的影响具有重要意义。     

山区涉河桥墩布设防撞装置对通航的影响*

为研究山区河流桥梁布设防撞装置对于通航的影响，采用二维物理模型试验的方法，利用运动船舶受力偏离航线的原理，通过对船舶艏向角θ、漂角β等船舶航行参数的分析，研究桥梁与水流存在交角的情况下布设防撞装置对船舶航行的影响；通过设置多条航线，探究船舶航行时与桥墩的的安全距离。试验结果表明：山区河流涉河桥墩布设防撞装置对于船舶航行的影响远大于裸墩，且尖艏型防撞装置对航行船舶的影响大于圆艏型；山区河流涉河桥墩或防撞装置与水流的交角越大，船舶的偏转幅度越大，其中0°～10°变化趋势较为明显。通过多组航线航行试验发现，航线越靠近桥墩，船舶受到的影响越大，当航线与桥墩的距离达到3W时，这一影响达到峰值。所得结果可以为山区河流桥梁通航安全的研究及防撞装置的研发提供参考。     

船舶撞击弧形防撞装置模型试验及数值模拟方法研究

文章采用船舶撞击防撞装置模型试验与数值模拟对比分析的方法,验证了拱型桥梁新型弧形防撞装置结构碰撞计算模型的准确性。试验中采集4000t级1:100自航船模撞击防撞装置比例模型的碰撞力、撞击点挠度、弧形两端支反力三者的历程曲线作为数值模拟对比的依据。碰撞计算模型应用了一种新的基于ABAQUS用户子程序模块开发的动浮态计算方法,以及新的基于最小二乘法的混合数值-试验阻尼系数识别方法。通过对比发现,计算结果各参数曲线峰值与模型试验结果相差15%左右,其中碰撞力峰值点误差在10%以内,挠度和支反力峰值点误差在15%以内,对比的误差大小也反映了整个碰撞模型的准确程度,该误差可考虑为结构设计中评价依据或安全系数。     

大水位差拱形桥梁弧形自浮式防船撞设施运行可靠性强化试验研究*

弧形自浮式防撞设施能够有效解决大水差拱形桥梁的防船撞问题,其运行可靠性关系到防撞设施日常运行的灵活与稳妥,对其进行研究尤为必要。采用性能可靠性评估模型评价防撞设施运行的可靠性,将可靠性量化为防撞设施随水位变化自适应浮动的驱动力值大于浮筒阻力值的概率。为了提高试验的效率,采用强化试验原理,对试验方案进行了优化设计。建立了弧形自浮式防撞设施机构模型,并在防撞带与浮筒连接部布置多个应变测量单元,监测防撞设施随水位自适应浮动过程中的应变变化。强化试验条件下,共进行了25个往复升降试验,结果表明25次试验中均未出应变输出结果异常的现象,说明在25次试验中未出现一次浮筒卡住的情况,证明所设计的防撞设施结构运行可靠度达到设计要求。     

弯径比对固液两相流竖直90°弯管流场及压力影响分析

为研究竖直90°弯管在水力输送固料过程中的两相流动及压力特征，采用计算流体力学(CFD)方法分析不同弯径比的固液两相流竖直90°弯管内流场和固相颗粒分布规律以及对弯管段和直管段的压力影响规律。结果表明：不同弯径比影响弯管内固相颗粒分布状态是不同的，弯径比的增大会加强颗粒移至管道中心的效果，弯管内的二次流现象的明显程度也受弯径比的影响；管道内压力最大的区域分布在弯管段上侧，弯径比越大弯管段上侧压力越小，弯管段内部压力分布越平缓，且不同弯径比对管道上下游直管段的压力也有影响，其中对下游竖直直管段压力影响最大，直管段所受压力变化随弯径比的增大，其梯度变化也在降低。