船舶航行对沉管安装的受力分析研究

大型沉管隧道管节在外海航道附近系泊等待沉放安装时,会受到过往船舶产生的船行波作用力的影响。为避免船行波对系泊管节及结构造成破坏引起工程事故,文章采用国内外船行波公式计算、现场实测的方法,对沉管系泊等待时通行船舶的船行波波高衰减情况进行了分析,得出了适用于本工程的波高计算公式,并推荐了波高衰减计算公式。结合工程的实际情况,采用Flory-Remery算法对船行波对管节的不同距离和方向的受力进行了分析研究,得出了船行波对大型沉管的影响受力情况,提出了沉管系泊等待时对隧址附近通行船舶的预控措施,确保了工程的顺利实施,为工程施工提供借鉴资料。     

内河航道船行波引起的水流回流分析

针对现行内河航道护岸易受船行波引起的水流回流淘刷破坏的问题,研究行船过程中产生的回流模型,归纳总结船行波波高和沿岸回流流速的公式,确定不同条件下通航船舶引起的回流流速,并对回流进行等级划分,分析不同流速等级下护岸适宜种植的植物,以此为生态护岸的植物选型提供依据。     

船行波对大连湾海底隧道工程沉管施工的影响分析

通过对国内外船行波资料的大量研究,筛选出适合于大连湾海底隧道工程沉管施工区域的船行波波高的计算公式,并将不同的计算方法进行对比、分析,找出对沉管施工的最大影响,对保障沉管安装的安全施工、为工程施工做好预控,有较大的指导意义及理论依据。     

船行波对近距沉管隧道管节安装施工的影响分析

目前国内规范尚未规定船行波对临近岸坡和船舶的作用,得出船行波对海上作业船舶的影响规律尤为重要。为了能够分析清楚船行波对港珠澳大桥岛隧工程沉管隧道管节安装过程中的影响,提前采取防范措施,避免因船行波的影响对工程造成损失,对国内、外学者发表的相关文献及国外相关的规范进行了研究,修订了一些文献中的笔误,推荐了适用于港珠澳大桥沉管隧道管节安装中船行波的计算公式。通过现场实际条件计算,结合已有的物理模型试验、现场实测等成果,给出了船行波的主要影响因素和随距离衰减的规律,从而得出了沉管安装的船舶航行限速条件。     

基于船行波消减功能的内河航道生态护岸的研究进展

本文从船行波的形成及其对河岸的破坏作用、传统与生态护岸的对比分析、生态护岸植物消波的角度,综述了针对船行波的生态护岸研究进展;并对船行波的物理及数值模拟、计算方法等进行了归纳;基于生态护岸各种形式的优缺点对比,结合植物消波的研究,阐述了内河航道生态护岸的研究趋势。     

施工水域船舶通航对起重船作业的影响

针对回转式起重船作业时受船舶通航影响的问题,以船行波理论分析船行波波高及波高衰减,依据船舶原理分析起重船作业稳性,按照规范要求的最大作业横倾角推算起重船所能承受的最大波浪扰动力矩,进而得出船舶通航时的合理航速及距离,算例表明起重船吊臂旋转90°作业时受波浪扰动影响较明显,同时通航船舶航速与安全距离存在相互影响。     

上海内河船行波研究

船行波的大小直接影响到护岸设计的可靠性、经济性及环保性,国内外科研机构曾系统地开展船行波的研究,然而基于上海内河航道复合型断面形态、固定边界水域和有限水深等特点,已有的研究理论与公式并不完全适应。通过大量现场实船观测、数模和统计分析,研究和探讨对护岸防护更有现实意义的近岸侧船行波的波峰值、波谷值和护岸基础防护深度的计算公式,为上海内河航道甚至长三角限制性航道护岸设计提供技术参考。     

集装箱船外飘砰击载荷的CFD数值分析

基于黏流CFD方法研究迎浪工况下波长和波高对KCS船运动和外飘砰击的影响,分析砰击压力的时空分布及其与船舶垂向运动的关系。基于开源造波工具waves2Foam建立三维数值水池,采用naoe-FOAM-SJTU求解器中的重叠网格技术求解船舶在波浪中的运动。计算结果表明,船舶运动幅值随波长和波高的增大而增大,波长船长比为1时外飘砰击压力最大,外飘砰击压力随波高增大呈线性增大规律。集装箱船应尽量避免在波长接近船长的海况下航行。这项研究可为波浪中的船舶砰击载荷预报提供参考。     

库区高水位差下斜坡码头岸坡稳定性分析

我国西南地区库区河段水位落差大,经常采用斜坡式码头来维持码头正常运营。为分析在高水位落差下斜坡码头岸坡的稳定性,本文以重庆市巴南区某码头实例为研究对象,借助ANSYS有限元计算软件进行三维模拟计算,研究最不利工况下码头应力分布及岸坡稳定。经计算,在最不利工况下,本工程岸坡变形均小于0.1cm,桩基变形均小于1.75cm,跨中横梁最大挠度与计算跨度比值小于1/600,满足规范要求。工程方案设计合理。     

船行波对系泊船的影响因素

针对船行波对系泊船的影响因素问题,阐述船行波形成机理及重要性,基于工程实例,采用OPTIMOOR系泊分析软件对系泊船舶受到的船行波波浪力和缆绳张力进行计算,得出影响船行波对系泊船舶作用的4个因素,主要表现为:系泊船的缆绳张力随着航行船舶航速、排水量的增大而增大,随着船舶横向间距、航行水深的增大而减小。码头运营时应通过合理引航调度船舶并有效约束上述因素以保障作业安全。     

船行波对港口的影响

目前常规的港口设计中未考虑通航船舶对港口设施的影响,随着我国航运业的飞速发展以及船舶大型化的趋势,船舶活动对港口的影响也越来越大。归纳了大型船舶在港区及航道的不同通航条件,采用英国标准CIRIA C683中推荐的船行波计算公式对各种情况下通航船舶的船行波进行初步计算,分析船行波对港口的影响,并指出在港口设计中需要考虑船行波的情形。     

船舶搁浅于刚性斜坡数值仿真的模型化技术

显式非线性有限元分析已逐渐成为研究船舶搁浅问题的重要方法,但其模型化技术是实现数值仿真的关键。本文将搁浅船处理为可变形结构,用弹塑性材料模拟并进行整船建模,斜坡处理为刚体,用刚性材料模拟,船舶与斜坡之间定义为主从接触,船艏定义为自接触。通过仿真计算,获得并讨论了搁浅过程中的船体运动情况、搁浅接触力曲线、能量转化及船舶损伤变形情况。算例表明本文的模型化技术可以用于船舶搁浅的仿真计算。     

淮安水利枢纽通航渡槽船舶航行三维数模分析

淮安水利枢纽二期工程需要增建渡槽,与一期渡槽形成长距离通航渡槽后可能对通航条件造成影响.针对这一问题,建立了三维数学模型,选择最不利船型组合情况下的两种工况,模拟分析二期渡槽建设前后的渡槽通航条件,即上下行船舶对开工况、是否布置消能格栅工况.得出结论:1)在不布置消能格栅的情况下二期渡槽建成后波高增加约20％,在增加消...     

中外航道设计中波浪富裕水深确定方法对比

通过对比国内外航道设计规范中波浪富裕水深的确定方法,系统分析影响波浪富裕水深的主要因素,结合全球波浪要素的分布情况讨论各国方法的适用范围,并通过实例计算对波浪要素的影响进行对比分析。结果表明,各国规范大多以波高、船浪夹角、波周期为自变量来确定波浪富裕水深,波浪富裕水深与波高成正比,最不利船浪夹角通常是90°或45°左右,波浪富裕水深通常会随波浪周期的增大而增大,当船舶固有周期接近遭遇波浪周期时有极大值。     

船行波对双船系靠LNG泊位系泊稳定性的影响

双船系靠LNG泊位对系泊稳定性要求高,而目前尚无船行波对双船系靠泊稳定性影响的定量分析方法。结合工程实例,以Flory-Remery单船系泊船行波荷载计算方法为基础,结合双船系靠泊位的特点予以修正,利用数值分析软件定量分析船行波过程对双船系靠泊位系泊稳定性的动态影响。结果表明,典型系泊条件下,双船系靠泊位系泊倒缆受力及纵移运动量受船行波影响最大,当船行波与系泊船间距50 m时系泊稳定性不满足要求;当船行波与系泊船间距100 m时系泊稳定性满足要求;当船行波与系泊船间距150 m时系泊稳定性基本不受船行波影响。     

船行波作用下生态护岸空腔结构动力特性研究

针对限制性航道船行波作用下的生态护岸问题,研发了新型生态护岸空腔结构,开展自航船舶模型水槽试验,研究船行波作用下腔体内流速分布、紊动特征及集鱼效应。结果表明,在船行波作用下,受腔体复杂结构控制,水体流动由低频波振荡流转变为高频边界层紊流,距边壁越远流速越大,且能量在各频率趋于均匀分布。腔体内紊动呈现多峰值并逐渐耗散的过程,正常船速4.60 m/s时,最大紊动能为0.002 5 m²/s²,位于鲫鱼的偏好动能范围之内;船速增大至6.3 m/s时,最大紊动能为0.177 1 m²/s²,超出鲫鱼的偏好动能范围,不利于鱼类栖息,船舶在鱼类重点保护区宜限速航行。     

船闸泄水的非恒定流特性及通航安全措施

闸室泄水将导致引航道内生成复杂的水流流态,给船舶停靠及航行造成安全隐患。通过1∶40正态物理模型,研究船闸泄水过程及泄水结束后,引航道内泄水波运动特征、水面比降、流速分布、回流强度等。结果显示:在引航道设计方案下,上下游水头差7.13 m、阀门开启时间5 min时,人字门处反向水头为0.39 m,系船停泊区纵向流速为0.56 m/s,超过规范要求,会对引航道内船舶、人字门以及引航道护岸产生不利影响。延长泄水阀门开启时间可降低泄流过程中的流量峰值,使得引航道内最大水面比降、最大流速、水面波动幅度有所减小;植物护坡能够有效削减泄水波、船行波能量;空箱结构护岸可以有效降低水流对岸壁的冲击力、削减水波动能,保护航道护岸及人字门;空箱护岸长度越长,水流改善效果越明显。     

下游引航道船行波对景洪升船机运行特性的影响

通过快艇在下游引航道快速航行主动制造船行波,研究船行波对景洪水力式升船机运行特性的影响。结果表明:下游引航道船行波对船厢池水面波动无明显影响;船厢与下游引航道对接待机时,船行波对船厢内水面波动有不利影响,并威胁到试验船舶在船厢内的停泊安全。景洪升船机船厢与下游引航道对接且厢内有系缆船舶时,为确保船厢内船舶停泊安全,须严格控制下游引航道船舶的航行速度。     

基于掩护功能需要的斜坡式护岸顶高程分析

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...     

南通船闸下游引航道护岸应急改造工程的组织实施

南通船闸下游引航道右侧浆砌块石扶壁式护岸,建成于上世纪80年代未,结构单薄。由于受船行波、船舶启动时螺旋浆搅动,以及雨水、长江潮水的冲刷,护岸损坏严重,影响过闸船舶与防洪大堤安全,急需改造加固。本文介绍了对原护岸进行应急改造工程建设方案的确定、工程施工过程控制及出现的问题处理。