墩柱绕流对航道横向流速影响数值研究

水流与墩柱相互作用导致墩柱周围水流强烈紊动,对船舶通航水流产生影响,甚至产生桥梁垮塌事件。本研究基于开源OpenFOAM程序包interFoam求解器,选取大涡模拟方法对水流与不同截面型式墩柱开展三维数值模拟研究,重点分析方形墩柱周围流速变化规律;结果表明:本研究工况下墩柱周围最大横流约为来流流速的42%,大峰值流速为反向小峰值的1.5倍左右;墩柱迎流面越趋于圆形并且墩柱长度越短横流区范围就越小。     

港口中船舶和多墩柱耦合作用的计算方法

文章给出了一个有效的计算港口中船舶和多墩柱耦合作用问题的方法。该方法通过将Lean和Bowers等的方法扩展应用于考虑一般三维流动,即可以考虑船舶和多墩柱耦合计算问题,其中对于直立坐底墩柱的求解相当于对船底间隙为零时的求解。该方法计算船舶和墩柱间耦合问题简单而有效。为了证明本方法准确有效,文中给出了多个算例并与试验进行比较。最后,对船舶和多墩柱间的耦合计算进行了分析。     

某混凝土连续梁桥顶推施工控制分析

结合某混凝土连续梁桥实例,通过建立三维有限元计算模型,按照该桥的实际顶推过程,对桥梁进行仿真分析。根据实际监测数据,对顶推施工过程进行控制。顶推施工控制的结果表明：梁体各监控截面的应力实测值与计算值较为接近,在安全范围以内,墩柱的位移和应力的实测值与计算值也较为接近,整个过程满足规范要求,达到了桥梁顶推施工控制的目的。     

多向不规则波对两排四墩柱串列群墩结构作用的模拟研究

实际海洋中真实的波浪是多向不规则波,两排四墩柱串列群墩结构是工程中常用的结构形式之一。通过数值计算研究了在多向不规则波浪作用下,8根大尺度墩柱(墩柱直径D与波浪波长λ之比Dλ≥0. 15)以双排四墩串列形式布置时,墩柱上的波浪爬高、墩柱所受波浪力及群墩系数的变化规律。结果表明波浪方向分布对墩柱上的波浪爬高和墩柱所受波浪力都有影响。与相同波浪条件下单排串列墩柱相比,双排结构中墩柱所受正向力减小,横向力增大。群墩结构柱间距影响复杂,当墩柱中心距离与墩柱直径之比达到10时,群墩影响较小,可忽略。     

氯离子侵蚀下桥梁墩柱抗震性能分析

本文以Opensees有限元软件为研究平台,通过零长单元和Bond_SP01材料模拟钢筋混凝土粘结滑移作用,采用拟静力分析法模拟得出墩柱在反复荷载作用下的滞回曲线,再根据Park法计算得出墩柱在不同墩高和不同腐蚀率下的等效屈服位移、极限位移、等效屈服荷载、极限荷载等指标并进行对比分析。结果表明,在考虑钢筋混凝土粘结滑移作用前提下,墩柱随着钢筋腐蚀率的增长,桥梁墩柱抗震性能会减弱。随着墩柱高度的增加,桥梁墩柱的承载能力会减弱,位移延性会增加。总体上,桥梁墩柱抗震性能会随着墩高的增长而减弱。     

低承台桩基墩柱式结构水平荷载作用下的桩基计算

某船闸靠船墩结构采用低承台桩基墩柱式结构。按照《建筑桩基技术规范》考虑承台、基桩协同工作和土的弹性抗力作用计算受水平荷载的桩基内力及位移，内含大量插值查表，计算复杂，具有一定的人为偏差。采用STAAD.PRO软件建立桩基、承台及土单元模型，并将上部墩柱结构及荷载进行力学转换后作用于承台，分析低承台桩基墩柱式结构桩基内力及位移，并与工程实例计算结果对比。结果表明，STAAD.PRO计算结果与规范计算结果基本一致，工程实践中可使用该软件方便地计算低承台桩基墩柱式结构水平荷载作用下的内力及位移。     

墩柱绕流水动力特性实验和大涡模拟研究

利用水槽实验对浅水环境中大直径墩柱绕流的三维水流结构进行研究,基于粒子图像测速技术(PIV)测量了墩柱周围瞬时流速分布;另外基本有限体积法建立不可压缩粘性流体三维运动数学模型,采用Smagorinsky-Lilly亚格子模型,对雷诺数为6 000墩柱绕流湍流结构进行大涡数值模拟(LES)。研究结果表明,数值模拟流速分布整体与实验吻合较好,墩柱绕流结构存在明显的垂向变化,近底约10%水深范围内脱涡结构受到床面抑制,卡门涡街发展不充分。对墩柱绕流三维水动力特性的研究将为墩桩冲刷分析和水流荷载计算提供依据。     

墩式码头波峰面高度试验研究

通过波浪物理模型试验,研究了圆沉箱墩柱式码头单墩、群墩的波峰面高度变化规律,提出圆沉箱墩柱式码头最大波峰面高度的计算经验公式。研究结果表明,波峰面高度与波高、墩距、墩径、波长、波浪入射角均相关。研究的成果对于开敞式圆沉箱墩柱码头的码头面高程确定具有很好的参考价值。     

大型椭圆沉箱结构侧壁内力计算

针对预制椭圆沉箱持续大型化引起的波浪荷载计算超出规范问题,对设计椭圆沉箱结构进行圆形墩柱等效简化研究,采用规范计算圆形墩柱简化结构波浪荷载与椭圆沉箱码头最大水平总波浪力及波压强的物理模型试验结果进行对比的方法,可以判断结构简化的合理性,进而对椭圆沉箱侧壁波压强设计取值进行合理选择。依据相关规范公式对椭圆沉箱侧壁内力进行计算,并与采用有限元软件计算的结果进行对比与验证,得出椭圆沉箱侧壁由波浪引起的内力的准确计算结果,为类似工程设计提供借鉴。     

一种快速有效地计算多物体耦合运动的方法

文章给出一种简单有效的计算多船和多墩柱相互作用的方法。该方法的出发点是将船体剖面用具有等效矩形代替,并将其周围的流场划分为船底与水底之间的内场和船侧面的外场。内场速度势采用简单的解析解;外场速度势沿水深做傅立叶级数展开,并在船体水面周线上分布源汇。然后在内外场交界面上进行耦合匹配求解。对于求解墩柱可以等效于求解船体底间隙为零的情况。上面简单的方法对于多船和多墩柱的耦合计算是简单和有效的。通过给出数值算例,证明了本方法的精确性和有效性,并且研究了多船和港口间的相互作用问题。     

大型椭圆沉箱结构侧壁内力计算

针对预制椭圆沉箱持续大型化引起的波浪荷载计算超出规范问题，对设计椭圆沉箱结构进行圆形墩柱等效简化研究，采用规范计算圆形墩柱简化结构波浪荷载与椭圆沉箱码头最大水平总波浪力及波压强的物理模型试验结果进行对比的方法，可以判断结构简化的合理性，进而对椭圆沉箱侧壁波压强设计取值进行合理选择。依据相关规范公式对椭圆沉箱侧壁内力进行计算，并与采用有限元软件计算的结果进行对比与验证，得出椭圆沉箱侧壁由波浪引起的内力的准确计算结果，为类似工程设计提供借鉴。     

单幅桥宽26m连续箱梁施工

苏州市友新快速路工程YXAl标，由中港三航局承建、北京华通监理公司负责工程监理。本标段起点为K1+210，终点为K2+638，全长1428m。基础及下部构造为钻孔灌注桩、承台、墩柱；上部构造分为现浇和悬浇箱梁。现浇箱梁采用25～30m跨径等截面预应力混凝土连续箱梁，桥梁宽度26m，双向     

上海长江大桥工程墩柱分节预制安装施工技术

上海长江大桥深水区非通航孔桥墩的墩柱采用分节预制安装施工技术取代传统的现浇施工工艺,为国内首创。文章介绍了墩柱分节预制、陆上立式运输、分节安装和现浇湿接头混凝土施工工艺。工程结果表明,该工艺安全、优质、高效,为我国江、海上桥梁墩柱施工开辟了一条新途径。     

最优截面法在工程设计中的应用

介绍一种构件截面尺寸的确定方法——最优截面法。通过最优截面法,可以依据钢筋及混凝土的现行价格对截面尺寸进行计算,计算出最优构件截面尺寸和配筋面积组合,达到节约工程造价的目的。     

波浪中多船多墩柱受力和运动的快速计算方法

文章对多船多墩柱相互作用问题提出了一个快速计算方法.该方法是将船体剖面用具有相等面积的等效矩形代替,并将流场划分为船底与水底之间的内场和船侧面之外的外场.对内场,采用简单的解析解;对外场,由于剖面是矩形的,所以可采用在船体水面周线上分布源汇的简单的源汇分布法.对内外场进行耦合匹配进行求解.直立柱体则相当于船底和水底之间间隙为零的情况,所以上面也可包括直立柱体的情况,这样该方法对多船多墩柱的问题可以给出简便快速的算法.通过与试验结果和数值结果的比较,验证了文中计算的有效性.     

多向不规则波浪与大尺度双墩结构作用的研究

群墩结构是海洋工程中常见的结构形式,而实际海洋中的波浪是多向不规则波浪。研究波浪的方向分布对于大尺度群墩作用具有重要的意义。基于Linton和Evans提出的规则波与群墩作用理论,建立了多向不规则波浪对大尺度群墩作用的计算方法。通过与物理模型试验结果的对比,对数值计算结果进行了验证。进一步计算了多向不规则波浪与两个串列和并列墩柱布置的群墩作用时,墩柱所受的波浪力及群墩系数。结果表面波浪的方向分布对波浪力和群墩系数都有明显的影响,尤其是对横向力,实际工程应用时应考虑波浪的方向分布特性。     

山区峡谷超高空心薄壁墩柱施工关键技术

蒙文砚高速公路小东山大桥位于云南省红河州蒙自市芷村镇和文澜镇交叉峡谷处,项目包括13个40 m以上的空心薄壁墩柱,最高墩柱高达92 m,项目实施过程中运用了高墩柱液压爬模施工关键技术、工字形木龙骨胶合板模板施工关键技术、劲性骨架辅助钢筋绑扎关键技术、超高墩柱垂直度控制关键技术、超高墩柱混凝土喷淋养护和节水回收关键技术、香蕉式安全爬梯的应用等多项新技术,通过这些新技术的运用,在质量、安全和进度管理上取得了良好的效果。     

水运工程灌注桩配筋中拉弯、压弯、斜截面受剪承载力计算优化

为解决水运规范方法在计算钢筋混凝土圆形构件正截面承载力使用时的不便,对比分析了不同规范的计算过程,同时给出了灌注桩的压弯,拉弯,斜截面受剪承载力的推荐计算参数,补充完善了查表法中常见桩基的计算参数,减轻了根据公式计算承载力的工程量。     

桥梁高墩的垂直度控制

本文通过贵州三穗至凯里高速公路南高特大桥高墩柱的施工工艺,从工程测量、模板加工等方面进行施工过程控制,确保了墩柱的垂直度达到设计规范要求。     

中长周期波下防波堤导航灯基础波浪力计算方法

作为防波堤导航灯的基础,其所处位置一般为整个码头工程中波浪条件最为恶劣的区域,而导航灯基础又兼具防浪墙及独立墩柱的双重特性,因此其波浪力的计算较为复杂。基于实际工程项目,通过中外不同规范、手册对防波堤导航灯基础波浪力计算方法进行对比分析,并结合物模试验结果,提出在中长周期波作用下,为保证导航灯基础的稳定并留有一定富余,建议其波浪力采用Morison公式进行计算,同时需采用Martin公式对波浪力计算结果进行复核。分析成果可为类似项目及国内规范修订提供参考。