基于不同区域土体变形特性的自升式平台拔桩阻力计算方法研究

为了研究自升式平台在饱和软黏土拔桩过程中所受拔桩阻力的大小及变化规律，基于不同区域土体的变形特性，应用ABAQUS软件分别采用耦合的欧拉-拉格朗日（CEL）数值分析方法与基于小应变理论的有限元（SSFE）计算方法建立了桩靴上部阻力与底部吸附力的数值计算模型；提出了自升式平台拔桩阻力计算方法，并与已有的离心机试验结果进行比较。根据不同固结条件，开展了土体不排水抗剪强度、贯入深度以及桩靴直径对桩靴拔桩阻力的敏感性分析。研究结果表明：该计算方法能有效预测桩靴在软黏土中所受的拔桩阻力，其中上部阻力、底部吸附力预测误差分别为14.48%和-7.25%～4.23%，峰值拔桩阻力预测值误差为15%左右；桩靴所受的上部阻力主要来自于上覆土体对桩靴的反作用力，而底部吸附力则由桩靴底部土体中负超孔隙水压力引起；上部阻力受上述3项因素影响较大，而底部吸附力则随着固结时间增加而显著增大。研究成果可为桩靴拔桩作业过程中的受力分析提供借鉴与参考。     

自升式钻井平台插拔桩技术发展现状及趋势

针对自升式钻井平台在插桩和拔桩过程中面临的土工问题,系统地梳理插桩和拔桩涉及的关键技术。分析插桩过程中的土工试验技术、土体破坏机理、上硬下软地层承载力和桩脚滑移问题;阐述拔桩过程中的拔桩阻力计算方法和减小拔桩阻力方法的研究进展情况。在此基础上,根据目前面临的新挑战,提出今后自升式钻井平台插拔桩技术研究的重点,并预测其发展趋势。     

自升式风电安装船插桩深度及拔桩力计算方法

总结国内外现有自升平台安装船插桩深度及拔桩力计算方法,提出了适用于我国沿海风电场工程地质的理论计算公式。通过对东海风电抢修及如东风电试桩两个实际工程的计算与测试数据对比分析,验证了该计算方法的可靠性和准确性。     

风电作业船可调桩靴及其性能研究

针对风电作业船桩靴易受桩腿滑移和拔桩困难等的影响,而无法适应复杂的海底环境的问题,提出了一种新型可调桩靴和设计整体方案。在分析可调桩靴的机构运动学规律的基础上,采用数值分析法探讨了可调桩靴和传统桩靴结构在极限载荷下的屈曲稳定性能,理论计算了两种桩靴结构的拔桩能力并进行了对比分析。计算结果表明:带有可调桩靴的桩腿结构屈曲稳定能力显著增强,其拔桩阻力低于传统桩靴,更易于拔桩。     

水下桩基清除方法研究

桩基清除是港口、海洋工程的重要组成部分,影响桩基清除的因素主要有桩基类型、土的工程性质、桩基尺寸、成桩工艺等。目前为止已经形成了震动拔桩、高压旋喷震动拔桩、震动沉管高压水射流拔桩和爆破拔桩等多种方法。其中以震动拔桩和震动沉管高压水射流拔桩应用最为广泛。随着海洋工程的快速发展,需要新的拔桩方法和工艺以满足工程需求。     

钢板桩动力拔桩过程中桩侧摩阻力分析及设备选型

钢板桩在沉贯到设计深度的过程中由于遇到障碍或沉桩困难等原因,经常出现桩身偏斜或偏位过大等情况,此时需要将桩拔出进行重新沉桩。因此在选择振动锤型时,需考虑桩锤是否满足拔桩力的要求。在深入探讨振动拔桩过程中桩土相互作用的基础上,结合八所港老港区1#~4# 泊位改造工程,提出拔桩设备的选型,进而研究了拔桩力与地基土质情况与拔桩长度的关系。     

船坞坞口围堰钢板桩拔除工艺设计与实践

通过中船龙穴造船基地船坞式试验场工程的坞口围堰钢板桩拔除工作的实践,全面介绍工程概况、施工流程、拔桩设备选型等,总结了船坞围堰钢板桩拔除的施工工艺、拔桩设备选取和施工中遇到的要点难点及经验,通过相关理论计算和工作实践确认本工程围堰钢板桩拔除施工工艺的合理性。     

自升式风电安装船桩腿上拔水力减阻系统研究

自升式平台船在工程中经常出现桩腿上拔困难。文章介绍了针对自升式平台船设计的2种新型水力减阻系统,并设计准原型模型试验和拔桩阻力测试,验证了上述2种水力减阻系统减少拔桩阻力效果显著。提升了拔桩成功率,提高了拔桩效率,扩大了自升式平台船的适用土层范围。     

支撑式平台整平船桩腿拔桩力计算

结合港珠澳大桥沉管隧道基础整平工程,采用了多种计算方法分析整平船桩腿在不同地质条件下的插桩和拔桩,得出了自升式抛石整平船桩腿在工作状态下的入土停止层,以及在整平船插腿施工中的抗压极限承载力和桩腿抗拔极限荷载,同时提出在特殊地质条件下的预控措施,并通过工程施工实践验证,证明该分析计算方法是正确的。     

上港集团军工路码头改造工程设计概算要点

为配合上海市轨道交通10号线二期的建设,需要改造受轨道穿越影响的上港集团军工路码头。介绍军工路码头结构加固设计方案,结合现有的施工技术,运用定额计价方法,编制工程概算,并对工程中拔桩等项目概算费用进行计算。     

考虑流固耦合影响的桩基波浪力简化计算方法

离岸深水全直桩码头,由于其桩基的自由高度大、柔度增加、自振周期长,且位于无掩护开敞海域,波浪与结构相互作用问题突出。如何考虑流固耦合作用对桩上波浪力的影响,并建立便于工程应用的计算方法,是工程实践提出的亟待解决的课题。文中利用有限元软件ADINA建立了水体和桩基结构相互作用的三维有限元数值模型,并采用有限元数值模型对考虑流固耦合影响的改进Morison波浪力计算公式进行了验证。采用改进Morison波浪力计算公式研究了流固耦合对桩身波浪力的影响,并给出了考虑流固耦合影响的波浪力放大系数图表。在此基础上,提出了考虑流固耦合影响的波浪力简化计算方法。     

二阶波浪力数值计算与试验方法研究

目前准确测量波浪中船舶与海洋结构物二阶波浪力是一个难点,本文提出采用半约束法和弹簧系统约束法两种试验方法测量二阶波浪力.首先介绍了半约束法和弹簧系统约束法两种试验方法,然后针对某散货船采用这两种方法开展了二阶平均波浪力试验测量研究,最后将试验结果与理论计算结果进行了对比,并对两种试验方法的优缺点进行了分析.研究结果表明:两种试验方法均能准确测量二阶平均波浪力.     

散货船横向强度有限元分析

利用MSC/Nastran软件探讨了散货船横向强度的计算方法.文中给出了外载荷的计算方法和边界条件的施加方法,并在五种工况下对一散货船进行了横向强度分析.通过有限元分析得到的结论可用于指导散货船的结构设计与优化.计算结果表明结构响应满足强度要求.     

试论单桨船制动机动中的偏向力

制动机动是船舶操纵运动中一个比较复杂而有重要实践意义的课题,舰船驾驶员必须充分掌握舰船的制动机动性能。但是,由于单螺旋桨舰船制动机动过程中的偏向力尚未得到充分的研究和论述,目前还不能完善地定性、定量分析单桨船制动机动中的复杂的偏转现象。本文在总结船模和实船试验的基础上,通过定性分析的方法,给出单桨船倒车偏向力的一般规律和水动力学解释,并给出几类单桨船制动机动偏向力的估算方法,有助于舰船驾驶员充分、快速地掌握本船的制动机动性能。     

散货船碰撞损伤后的剪切极限强度

船体梁受到碰撞损伤后,必须有足够的剩余强度用以抵抗最大外弯矩,同时还需能够承受最大剪力.在众多类型的船舶中,散货船是一种抗剪能力较差的船型.对于其碰撞损伤后纵向剩余极限弯矩的研究已有较多的文献[2-7],而对于碰撞损伤后的剪切极限强度的研究目前还比较少.针对这一现状,本文的主要目的在于分析讨论散货船受到碰撞损伤后的极限承剪能力;分析结构几何尺寸,碰撞损伤形状以及边界条件等各种因素对碰撞破损船体抗剪能力的影响.为了方便起见,文中也给出了相应的回归经验公式.本文同时还推导了一个船体梁碰撞损伤后的初始屈服剪力计算公式.最后,本文以一艘散货船为例,计算分析其碰撞损伤后的抗剪能力,从中得出一些有益的结论.     

船行波对系泊船的影响

国外对于临近进港航道建设的泊位,在进行系缆系统设计时,非常重视航道中航行船舶的船行波对系泊船的作用力及力矩,但我国的设计规范中尚缺少相关内容的规定。介绍一种计算船行波对系泊船的作用力及力矩的算法,并讨论作用力、力矩的基本特点以及该算法的适用性。     

Fatigue predictions for flexible marine propellers using FSI analysis considering Euler force in the rotating frame

Analysis of flexible marine propellers in terms of their structural response and stress is the key to accurate fatigue prediction. At present, finite element method (FEM) analyses of flexible propellers have been performed as a part of the fluid–structure interaction (FSI) analysis using a numerical method for the flexible structures, which is identical to that used for their rigid counterparts. In this study, the Euler force in a rotating frame is employed as an additional external force on the blades of the marine propeller during the FSI analysis. The Euler force is an inertial force component in the rotating frame due to angular acceleration. Acceleration of the rotating frame arises from large deformations of the propeller due to its flexible characteristics. The angular acceleration of the propeller is obtained for each time step, and the resulting Euler force is accounted for as a body force. The FSI analysis results are compared to experimental results in terms of the structural response, stress, and fatigue. It is clear that the Euler force has a major effect on the fatigue characteristics of the propeller because it amplifies the main response components. In conclusion, incorporating the Euler force in FSI analyses of flexible marine propellers is necessary for adequate prediction of the propeller fatigue.     

基于镜像SPH的三维容器液体晃荡研究

基于SPH方法对液体在三维矩形容器中的非线性晃荡问题进行了数值模拟研究。采用镜像粒子边界建立三维模型,成功解决传统SPH方法在容器壁产生缝隙的问题。对横荡和横摇两种容器运动形式进行数值模拟,在液面时间历程、不同时刻液体形态、点压强以及液体晃荡作用力等方面与其他学者的实验研究结果和数值计算结果进行对比验证,表明此三维模型的正确性。     

可倾瓦轴承-转子系统轴承外传力特性研究

本文以四瓦可倾瓦轴承为研究对象,建立了可倾瓦轴承及可倾瓦轴承-转子系统动力学计算模型,分析了间隙比、宽径比及预负荷系数对轴承动力学参数、轴承外传力的影响。研究结果表明,轴承外传力大小主要受轴承刚度影响,增大阻尼有利于降低轴承外传力峰值,但会增大峰值转速之后的外传力。对于工作在一阶刚性模态下的可倾瓦轴承-转子系统,建议工作转速取1.5倍的一阶无阻尼临界转速。     

船舵水动力特性的试验研究

本文介绍在拖曳水池中所做的船舵水动力特性的试验研究。在总结分析一系列试验结果的基础上,用回归分析法得到了一组船舵法向力系数的计算公式,以供实用。