钢箱梁U肋嵌补段疲劳开裂机理与养护措施研究

某大型悬索桥为主跨1650 m的两跨连续钢箱梁悬索桥,加劲梁采用扁平流线型分离式双箱。近2年在正交异性板钢箱梁顶板U肋嵌补段发现焊缝开裂状况,为研究及处治该病害,采用大型有限元程序ANAYS进行局部仿真计算,分析焊缝开裂后的应力分布规律、影响范围。结果表明:重车轮压的疲劳荷载、施工焊接质量等是嵌补段焊缝开裂的主要原因;钢箱梁顶板U肋嵌补段焊缝开裂会对邻近结构抗力产生影响,U肋嵌补段开裂使相邻U肋嵌补段焊缝应力增加11.8%,使U肋与顶板之间焊缝主拉应力增加57%,使邻近位置的横隔板弧形缺口主拉应力增加6%。根据分析结果建议尽早处治焊缝开裂问题,短期养护措施推荐在低应力区打止裂孔和设置临时支撑架,长期养护措施建议刨去已开裂焊缝后补焊、嵌补段整体切割后补焊和改用高强度螺栓连接方式。     

船载框架式整平器扫浅性能分析

国内疏浚工程趋向大型化、精细化发展,基床平整度要求越来越高。针对莱州港5万吨级航道工程,基于“航工301”小型整平船,建立CFD仿真模型,分析船载框架式整平器作用时船舶在各浪向下的水动力性能,分析对孤立浅点和浅点集中区域采取的不同施工工艺的经济效果,并进行海上试验。结果表明:在整平器的作用下,船舶的运动幅值响应算子总体较小,船舶稳定性较高;独立浅点沿2个方向过线,单边受力时,多向过线效果较好;在浅点集中区域,以S线型走线结合多方向过线,由浅至深逐段扫浅;施工周期内节省燃油约103 t、淡水约112.5 t,浅点扫除率达100%,效果显著。     

进口直径800 mm泥泵小叶轮开发与应用

绞吸挖泥船的输送距离较短时会引起驱动机（柴油机或电机）超负荷,影响系统运行稳定性,虽然可以通过降低转速、加装缩口缓解,但是降低了系统运行的经济性。采用理论分析设计了一款小叶轮初始形状,通过数值模拟计算其性能并且反复迭代优化完成了小叶轮的最终设计,对比了优化设计后的小叶轮和直接采用切割外径小叶轮的差别。实船测试小叶轮的清水运行特性,验证了水力设计的结果可靠,最后对比绞吸船采用原叶轮和小叶轮施工短排距疏浚工程的施工参数。经现场测试和挖泥应用,发现小叶轮在短排距工况时施工效率明显高于原叶轮,开发的小叶轮达到了设计目的。     

圭嘎拉高海拔隧道施工人员体力劳动强度评价

为探究圭嘎拉高海拔隧道施工人员体力劳动强度水平,评价施工工序劳动强度,选择圭嘎拉隧道进口段（海拔4 300 m）及1#斜井段（海拔4 560 m）的施工人员作为测试对象,分别测量不同工序下施工人员的生理指标（心率、血氧饱和度、耗氧量）。基于耗氧量计算能量代谢率,进而计算各工序的劳动强度指数。结果表明： 1）260 m的海拔高差造成的施工综合劳动强度指数差异具有统计学意义（P<0.05）; 2）二次衬砌钢筋绑扎是所测施工工序中劳动强度最大的工序,该工序下施工人员的心率、血氧饱和度和平均能量代谢率都出现超过卫生限值的情况,劳动强度指数达到35（极重）; 3）海拔为4 300~4 560 m时,隧道各施工工序劳动强度大部分为中度-极重度。     

基于IVCBC涡方法和动刚度矩阵的 深海立管的三维计算模型

文章针对深海立管长细比非常大的结构特征,视立管为质量集中的多自由度索模型系统。通过有限体积法将该模型系统离散为多个有限体单元,首次提出基于应变能计算立管动态刚度矩阵的算法,并采用IVCBC涡方法计算有限体的外载荷,构建了一种三维数值研究深海立管涡激振动的新方法。应用该数值计算方法探索了立管耦合前后的振型、尾流模型、流体力以及泄涡频率的特征。发现了立管涡激振动的涡泄频率不再满足Strouhal数的规律和多频"锁定"现象导致立管出现多种高阶模态振动共存的特征,该研究为立管的设计制造提供了重要的指导意义。     

基于两级温差发电的船舶废热回收试验研究

对于船舶柴油机而言,其所做功的30%都以废热的形式随尾气排放到了大气中。利用温差发电(TEG)技术回收船舶余热进行发电具有极其广阔的发展前景。因此提出了一种利用船舶柴油机尾气废热进行两级温差发电的新型装置。在对两级温差发电系统进行建模后,搭建了两级温差发电装置并进行了测试。理论分析和实验结果表明该装置利用温差发电技术对船舶余热回收是可行的。当热端温度达到473 K时,该温差发电实验装置可输出功率250 W,系统热效率为5.35％,相比单级TEG在相同条件下4.04％的热效率,该系统提高了32％。最后,对系统优化和装置的进一步改进进行了探讨。     

近岸深水联排灌注桩施工工艺优化

采用传统的冲孔灌注桩施工工艺进行海上灌注桩施工时,往往会面临适用条件限制、环境污染、施工成本增加等问题。针对三亚凤凰岛项目海上冲孔灌注桩施工特点,介绍通过优化钢平台结构形式及布局设计、泥浆循环系统优化设计、结构稳定性计算、"四新设备"创新应用等措施,有效降低施工成本、提高施工效率、减少环境污染、提高施工质量。结果表明采取的工艺优化和平台改进措施效果良好、实用性强。     

避免输送黏土管线堵塞的设备和方法

绞吸船开挖输送黏性土时,如果不控制好吹填流速和浓度,就容易发生疏浚土堵管现象。为此,在总结传统防堵塞和疏通管道方法的基础上,采用试验对比等方法,设计一种特型防堵塞排泥钢管以及使用该种设备进行预防堵塞和疏通堵管的作业方法。     

透水框架坝生态效应研究

为了研发生态结构,给生态航道建设提供技术支撑,在进行水生生物调研分析的基础上,提出了透水框架坝的结构形式。通过开展相应的水槽试验,对比分析透水坝与实体坝的作用区别,并结合水槽试验成果,从集鱼效应、提高鱼类栖息适合度等方面分析透水框架坝的生态效应。得到主要结论如下:1)从流场分布来看,实体坝在坝后一定范围内存在回流区;框架坝坝后无回流区存在; 2)相对于实体坝,透水坝作用效果较弱(冲刷坑深度约为实体坝的60%),作用时间更长; 3)透水框架坝能够起到人工鱼礁的作用,框架坝的内部空隙为鱼类等水生生物提供栖息庇护场所,对鱼类有较强的诱集效果; 4)框架坝通过提高水体含氧量和提高有利于鱼类的流速区面积来提高鱼类的栖息适合度。     

增大泥泵最大球形通道的方案

增大泥泵最大球形通道可以提升疏浚工程连续性,减少堵泵的风险,提高疏浚施工效率。泥泵最大球形通道和泥泵效率是泥泵设计中的矛盾点。针对上述问题通过调研提出了两种增大泥泵最大球形通道方案,采用数值模拟方法计算了3种方案的泥泵内部流场。通过对数值模拟结果的统计分析,对比3种方案泥泵的性能。确定了增大泥泵最大球形通道叶轮设计方案,为后续泥泵改造提供基础。