深水基础超长钢板桩围堰设计与施工关键技术

芒稻河特大桥主桥为(77+3×130+82)m预应力混凝土刚构-连续梁组合体系桥,主墩基础位于深水区,承台施工时抽水最大水头达18.7m。采用钢板桩围堰施工承台,围堰最大平面尺寸为45.6m×16.8m,采用拉森Ⅳw型钢板桩,单根桩长36m,围堰内设置5道内支撑。采用有限元软件,计算围堰3个主要施工工况下钢板桩和内支撑的变形、应力,以及围堰封底抽水完成工况下封底混凝土的抗浮安全系数和应力,计算结果均满足要求。施工时,采用定位导向架和平面定位框限位插打钢板桩,内支撑采用工厂拼装现场分层整体吊装、水下抄垫等工艺,应用水下分阶段吸泥、水下二次封底等施工技术,实现了深水钢板桩围堰快速安全施工。     

基于1D和3D耦合的发动机进气歧管仿真研究

进气系统在很大程度上影响了发动机的动力性、经济性和排放性。前期建立了一维仿真模型,比较真实的反映了发动机的性能,但还是未能真实的反映出管道的真实结构,像一些拐角、突变区域等。进气歧管的设计校验中,虽然三维稳态和瞬态计算能够模拟各个支管的压力分布情况,但是仅用三维计算不能实时得到一维的准确边界,且计算时间太长,不能从整个发动机上模拟瞬态进气过程和谐振效应带来的进气不均匀性。因此,要在1D模型中获得更准确的瞬态边界条件来计算进气歧管的三维流动,或更进一步研究进气歧管结构形状对发动机性能的影响,来指导优化进气歧管的设计。文章以发动机1D燃烧开发软件为基础与3D流体软件相耦合来解决进气歧管设计中瞬态进气过程。     

长江口软基围堤施工的加载速率效应

针对长江口某围堤施工软土堆载过程中的稳定性问题,进行不同加载模式下的应力路径试验,分析长江口软黏土的应力-应变关系、结构损伤特性、强度及应变率发展模式,为该围堤工程的施工速率选取及施工过程中的稳定性控制提供技术依据。结果表明:在不考虑固结的前提下,土体的不排水抗剪强度几乎不受加载模式影响;最终强度与达到破坏时的应变大小无关,但与分级加载时间和分级静置时间存在相互作用关系;土体失稳时的应变率与加载速率和静置时间均有一定关系,且加载速率的影响更大;当加荷超过不排水抗剪强度的80%时,或分级最大应变率逐渐偏离加载初期的线性变化,土样濒临破坏。     

挤密砂桩施工远程自动监控系统设计

为了提高砂桩成桩质量和施工效率,研制一套砂桩施工自动化监控系统并进行现场应用,包括砂桩沉管行程自动监控系统、桩机电流监控系统以及远程监控系统。实测结果表明:行程监控系统可精确记录沉管下沉、上提和反插距离;电流监控系统可实时反映沉桩电流变化,通过行程和电流监控结果对比,电流监控可反映沉桩地层变化和反插效果;行程和电流数据可通过远程监控实时显示和记录。该套系统的研制可实现砂桩成桩精细化管理、解放现场监管人力,提高施工效率。     

高桩码头纵梁维修加固方法及对比

20世纪70～80年代修建的高桩码头由于长期处于氯盐侵蚀的环境中,码头浪溅区梁板钢筋容易发生锈蚀膨胀,进而引起混凝土纵向开裂、脱落。为保证码头结构安全需要对此类型的梁进行维修加固,基于实际码头维修加固工程对加大梁截面和粘贴碳纤维布两种维修加固方法进行介绍,从应用范围、施工效率、质量及成本4个方面对两种方法进行对比分析。结果表明,加大截面法比粘贴碳纤维布法的适用范围更广泛,但在施工效率、成本、施工难易及质量可控性等方面,粘贴碳纤维布法具有明显优势。     

硫酸盐还原菌对高桩码头抗震设计的影响

国际上高震区高桩梁板码头抗震设计往往采用基于位移的抗震设计方法,且采用钢管桩结构较多,而硫酸盐还原菌(SRB)能在极短时间内对钢管桩造成严重的腐蚀,危害极大。针对SRB的腐蚀机理,提出3种主要防护措施,并对物理防护法的3种不同工程应用方案进行对比研究。结合菲律宾马尼拉某集装箱码头工程设计,采用控制变量法,对3个方案分别进行push-over推覆分析求解。计算结果表明,覆盖层保护法及钢管桩泥面处局部填充混凝土法的结构抗力较大且结构延性较好。对类似工程环境的码头结构设计具有借鉴意义。     

砂桩排水板复合排水机理研究

目前复合排水地基固结度及强度无法从理论角度进行计算和预测,给工程设计及施工带来较大不便.针对这一问题,对砂桩排水板复合排水边界条件进行合理简化,推导出复合排水理论模型;并借助有限元软件PLAXIS 3D进行分析,将PLAXIS 3D计算结果与理论结果进行对比,并给出排水体控制区域不规则修正系数a的建议值.结果表明,理论模型计算结果与数值模拟结果相吻合;在砂桩间距大于3 m时,a值建议取1. 20～1. 35,当砂桩间距小于3 m时,a值建议取1. 35～1. 50.     

高桩码头评估的干扰能量法及与常规方法的对比

针对高桩码头的检测评估工作中缺少合理有效的评估方法和评估指标的问题,对结合干扰能量法的高桩码头结构评估指标进行研究。采用变分原理和最小势能原理,结合高桩码头的结构特点,建立基于干扰能量法的高桩码头结构整体安全评价的指标体系,并与现行规范进行对比。结果表明,此方法在评估局部构件的同时,还可定量给出结构的整体安全系数,能够反映不同构件对于整体安全性的贡献。     

无梁板式高桩码头温度效应分析

气温的年变化会引起结构内温度的均匀变化,从而使得结构内部产生变形和内力,在高桩码头工程中温度作用往往会引起不利影响。为了研究无梁板式高桩码头的温度效应,基于无限板的热传导规律,以工程实例为依托,利用有限元软件ABAQUS建立三维模型。结合杭州地区的逐时气象资料,研究了气温变化特征、面板温差场以及结构变形与位移的变化规律,并对基本气温的选取进行讨论。结果表明:气温在无梁面板中呈现以厚度方向为主的一维传热特征,温度场在水平向分布均匀;气温年变幅在面板内几无衰减,日变幅对面板温度影响不可忽略;面板的整体温差与竣工时气温和年平均气温差,以及年变幅、日变幅的衰减值有关;无梁板码头基桩的温度响应受面板的整体温差控制,两者瞬时同步变化。     

外海钢管斜桩嵌岩混凝土芯柱成孔技术

在外海无掩护孤立墩施工环境条件下,灌注桩斜向成孔一直是施工难点。分析斜桩嵌岩混凝土芯柱在硬度较高岩层中成孔时存在的钻孔偏位、坍孔、钻孔进尺缓慢等施工难点及原因。采取针对性措施:选用气举反循环回旋钻机、采用采用牙轮滚刀钻头、钻杆中部加设导向装置、采用海水制浆泥浆护壁、合理调整钻压钻速等参数,成功克服了此类条件下灌注桩斜向成孔施工中的难点问题,形成外海斜桩嵌岩成孔技术,为同类工程提供借鉴。