基于FSA方法的新船试航中主机调试安全性评估

新造船舶试航过程具有诸多的特殊性,也存在很多事故隐患,其安全性不容忽视。在诸多新船试航事故中,主机失控是其中重要的隐患之一。采用FSA方法对试航过程中主机安全性进行评估,通过建立故障树(FTA),找出引发主机失控这一安全隐患的最小径集,在此基础上做出有针对性的分析,并提出相应建议,确保新造船舶航行试验安全顺利进行。     

深水平台上层模块海上吊装多浮体响应分析

海上吊装操作是平台海上安装作业中的重要一步,深海吊装操作面临着恶劣海况的考验。对于海上吊装操作过程中的多浮体相互干扰运动,采用了时域数值纽马克方法求解,选定JONSWAP风浪谱进行随机海况模拟。重点研究了不同浪向组合对多浮体运动响应的影响,提出安全作业浪向。在安全海况下进行了不同风速影响的研究,提出安全作业的风速范围。在安全作业海况下进行了吊装操作模拟,证实吊装操作能平稳进行,对海上吊装操作安全顺利进行具有重要意义。     

船舶波浪载荷短期极值的经验公式

对散货船、油船、集装箱船的多艘实船进行了短期波浪载荷直接计算,分析了这三种船型的船舯垂向弯矩、L/4(L为船长)处垂向剪力、3L/4处垂向剪力的若干规律,以及集装箱船型的扭矩、船舯水平弯矩的若干规律.根据这些规律,总结出一套针对特定船型的短期波浪载荷极值的完整计算公式.     

弹性通舱管件设计研究

为减少振动能量沿管路的传播,设计了海水管路和一般管路的弹性通舱管件.对这两型弹性通舱管件制订了技术参数,进行了多种方案对比分析后,各确定了两种方案.然后根据实船使用状况对这两型方案采用有限元法进行了静力分析、密性分析和隔振性能分析,还进行了疲劳试验.结果表明:对于通舱管件,在过流件和安装件之间嵌入减振橡胶这样一种设计形式,有效地降低了管路系统振动噪声由通舱管件向舱壁和船体的传递;并能在保障该产品功能和安全性的同时,满足所确定的各项性能参数和声隐身性能等技术要求.该弹性通舱管件可靠性高、减振性能好,并且满足上船安装和使用的相关要求.     

基于CFD的风帆助航技术效能分析

在模型试验的基础上,运用计算流体力学(CFD)方法,分析了基于机翼理论的风翼帆船利用风能辅助推进的特性.在仿真软件Fluent的仿真计算的基础上,当采用风帆助航技术时,对风帆产生的推力及由此引起船舶阻力变化进行了分析,从而对风帆助航技术的效能进行评估与分析,得出了远洋船舶利用清洁能源(风能)在经济性与环保性方面的可行性.并提出风帆助航技术应用于大型远洋船舶后续需要解决的问题.     

非线性滤波器在动力定位船位估计中的应用

针对动力定位船舶在作业过程中因丢失GPS位置测量信号,从而导致动力定位系统不能正常工作,而使船舶偏离作业点的问题,设计了一种非线性滤波器,它可以利用以前保存的历史数据进行船舶位置的实时估计,从而使船舶在一定的时间内可以维持在作业点附近,当重新获得GPS信号后,又可以快速地进入正常工作状态。为了使历史数据能够更准确地反映船舶的实时位置,利用历史数据相对于作业点的平均偏差对历史数据进行了补偿。最后给出了此非线性滤波器在船舶仿真系统中的仿真曲线,分析表明在有滤波器的情况下,船舶真实位置估计的准确度比没有滤波器的情况下有明显的改善。     

中承式集束钢管混凝土拱桥的加固设计研究

针对某中承式集束钢管混凝土拱桥的维修加固,结合桥梁病害检测和数值仿真结果,提出了3种桥面系改造加固方案。多方比选的研究结果表明,若不考虑管芯混凝土收缩,拱肋应力偏小,而管芯混凝土压应力偏大,拉应力偏小;采用支架灌注的方法可减小拱肋应力,但会增大管芯混凝土压应力,减小管芯混凝土拉应力;方案2通过将桥面系更换为钢纵、横梁格构体系、更换吊杆可有效改善原拱桥结构受力,提高了结构承载能力。本研究可为同类桥梁加固改造设计提供参考。     

跨海隧道深基坑穿越临海断裂带处理方案优化

本文以深圳前海某跨海隧道深基坑穿越临海断裂带项目为例,通过现场勘察、数值模拟分析以及降水试验,将采用断裂带帷幕注浆的原设计方案优化为仅采取降水处理断裂带,实施效果良好,可为后续类似工程提供借鉴经验。     

不入岩深基坑围护结构施工工艺选择

不入岩深基坑围护结构常用施工工艺有排桩、咬合桩以及地下连续墙。基于昆明市轨道交通5号线弥勒寺站基坑围护项目,综合考虑不同施工工艺的地层适应性、施工效率、工程造价以及质量控制等因素,对该项目进行施工工艺比选。结果表明,(1)仅采用排桩或咬合桩工艺一般施工下无法满足部分施工场地穿过硬质圆砾层要求;(2)排桩难以满足抗渗要求;(3)仅采用地下连续墙作为围护结构则会造成工程造价过高,经济性较差。最终确定了以地下连续墙为主,咬合桩为辅的基坑围护结构施工工艺。     

中、下承式拱桥悬吊桥面系强健性加固试验

为增强中、下承式拱桥悬吊桥面系的强健性,以无纵桥向加劲梁的中、下承式拱桥悬吊桥面系为研究对象,提出了一种采用钢管桁架加劲纵梁的悬吊桥面系强健性加固结构,对比分析了悬吊桥面系强健性加固前后吊杆断裂时剩余结构的动力响应;开展了钢管桁架加劲纵梁强健性加固结构模型试验和有限元分析,研究了吊杆断裂后加固结构的受力性能与破坏模式;讨论了精轧螺纹钢筋预紧力、开孔钢板厚度和材质对强健性加固结构受力性能的影响。研究结果表明:采用钢管桁架加劲纵梁加固悬吊桥面系后,长(短)吊杆断裂时桥面系最大竖向位移与应力分别降低了1.30(1.31)和3.31(1.99)倍,与断裂吊杆相邻的吊杆的最大索力降低了1.25(1.25)倍;在弹塑性阶段,钢管桁架加劲纵梁加固结构的开孔钢板发生弯曲变形,横梁下排植筋破坏,达到极限荷载时,中间下侧加劲钢板与开孔钢板间的焊缝发生断裂,随后下弦管与开孔钢板间的焊缝出现开裂而丧失承载能力;精扎螺纹钢筋合理预紧力为50 kN,开孔钢板合理厚度为20 mm;开孔钢板的材质从Q235提高至Q345时加固结构极限荷载增加了11.9%,说明提高开孔钢板的材质强度可有效提高加固构造的极限承载力。综上所述,采用钢管桁架加劲纵梁加固中、下承式拱桥悬吊桥面系可有效增强其强健性。