考虑相邻结构段作用的高桩码头设计方法

高桩码头有限元计算通常选取一个结构段进行分析计算,忽略结构段之间凹凸缝的传力作用,从而导致计算结果较保守,不利于当前环境下与国际咨询设计公司的竞争。基于SAP2000有限元计算软件,在计算模型中引入水平线性弹簧单元,模拟相邻结构端的凹凸缝的水平约束作用,并建立整体模型分析验证该弹簧单元的有效性。最后给出水平线性弹簧刚度随结构段数量增加而改变的曲线,为高桩码头计算提供参考。计算结果表明水平线性弹簧单元和实际整体模型的桩内力计算误差都在合理范围以内,验证了该方法有效性。引入等效侧向弹性用于高桩码头结构设计计算,给出一种优化的高桩结构设计方法。     

Dynamic performance of high-speed train passing windbreak breach under unsteady crosswind

Field test and computational fluid dynamics (CFD) method are conducted to investigate the safety of high-speed train under unsteady crosswind. Wheel–rail forces of high-speed train passing a breach between two windbreaks under strong crosswind are measured in a field test. The derailment coefficient of first wheelset of front car at the windward side reaches the allowable value. Meanwhile, the left and right of lateral wheel–rail force are in the opposite direction. This kind of phenomenon has not been tested before. Therefore, CFD and multi-body simulations are performed in order to study the phenomena. Good agreement is obtained between the simulation results and the experimental data. It is concluded that the sudden increase of transient aerodynamic loads, when the train passing the breach, is the root of this phenomenon; after running along the same direction as carbody and bogie run along the opposite direction during the high-speed train passing the windbreak breach; larger opposite longitudinal creeping forces of first wheelset compel the first wheelset to yaw toward the windward side; meanwhile, larger lateral wheel–rail forces compel the first wheelset to run toward the windward side rail; the left and right lateral wheel–rail forces become opposite because the right wheel impacts the windward side rail.     

物探船谐波综合治理方案研究

先进的三维物探船是电力推进形式的科考船,配置有变频控制的大功率推进电机和震源空压机,电站谐波必须进行控制,否则将导致高精度信号的采集和运算产生较大误差。本文以国内首艘自主设计的某三维物探船为例,根据投资预算、谐波控制指标、勘探作业特点、动力冗余等要求,对变频器选型论证、对发电机参数调整,制定全船谐波的综合治理方案,对同类船舶动力系统的设计具有借鉴意义。     

椭圆余弦波对圆弧型固立防波堤的绕射波浪力

基于椭圆余弦波绕射理论,应用特征函数展开法,推导浅水波对圆弧型固立防波堤绕射的波势解,据此计算作用于防波堤的水平波浪载荷。结果表明:浅水波入射角与非线性影响参数、海况条件以及防波堤几何条件等因素的相对变化对波浪作用均存在一定的影响。与微幅波理论对比可知:在一定浅水条件下采用椭圆余弦波一阶分量模型所计算的最大无量纲波浪力均明显高于微幅波理论的对应估值,反映了水波非线性因素的影响效应。     

绞吸挖泥船抗风能力研究

绞吸式挖泥船在远海施工常常面临恶劣的环境条件,研究利用现场实际情况提高船舶的抗风能力至关重要。以绞吸式挖泥船"天凯"为研究对象,通过对环境力的分析,包括风、海流、波浪等环境因素,研究船舶在各种环境条件下受力情况,对船舶锚机建立物理模型进行数值模拟,提出锚机座改进方案,提高了船舶的抗风能力,提出船舶外海抗风方案,提高了船舶外海施工适应性和安全性。     

升船机卧倒门启闭船舶停泊条件三维数值模拟

升船机卧倒门启闭过程中,船厢内船舶停泊条件研究是升船机水力学的关键问题之一,通过结合RNG k-ε紊流模型、自由液面VOF模拟方法以及模拟物体自由运动的GMO模型技术,对卧倒门启闭过程中船舶停泊条件进行了数值模拟研究,并对船厢内的流场和船舶系缆力进行分析,计算结果与模型试验结果吻合良好。     

绣江复航工程白马枢纽省水船闸三维水力特性数值模拟

建立白马枢纽省水船闸三维紊流数学模型,对船闸充水过程的正常运行工况进行数值模拟,分析水力特性以及船舶系缆力,并与相同水力边界条件下的普通单级方案进行对比分析。结果表明,省水方案较普通单级方案,按下一级阀门提前开启的方式,充水时间有所延长,增幅6.7%;3个流量峰值中,1峰和2峰值降幅分别为30.98%、31.6%,3峰值增幅为15.16%;船舶纵向最大系缆力和横向最大系缆力降幅分别为36.25%、44.18%。船闸的水力特性等各项参数均满足规范及设计要求。     

三船并排首尾锚泊时港内允许波高的试验研究

目前我国渔港港内锚地允许波高是参照国外规定根据经验确定的,国内缺乏相应研究。以212 k W(275 HP)拖网渔船为代表船型进行三船并排首尾锚泊的物理模型试验,研究不规则波作用下并排渔船的锚泊力及运动量的情况,同时与单船锚泊时的结果进行对比。结果表明:三船并排锚泊时内侧非直接受浪作用的渔船,其拉力和横摇角度均大于最外侧直接受浪作用的渔船;当港内波高较大且周期也较大时,三船并排锚泊比单船锚泊安全性更高些;在本次试验范围内,三船并排首尾双锚锚泊时的允许有效波高比单船允许的波高要偏大,建议取为0.9 m。     

浅埋矩形顶管群密贴施工的顶推力分析研究

为明确矩形顶管群密贴施工中顶管顶推力的发展规律与影响因素,以圆形顶管顶推力计算理论为基础,依托实际的试验工程背景,分7个工况分别进行顶推力的统计分析。通过多工况理论估算与实测数据对比,验证管顶推力的实测值与理论值在规律上的一致性,同时得出该理论值较实测值偏小的结论。针对试验工程中出现的减摩失效、顶管背土、姿态异常等问题展开研究,通过对比分析不同工况实测顶推力发展规律,最终得出: 就本工程而言,减摩泥浆的减摩效果明显,顶推力减小约38.2％; 顶管背土与顶管姿态对顶推力具有较大的负面影响,其中,顶管背土导致每节顶推力增加约16.7％,顶管姿态异常引起顶推力额外增加17.8节的理论推力。     

中天山隧道TBM施工机械台班维护费研究

为解决再制造TBM隧道施工机械台班维护费随工作台班数变化的成本支出控制问题,为相关企业的造价管理提供理论支撑,通过对西康秦岭隧道TB880E型全断面岩石掘进机施工现场统计的维护费数据进行分析,建立维护费和TBM台班数的数学关系模型,提炼出TBM维护费随台班数的发展函数关系式,验证中考虑到TBM停滞期间发生费用和局部再制造费用对工作台班数的影响,最后以中天山隧道等项目的TBM维护费支出情况来验证理论的正确性。得出： TBM隧道施工机械台班维护费和工作台班数存在一定的函数关系; 研究思路和成果可为今后类似隧道工程在前期概算编制、成本控制等方面提供参考,为铁路行业的管理者在今后制定相关TBM隧道施工企业定额、项目精细化管理提供借鉴。