大跨度自锚式悬索桥钢-STC组合桥面箱形加劲梁抗风性能试验研究

以株洲枫溪大桥为工程背景,采用有限元计算和节段模型试验相结合的方法,研究大跨度自锚式悬索桥STC组合桥面钢箱加劲梁的抗风性能。研究结果表明:钢-STC组合桥面箱形加劲梁结构在-3°、0°及+3°的3种风攻角下,颤振临界风速均远高于桥位处检验风速,设计方案满足颤振稳定性要求,且有较大富余度。成桥状态下的原型断面在+3°攻角下出现了11.1~16.7 m/s与22.7~33.4 m/s两个竖弯涡振区,其中在第二个竖弯涡振区,其峰值振幅0.188 m超过规范允许值。通过对截面进行局部优化后,涡振均在规范允许值以内。节段模型测力风洞试验基于风攻角为-12°至12°范围内变化,研究了加劲梁断面的静力三分力系数的变化规律。大跨度自锚式悬索桥的钢-STC组合桥面宽幅箱形加劲梁的抗风性能试验研究为类似桥梁的设计提供依据和参考。     

Field experiments on laterally loaded piles for an offshore wind farm

Pile foundations are widely used to support offshore wind turbines due to their cost effectiveness and rapid constructions. Offshore piles must be designed with enough capacity to withstand overturning moments caused by wind turbines and other environmental factors such as wave excitations and extreme winds. In this study, a full-scale field experimental test is undertaken to determine the pile behaviour under various lateral loading conditions. A distributed fiber optic sensing technology is used to measure strains along two instrumented piles. The bending moments and lateral deflections are calculated from distributed fiber optic sensors, and then analysed with the various p-y methods. Field measurements indicated that for two offshore piles ZK01 and ZK28 with diameter of 2 m and length of 71.5 m and 77.5 m, the maximum lateral movements under a given lateral load of 800 kN were 369.1 mm and 351.7 mm, respectively. The maximum bending moment occurred at 6.5 m and 5.5 m below seabed level with the corresponding depth of 12.15D and 11.95D for pile ZK01 and ZK28, respectively. The position of “zero crossing” of soil resistance for two instrumented piles is almost the same, even though the piles have different lengths. The lateral deflections and bending moments of the two instrumented piles are predicted by the API and hyperbolic method, which indicates that the hyperbolic method yields larger prediction errors than the API method. A modified p-y approach is then proposed for more reliable predictions when compared with field measurements.     

气动载荷对半潜式海上风机运动响应的影响分析

以DeepCwind海上风机为研究对象,利用有限元软件ANSYS AQWA进行风机频域水动力数值仿真分析,得到水动力参数以及幅频响应曲线,将得到的水动力参数导入到FAST软件中,对风机气动-水动-锚泊系统的时域耦合运动分析。在此基础上,讨论了气动载荷对于半潜式风机运动响应的影响。结果表明,气动载荷对于半潜式风机运动响应的影响较大且不可忽略,横摇,横荡以及首摇运动随着气动载荷的增大而增大,垂荡运动随着气动载荷的增大而减小,风作用在叶片上所产生的气动阻尼削弱了垂荡运动,增强了横荡、横摇和首摇运动。     

引江济淮工程巢湖水域风浪特性研究

根据巢湖湖区附近波浪及气象资料,采用经现场观测资料验证的考虑风能输入和底摩阻影响的非线性抛物型缓坡方程波浪数学模型对巢湖水域风浪特性进行研究,所建立的数学模型可较好地预测巢湖水域的波浪场及波高分布情况。结合湖区地形及平面布置,进行全方向的波浪数值模拟计算,得出湖区波浪场分布情况,为相关工程设计提供参考。     

深远海域TLP漂浮式风电施工技术探究

通过结合国外TLP施工技术以及国内近海风电施工经验,研究了陆域建造、风机拼装、海上运输与海上安装的TLP风电施工技术,同时调研分析了海上安装采用的锚固基础、筋键与连接器的适应性等,并对TLP风电大规模施工提出建议,研究结论对我国将来开发深远海漂浮式风电具有一定借鉴意义。     

自升式风电安装船液压销孔式升降系统研究

上海振华重工为某用户设计建造的1000t自升式风电安装船采用的目前国内最先进的双液压升降形式的液压销孔式升降系统。本文对该升降系统的总体结构、特点、主要技术参数、功能及组成、各工况下的工作原理、具体应用方案等方面进行了系统、深入地研究和分析,并总结了该升降系统取得的技术效果,为今后类似项目或连续式双液压升降的升降系统的进一步研究与设计奠定了基础。     

变桨器故障引发停机对海上桁架式Spar风机运动的影响

应用空气动力-水动力时域耦合模型,模拟风机叶片因变桨器故障而卡住并由此引发的停机过程,研究此故障情况对海上桁架式Spar风机系统6个自由度运动响应的影响。研究结果表明:开发的数值模型成功地模拟了风机进入停机过程中的电网断开以及空气动力制动,预报的纵摇运动与其他数值模型的结果接近。通过桁架式Spar风机系统在正常工作情况和故障情况下的对比发现:纵荡、纵摇、横荡以及横摇的振幅因故障而增大,艏摇运动在停机过程中被快速激发,振幅大幅增加,揭示了此类故障对海上Spar风机系统的安全性构成威胁。     

输气站场管道振动原因分析

输气站场管道异常振动会造成管系疲劳失效,给安全生产造成巨大的隐患。文中从振源方面将管道振动分为机械导致的振动和流体导致的振动,并对其进行原因分析。研究表明:机械导致的振动通常为转动设备本体设计不合理或安装质量问题导致的振动传递给管道;流体导致的振动通常是管内气流脉动引起的气柱共振或机械共振。利用研究结果对某输气站场管道振动原因进行分析,发现是气流脉动产生的机械共振所导致,建议在设计天然气站场工艺时要尽量避免流场的剧烈、频繁变化,以减少或避免流致振动。     

上海市域铁路桥梁主要技术标准分析

目前上海市域铁路缺少具体规范指导设计,对市域铁路桥梁主要技术标准如:列车设计活载、桥梁结构形式、桥墩结构形式、抗震分析、桥墩纵向水平线刚度、竖向自振频率、结构变形等进行分析,可为今后市域铁路桥梁设计提供参考。     

微椭圆截面斜拉索风致振动特性与机理

斜拉桥斜拉索在生产、运输、安装和运营过程中,在各种因素的作用下,有可能使得其截面形状不再是标准的圆截面,经过调研与统计,部分斜拉索具有长短轴之比接近1的微椭圆截面,研究微椭圆截面斜拉索气动力和风致振动特性具有重要工程价值。通过对3种长短轴之比（L/D=1.05,1.10及1.15）的微椭圆斜拉索模型进行测力和测振风洞试验,对比分析了微椭圆斜拉索与标准圆柱斜拉索的风致振动特性,研究了雷诺数、风攻角和长短轴之比对风致振动特性的影响规律,并尝试运用Den Hartog驰振准则对振动机理进行分析。研究结果表明：斜拉索的截面由标准圆变为微椭圆之后,在某些风攻角下振动更加剧烈,发生振动的雷诺数范围更宽,起振雷诺数更低;振动中心随雷诺数的变化曲线与标准圆柱斜拉索不同,并且随风攻角而异;大幅振动主要发生在临界区和超临界区,对应雷诺数为Re=2.5×10⁵~4.0×10⁵,风攻角则在α=10°~30°和α=60°~80°范围之内;风致振动特性随雷诺数的变化规律与长短轴之比不是简单的单调关系,而是与风攻角相关;根据Den Hartog驰振准则判断可能发生驰振的区域与试验中实际发生振动的区域吻合较好。