高寒地区公路涎流冰病害的治理

通过对高寒地区公路涎流冰病害产生原因的分析 ,提出了对不同类型的公路涎流冰采取不同防治的办法和途径 ,突出强调了截、导、渗、蓄、挡在彻底根治公路涎流冰病害中的作用     

考虑流凌效应的大跨径梁桥最大悬臂施工状态作用响应分析

内蒙古包树黄河特大桥工程在黄河凌汛期恰好处于最大悬臂施工阶段,为保证其安全度汛,对此种不利工况进行作用响应分析及安全性验算.采用计算土弹簧刚度来模拟桩-土摩阻效应,并采用Maxwell模型以模拟墩顶新型粘滞阻尼器的墩梁位移效应,建立了该桥最大悬臂施工阶段数值仿真模型.在流凌期间实测流冰荷载、洪水荷载及风载等作用组合下,计算分析了该桥最大悬臂阶段桥墩和主梁的线形变化和受力特性.结果表明,流冰荷载单独作用对该桥最大悬臂阶段桥墩和主梁线形和内力影响有限,同时在各荷载工况下桥墩及主梁线形和内力均满足桥梁监控要求.     

Numerical Simulation of Ship Collision with Rafted Ice Based on Cohesive Element Method

The gradual increase in shipping and drilling activities in the Arctic regions has resulted in the increased importance of studying the structural safety of polar ships in various ice conditions.Rafted ice refers to a type of accumulated and overlapped sea ice;it is driven by external forces,such as wind and waves,and may exert high loads on ships and threaten their structural safety.Therefore,the properties of rafted ice and the construction of numerical models should be studied before exploring the interaction and collision between ships and rafted ice.Based on the nonlinear finite-element method,this paper introduces the cohesive element model for the simulation of rafted ice.The interaction between ships and rafted ice is studied,and the ice force of the hull is obtained.Numerical simulation results are compared with model test findings,and the effectiveness of the cohesive element method in the construction of the model of rafted ice materials is verified.On this basis,a multilayer rafted ice model is constructed,and its interaction with the ship is studied.The research unveils that rafted ice parts impede crack generation and slow down crack propagation to a certain extent.     

我国加入压载水公约的前景分析和对策

本文介绍了船舶压载水的由来及相关国际公约,就压载水公约产生的影响进行分析,对各领域的前景作了合理的预测。对照公约要求,结合我国实际,从国际与区域管理、国家管理和港口管理三个层面,日常管理和应急管理两个方面,提出应采取的对策措施。     

船舶骑冰事故下船体梁结构强度特征分析

目的针对船体梁与冰层相互作用后的结构强度变化问题,提出骑冰工况下船体梁结构强度分析方法,揭示相应的结构强度特征。方法首先,建立船体梁结构强度分析模型,并根据各分段属性建立对应的船体梁载荷分析模型;然后,在载荷分析模型中求解得到骑冰工况的浮力分布并代入结构强度分析模型中,以考虑骑冰带来的浮力变化;最后,施加重力及冰层支反力,进行结构强度计算,并分析抬升位置和抬升高度对船体梁浮力、剪力、弯矩以及局部应力分布的影响。结果结果显示,当船首抬升高度变化时,船体梁存在浮力与剪力不随抬升高度变化的点,该点分别位于船体梁后半段以及船中;当抬升位置位于球鼻艏时,该部位的舷侧外板更接近于垂直,不利于抵抗冰层支反力,导致高应力面积相对较大,更危险。结论采用所提方法能够计算船体梁结构在船首大幅度抬升情况下的结构响应,计算效率高,可初步判断危险骑冰工况下船体梁的结构强度。     

碎冰环境下通气航行体出水流场演化及载荷特性研究

为探究碎冰对水下航行体出水过程的影响,基于计算流体动力学方法,结合重叠网格技术和接触耦合算法,建立了水下航行体与冰-水混合物相互作用的数值模型.考虑航行体与海冰的碰撞作用,对航行体穿越冰-水混合物的出水过程开展数值模拟,并与已有的试验数据进行对比,验证了该方法的合理性.基于建立的数值计算方法,开展了有碎冰和无碎冰工况下航行体出水过程中的运动特性和流场演化研究.研究表明,碎冰的存在使流场演化更加剧烈,改变了通气空泡的演化过程和溃灭形式,航行体的运动特性和表面载荷演化与碎冰的关联较为密切.     

直立宽大结构局部冰压力幅值研究

为了明确极区直立宽大结构局部冰压力幅值及压力面积曲线的影响因素,本文首先对ISO 19906规范中的局部冰压力计算方法进行了分析,发现其局限性较大.其次,基于离散元方法模拟不同海冰条件与多种尺度结构的相互作用,发现局部冰压力幅值随冰厚的增大而明显增大,随结构宽度的增大而减小;局部冰压力幅值及其标准差随宽厚比的增加而减小,表现出明显的尺寸效应.最后,采用方形区域平均法研究了冰厚和宽度两种尺寸因素对压力-面积曲线参数的影响,选取某种相似工况与ISO规范进行对比.验证了离散元模拟方法处理局部冰压力-面积曲线的合理性,可为平台的抗冰性能分析和结构设计提供一定依据和参考.     

层冰作用下直立圆柱结构冰载荷研究

层冰是冰区海工结构作业时遭遇的主要冰况之一,直立结构是海工结构的常见构型,因此,开展层冰作用下直立结构冰载荷研究对海工结构抗冰强化设计和安全评估具有重要意义.本文首先对层冰与直立结构作用过程进行概括分析.然后开展直立圆柱结构冰载荷的机理性试验,研究层冰的失效行为以及结构冰载荷的特征.最后基于黏聚单元模型和海冰软化本构开发层冰与结构作用模拟的数值仿真模型,对层冰的裂纹扩展和破碎过程进行模拟,同时利用试验数据对数值仿真模型的正确性进行验证.本研究工作可为结构冰载荷的数值和试验研究奠定重要基础,为冰区海工结构的设计建造提供技术参考.