三峡库区滑坡涌浪作用下船舶锚链拉力试验研究

长江是我国最重要的内河航道, 号称“黄金航道”,航道内船舶数量众多,因装卸货物等原因处于锚泊状态的船只十分常见。三峡工程蓄水后,库区滑坡频发,滑坡产生的涌浪很可能使船舶锚链发生断裂,造成巨大的人身伤害和财产损失。目前主要采用理论分析和经验分析的方法对船舶锚链及受力进行研究,物理模型试验的研究分析较少,因而在设计锚链拉力时可能会与实际情况有较大出入。通过岩体滑坡涌浪物理模型试验研究不同工况滑坡体情况下位于滑坡附近河道弯道段和直道段船舶锚链拉力的变化情况,得到涌浪传播过程中船舶首尾锚链拉力的变化规律,分析得到不同波高、周期及水深情况下船舶锚链拉力的变化规律,运用多元回归分析得到最大锚链拉力的经验计算式。研究结果可为三峡库区船舶安全管理提供相应参考。     

三峡升船机下游导航墙系船柱强度分析

作为船舶停靠的必要设施,导航墙系船柱对停泊可靠性至关重要。以三峡升船机下游导航墙系船柱为研究对象,采用ANSYS Workbench有限元分析软件,建立了导航墙墙体与系船柱三维有限元模型;通过理论及有限元计算,分析了系船柱在船舶平稳靠泊、船厢开关门时靠泊以及大尺寸船舶复杂通航环境下靠泊的受力、应变及应力情况。结果表明,下游导航墙系船柱满足一般船舶过厢靠泊需求。研究成果可为三峡升船机上行船舶导航墙安全靠泊提供参考。     

码头系锚设施安全性分析

将理论分析和具体计算成果相结合,分析了影响码头系锚设施安全性因素,研究了由系锚设施的安全性导致码头整体的安全问题,通过对具体码头泊位系锚设施系缆力计算,得出了系锚设施的首缆、横缆、尾缆、外开锚的受力情况,以此判断码头系锚设施的安全性,给出了解决由系锚设施导致码头整体失稳的方法,提出了安全对策和建议。     

桩基位移的原因分析及处理方法

一、工程概况宁波大榭关外5万吨级液体化工码头工程,位于宁波——舟山港大榭港区B作业区,码头按照5万吨级(结构按照10万吨级设计)液体化工泊位设计,即码头可以停靠1艘5万吨级船舶,当不靠泊大型船舶时可以满足2艘1万吨级船舶同时靠泊作业。码头泊位长度为360m,工作平台长228m,宽19m。码头与后方陆域通过引桥连接,引桥长57m,宽11m。工作平台采用高桩梁板结构,桩基主要采用φ1200mm预应力混凝土三绞线大管桩,详见码头断面图。     

柔性系靠泊结构系缆力计算

针对外海轻型码头结构的特点,通过能量法建立了系泊船舶在承受各种外部荷载时系缆力的数学模型,并编制了计算程序,给出了在2种外荷载工况下系缆力与缆绳和系船墩刚度比之间的变化关系.结果表明,缆绳和系船墩的刚度比对系缆力的影响很大,并且使系缆力发生重分配,系缆力变幅约为10%.因此,对于外海的轻型码头结构,在计算系缆力时,建议考虑缆绳与系船墩之间的刚度比对系缆力的影响.     

南海浮式码头与系泊系统动力耦合分析

南海部分海域由于海底地形限制,运输船舶无法正常靠泊作业,可采用成本较低的浮式码头供运输船舶停泊使用。该文应用基于开源平台Open FOAM开发的船舶与海洋工程CFD求解器―naoe-FOAM-SJTU,对一座分布式系泊系统的浮式码头在入射波浪作用下的运动响应进行了数值模拟。文中系泊系统的求解采用基于集中质量法的动力分析方法,给出了码头运动和系泊系统所受动力的时历曲线,并且将结果同静力分析进行对比,验证了采用动力分析方法的可靠性和必要性。     

滑坡涌浪影响下船舶航行限制范围试验研究

三峡库区滑坡时有发生,滑坡产生的涌浪对航道中的船舶航行安全构成巨大威胁。以万州沱口码头河段为原型,设计岩体滑坡涌浪物理模型试验。试验中测得不同工况下首浪高度和沿程涌浪高度,运用回归分析方法得到首浪高度和沿程涌浪衰减的经验计算式,并由此推算得出船舶航行限制范围的计算式。运用船舶模型试验的方法对船舶航行限制范围计算式进行了验证,同时对波流场中如何计算进行说明。船舶航行限制范围的确定可为船舶避险措施研究提供重要依据,对减少滑坡涌浪对船舶损坏及人员伤亡具有重要的现实意义。     

规则波作用下系泊船舶撞击能量综合分析与建议的计算式

本文是在规则波作用下进行的20万吨级船舶对码头作用荷载的模型试验结果的基础上,结合国内对2万、5万和10万吨级船舶的模型试验研究结果进行了综合分析。以能量转换及动力分析为依据,从合理的及便于应用的观点出发,提出了规则波作用下,2万～20万吨级船舶对码头撞击能量的建议设计计算式。可供修改港工技术规范中的有关条文时参考应用。     

宝钢马迹山港扩建卸船码头水流条件分析

宝钢马迹山港扩建卸船码头涨潮时水流与码头前沿存在20°左右夹角.对船舶靠泊有较大影响.通过物理模型试验,比较分析了多个方案的整治效果,结果表明,设置一定长度的导流堤可有效改善扩建卸船码头前水流流态,并推荐东导流堤150 m方案.推荐方案实施后,现场水文测量资料分析表明,工程实施后的水流流态与模型试验结果完全一致,明显改善了扩建卸船码头前沿的水流条件,涨潮时水流与码头前沿夹角平均为5°～10°,基本归顺了码头前沿水流.     

河口湾顺岸码头水流结构对船舶系泊的影响研究

该文针对九龙江河口湾顺岸码头多次出现系泊船舶漂移情况,在现场调研和分析的基础上利用排除法初步确定了主要影响因素。根据现场实测水文、地形等资料,采用潮流数学模型和船舶系泊物理模型对该集装箱泊位的水流结构及船舶漂移过程进行了模拟试验。根据试验结果研究了河口湾大潮差环境下系泊船舶漂移的主要影响因素,并据此提出了有关工程措施和建议。研究结果表明,由于码头边界引起的局部特殊水流是该泊位系泊船舶漂移的主要水动力因素,通过延伸导流堤和疏浚措施能够改善水流和受力条件,降低船舶漂移风险。     

船舶进出闸室对系缆力的影响

船舶进、出闸室时,船行波在闸室内引起较大水面波动,造成闸室内系缆船舶的系缆力增大,影响闸室内的船舶停泊安全;大型船舶进、出闸室时,产生的船形波作用更强,对系缆船舶的系缆力影响更大。通过1∶36.3三峡船闸的物理模型和相同比尺5 000 t级典型大型船舶模型,采用系列物理模型试验,对船舶进出船闸时闸室内系缆船舶的系缆力进行了研究。研究结果表明,闸室内有系缆船舶时,船舶进、出闸的航行速度对系缆船舶的系缆力影响很大,进、出闸速度越快,其系缆力也越大。三峡船闸中,当水深5.5 m,闸室内有系缆船舶,大型船舶偏航进、出闸室时,为保证船舶停泊安全,航行船舶的进、出闸速度宜小于0.5 m/s。     

长江三峡工程助力长江经济带可持续发展

长江三峡工程是当今世界上最大的水利枢纽工程,具有巨大的防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益。三峡工程最早于1919年由孙中山先生提出、1993年经全国人大决策兴建、2008年提前1 a基本建成,至今已安全高效运行10余年,促进了中国经济社会的可持续发展。重点论述了三峡船闸及三峡升船机等三峡通航建筑物的建设关键技术,从提升航运效率出发,对实施三峡船闸运行以及三峡工程、葛洲坝工程两坝航运联调运行的技术和管理措施进行了试验研究,讨论了三峡水库蓄水以来长江泥沙与河道的演变情况。向家坝水电工程运行期的水库航运状况验证了三峡工程蓄水运行以来航运发展的规律,揭示了水电工程与航运发展的相互促进关系。面对未来峡谷河段高水头通航建筑物的发展需求,分析了建设环保节约型及本质安全型通航设施的技术可行性。三峡水库蓄水运行以来的通航统计数据和监测资料表明:三峡工程建成运行使长江黄金水道名副其实,并将在以共抓大保护、不搞大开发为导向的长江经济带发展中发挥更加关键的作用。     

三峡水库蓄水期长江中下游水文情势变化及对策

三峡工程于2009年8月通过正常蓄水(175m水位)验收,标志着三峡工程将进入正常运行阶段,全面发挥防洪、发电和航运等综合效益。三峡水库正常蓄水运行后,将改变长江中下游水文情势,水文情势的变化也将带来一定的次生影响。结合三峡水库2009年试验性蓄水情况,分析了三峡水库蓄水期长江中下游出现异常低水位的成因,初步揭示了三峡水库正常运行后长江中下游水文情势的变化规律,并对降低三峡蓄水对中下游的影响等相关对策问题进行了初步探讨。     

三峡库区城镇化发展状况及应对策略

三峡水库淹没了大量的城镇,迁建城镇是三峡库区城镇化的重要载体,通过大规模的移民搬迁,三峡库区城镇化水平实现了跨越式发展。通过对相关资料的梳理和实地调研,对三峡库区的城镇化发展状况进行了客观描述和评价,针对三峡库区在城镇化进程中存在的人地矛盾突出、城镇发展分化严重、基础设施与公共服务设施不配套、不完善等问题进行了分析,并提出了相关的对策建议。     

大藤峡船闸关键水力学问题研究

大藤峡船闸闸室有效尺寸为280 m×34 m,最高通航水头为40.25 m,是世界上首个水头超过40 m的大型超高水头单级船闸。单级船闸的特性以及闸室规模、工作水头和输水时间要求决定了其单次输水水体、输水最大流量以及进入闸室的能量,超过闸室尺度相近的三峡多级船闸,借鉴三峡船闸输水系统体型的初设方案闸室内船舶停泊条件问题突出。为此开展了1∶30比尺船闸整体模型试验,结合减压及局部模型试验与数模计算,通过输水系统体型创新、输水系统阻力及阻力分配调整和阀门运行方式优选,解决了大藤峡船闸闸室内船舶停泊条件及输水系统水流空化等关键水力学问题。研究获得的新型自分流全闸室出水输水系统布置型式,很好地解决了闸室高效输水和船舶停泊安全问题,显著拓展了等惯性输水系统对水头的适应性,其成果可供超高水头大型船闸设计借鉴。     

三峡水库对城陵矶防洪补偿库容释放条件分析

针对三峡工程承担的防洪任务,从长江流域与洞庭湖水系洪水特性,城陵矶附近地区防洪标准及防洪补偿调度方式,分析提出了三峡水库对城陵矶防洪补偿库容的释放条件。在发生流域型大洪水的年份,因需要三峡水库长时间拦蓄洪水,动用较多防洪库容,水库将长期处于较高水位运行状态。如洞庭湖水系不发生大洪水,三峡水库对城陵矶地区防洪补偿库容就可释放。除发生流域型大洪水的年份外,7月中旬后,洞庭湖水系一般不会发生大洪水,加上洞庭湖自身具有较大的调节洪水能力,防洪安全有保障,8月1日之后有条件逐步抬升三峡水库水位至155 m运行,可提高水资源综合利用效率,也可减轻三峡水库蓄水期间蓄水对湖区水位的影响,保障湖区供水安全。研究结果对三峡水库科学调度具有指导意义。     

三峡工程初期蓄水回水变动区涪陵河段泥沙模型试验研究

三峡工程初期蓄水运用阶段，涪陵河段处于回水变动区，该河段较之重庆河段，受水库壅水影响早，水位抬升高，泥沙淤积对航运设施的影响早。通过全沙模型试验研究，揭示了该河段的水流泥沙运动特性和河床冲淤规律，及其对船舶安全航行和靠泊的影响。     

浮箱系泊系统锚索静力特性分析

锚索的静力特性对浮箱系泊系统安全性及稳定性起着至关重要的作用。因此,有必要对浮箱系泊系统的静力特性进行深入研究,进一步为系泊系统设计计算提供参考。基于弹性悬链线理论及多点系泊系统静力计算方法,结合大型水动力学软件AQWA,选取一典型的矩形浮箱式结构系泊系统为数值仿真算例,并根据浮箱基本参数及相关技术要求,分别建立张紧式和悬链式系泊系统静力分析模型。详细研究了系泊缆索张开角度、系泊半径、缆索材料、张紧程度等关键敏感性参数对系泊系统缆索张力及位移静力特性的影响作用。研究结果表明:在讨论范围内,增大系泊半径、使用合成纤维索、适当增加预张力,可以加强对浮体运动的约束,进一步提高系泊系统的稳定性,增强系泊系统适应环境的能力。     

三峡船闸几种运行状态故障率探讨

本文给出了计算系统保证率的一般公式，运用葛洲坝２号船闸１０余年的运行资料，对三峡船闸几种运行状态的保证率进行了估算。研究表明，在三峡船闸建成初期，可能有一定碍航故障。