一种新型系船柱的研究设计

用当前材料、铸造技术、设计方法检验已沿用30 a的传统系船柱的设计完备性,认为其有值得改进、优化之处。以650 kN系船柱为例,从系船柱的材料选择、几何造型、受力机理、数值模拟4个方面阐述一种新型系船柱的研究设计。新型系船柱在安全可靠度、使用及维护性能、感官效果方面均有较大幅度提高,且造价与同等级传统系船柱相当。     

系船柱抗剪设计的探讨

本文对工民建行业外露式钢结构柱脚抗剪设计理论进行了详细介绍。结合系船柱构造及工作特点,建议在进行系船柱抗剪设计时,忽略底盘摩擦力及锚栓抗剪的影响。以系船柱各部件受力明确及充分发挥其材料性能为思路,提出设置专门抗剪措施的设计方案。为系船柱的抗剪设计提供了参考。     

内河船闸浮式系船柱系缆高度及浮筒关键参数研究

针对当前内河船闸浮式系船柱设计标准不一、关键参数拟定不够科学合理的问题,进行浮式系船柱系缆高度及浮筒关键参数研究。通过分析浮式系船柱设计参数及船闸运营经验,归纳几种典型结构形式浮式系船柱的结构特征及适用范围,得出适用于各级别船闸的浮式系船柱系缆高度的取值范围,以及浮筒吃水深度、直径和高度的取值依据。研究结果可有效指导船闸浮式系船柱关键设计参数的选取,对推动船闸浮式系船柱标准化、系列化设计具有重要意义。     

基于BIM技术的船闸浮式系船柱结构设计

针对二维设计在处理空间复杂的结构设计及计算问题时手段局限的情况，运用BIM技术在可视化环境下对船闸浮式系船柱进行结构设计，并基于BIM模型进行有限元模拟计算分析，对船闸浮式系船柱结构开展设计研究。建立固接式和铰接式两种结构形式的船闸浮式系船柱BIM模型，分别从结构构造和力学性能分析等方面进行研究。结果表明：铰接式船闸浮式系船柱的系缆小车可以很好地解决系缆高度适应性差等问题，多层系缆小车之间通过连杆柔性连接，降低了埋件的支承反力，并在结构安全性及后期维护等各方面均有较大提升，经多个船闸工程应用实践检验，可为类似工程设计和改进提供参考。     

船闸浮式系船柱升级改造设计与应用

随着船舶大型化的推进,部分船闸无法较好地满足过闸船舶安全系缆。以株洲一线船闸为例,在浮式系船柱井槽不变的前提下,对浮式系船柱进行升级改造设计。通过改变浮式系船柱结构形式,优化系缆高度、浮筒直径以及吃水深度等关键参数,将系缆力提升至100 kN,双层系缆高度分别提高至1 900和3 700 mm。经过有限元计算分析验证,系船架结构的强度、刚度均满足要求。工程实践表明：改造后的浮式系船柱边界参数与井槽尺寸匹配合理,投产后运行可靠,船舶过闸系缆解缆效果良好,可为类似船闸工程浮式系船柱的升级改造设计提供参考。     

系船柱接触有限元分析

基于有限元计算方法,以重庆涪陵区滨江路龙王沱某旅游码头改扩建工程为依托,采用非线性理论建立三维系船柱结构仿真模型,在设计工况下对锚杆与混凝土、系船柱底座与混凝土之间进行接触分析和计算。通过对接触状态及接触部位的应力分布研究,得到系船柱底座及锚杆分布规律等主要结论。     

船闸浮式系船柱系缆安全监测方法研究

为保障浮式系船柱的系缆安全,依托京杭大运河某代表性船闸,针对其浮式系船柱的实际结构特点,根据数学力学基本原理推导构建了可反映浮式系船柱柱身应变信号与船舶系缆力二者之间定量关系的表达式。在此基础上,提出一套针对船闸浮式系船柱系缆安全的监测方法。为了验证该安全监测方法的可靠性,对依托船闸中的代表性浮式系船柱开展了现场试验。通过将安全监测方法所获得的船舶系缆力与传统载荷量测手段测得的系缆力值进行对比,发现二者的相对误差低于15%,表明提出的船闸浮式系船柱系缆安全监测方法具有较高的测量精度。     

基于标准系缆力反演的系船柱结构安全评估方法

为保障系船柱结构安全,提出基于标准系缆力反演的系船柱结构安全评估方法,将固定系缆高度和系缆角度下的系缆力作为标准系缆力,分析系缆力对系船柱表面应变的影响,并将系船柱表面应变作为表征系缆力的参数,建立系船柱标准系缆力反演模型。针对现有系船柱结构,利用有限元方法分析系船柱结构表面应变分布特性。选取有限测点应变反演标准系缆力,与有限元仿真结果进行对比。结果表明,反演结果具有较高精度,可监测复杂系泊情况下的系船柱的受力特性;将标准系缆力与设计系缆力进行比较,能够评估系船柱结构安全。     

圆底盘系船柱锚栓拉应力的计算方法探讨

本文对现圆底盘系船柱和钢结构外露整体式矩形柱脚的锚栓拉应力计算理论进行介绍。以基于平截面假定的静力平衡法为基础推导出了圆底盘系船柱锚栓拉应力计算方程组,同时给出了利用迭代方法对方程组求解的计算步骤。得出了一套方便可行的圆底盘系船柱锚栓拉应力的计算方法,为今后圆底盘系船柱设计提供了可参考的理论依据。     

关于船闸系船柱及允许系缆力中欧指南比较分析

本文对欧洲指南和中国规范关于船闸内浮式系船柱的适用条件系船柱位置、允许受力的要求进行了比较分析,并对欧美指南和中国规范关于过闸的内河船舶、游船、海船允许系缆力的纵向、横向分力进行了对比。得出以下结论:与欧洲指南相比,我国关于浮式系船柱的适用条件即水头界限值偏低。对于首尾处系船柱间距和垂向间距,我国的取值范围偏大。欧洲指南对各因素考虑的比较全面,在复杂条件下船闸设计时可参考借鉴。     

悬链线法在船舶系柱拖力测试中的应用

由于在实际中没有合适的水流区域及足够大的系缆桩，因此不能够做系柱拖力试验或者环境条件对系柱拖力试验数据准确性影响较大。本文介绍了依据起重铺管船项目系柱拖力测试试验，详介了应用定位锚抛锚方法测试船舶系柱拖力的理论依据、试验步骤和实测结果，并对可能影响试验结果的因素进行了分析，为后续项目试验和研究提供参考。     

非标准带缆桩的设计研究

非标准带缆桩的设计关键是解决带缆桩强度的问题。详细分析比较了不同标准中关于带缆桩强度的校核原则,阐述安全系数的合理性。分别采用标准校核法和有限元分析法对标准带缆桩进行强度分析,推断带缆桩拖带载荷与其安全工作载荷的直接关系。有限元分析法同时揭示带缆桩基座对带缆桩整体强度的重要性,凸显了有限元分析法的全面性。针对非标准带缆桩设计提出建议,提供非标件设计实例,为带缆桩非标件的设计提供参考。     

嵌入式带缆桩甲板加强结构设计

采用有限元数值计算方法对嵌入式带缆桩典型甲板加强结构尺寸进行计算分析,对比不同连接型式、不同过渡距离等设计方案,计算结果表明,带缆桩加强T型材的腹板高度、面板规格对结构强度影响显著,甲板厚度、带缆桩壁厚等对结构强度影响较小;T型材与带缆桩牢固连接方案较优.     

AutoCAD图库结构的建立

介绍了如何在AutoCAD上制作属性块以及图库的建立，并以船舶带缆桩为例，列出了有关的LISP程序清单。对如何在AutoCAD上建立专业图库提出了建议。     

船舶系泊属具标准梳理分析

针对带缆桩、导缆孔等主要系泊拖带属具标准进行梳理。着重介绍国标、行标,ISO标准及日本标准,从规格、基本参数、安全载荷等角度进行比较分析,总结各标准的特点,寻找异同,为系泊属具的选择提供建议。最后以散货船为例,给出系泊拖带属具推荐型式,供系泊设计参考。     

超浅吃水多工况船舶推进方式探讨

通过对多工况拖船采用不同推进方式的性能比较表明导管螺旋桨优于普通螺旋桨,可调螺距螺旋桨优于导管螺旋桨,二档变转速的导管螺旋桨与可调螺距螺旋桨的推进效果相当,建议在多工况船的螺旋桨设计中采用二档突转速推进方式。     

港作拖船拖力配置计算

对比分析了中国、日本、英国规范和《系泊设备指南》、《拖轮使用指南》中作用于船舶上的水流力、风力计算方法;选取典型吨级的油船、矿石船和集装箱船,对水流力和风力进行了计算和对比分析;推荐了基于船舶所受风、浪、流作用力来计算拖船所需拖力的拖船配置方法。     

船舶系缆力无线监测及预警系统设计

为实时准确地对缆绳受力状况作出反馈和预警以保障船舶、货物、人员财产及港口水域的安全,采用全桥应变片测量系船柱的应力变化值进而间接计算系缆力,应用无线数传技术将应变信号传输至计算机终端,并借助LabVIEW软件对采集和调制后的信号进行计算、分析、处理和显示,研制一套数字化的系缆力无线监测系统。