基于数字孪生的LNG港池平面优化设计方法及应用研究

为了实现港池水域设计与数字化的融合,优化港池水域平面设计方案,提高LNG船舶进出港的安全性,研究了一种基于数字孪生技术的LNG码头港池水域平面布置设计优化方案。依据LNG船舶和港作拖轮的实体特性,提取几何特征和水动力参数,构建孪生虚拟模型,应用感知数据技术,建立虚实映射关联模型,将LNG船舶和港作拖轮实际的运动状态,与智能数字化的技术精准融合,并在所搭建的虚拟环境中完成进出港和靠离泊测试,根据试验结果优化进出港航道及码头平面布置的设计方案,实现数字孪生技术在LNG码头设计过程的应用。

大型LNG接收站软基处理关键技术问题分析

LNG接收站(尤其是储罐)的结构安全等级高,相应的地基处理的标准也高,对材料、地基承载力及工后沉降要求很高。而建设工期又非常紧张,就需要快速且高标准地完成地基处理。根据项目的具体特点,在设计和施工上采取了分区施工,加密塑料排水板等技术措施,有效缩短了地基处理的工期。为保证真空预压的处理效果,通过分区控制,边界密封,采用新型抽真空设备等措施,对施工中可能出现的不利因素采取相应的技术保证措施,降低工程质量风险。本工程工期、处理效果均满足要求,可为今后类似项目地基处理提供参考。

大越浪下堤后建筑单体波浪冲击力计算方法

针对越浪水体对防波堤后方建筑单体冲击力缺乏理论计算公式的问题,结合地中海某油气港改扩建工程的二维物理模型试验结果,提出4种基于压力传感器测量数据的堤后单体平均波压力计算方法,并结合总力传感器结果与各种方法的计算结果进行对比分析。结果表明:越浪水体具有较高的动能,导致单个压力传感器的测量结果偏高,明显高于总力传感器结果;当试验设备受限时,可以通过均布压力传感器,取同一时刻下波压(不含负值)平均值的方式近似计算建筑单体迎浪面受到的总水平力;不同的波压平均值计算策略对总水平力的大小有影响,遍历全部测量结果计算得到的波压平均值较为合理,采取此计算策略得到的总水平力与总力传感器结果最为接近。

钢拉杆与混凝土黏结锚固抗拔有限元分析

大连湾海底隧道北岸浅埋段采用混凝土墩与钢拉杆作为防撞结构措施,由于施工场地条件的制约,钢拉杆的锚固长度受限。基于相关文献中的钢筋混凝土黏结锚固性能试验数据结果,分析了钢筋与混凝土之间的黏结滑移本构模型,确定了主要影响参数及取值。结合现有规范设计要求与海上施工条件,应用有限元软件对钢筋与混凝土黏结滑移进行数模分析,并与已有试验结果数据对比,优化钢拉杆锚固长度与锚固形式,进一步合理化设计方案。应用有限元软件计算的结果与试验结果基本一致,可为类似工程设计及后续研究提供借鉴。

BIM技术在深中通道岛隧工程中的应用

随着BIM技术的不断应用发展,在外海沉管隧道建设过程中起到了不可或缺的作用。在深中通道沉管隧道建设过程中,应用BIM技术在施工多方面产生了巨大效益,结合相关信息化平台,拓展了BIM技术应用水平。通过在工程建设全生命周期中应用,有效提高了施工现场生产、质量、安全管理水平。

自升式平台桩腿插拔计算软件研发

自升式平台桩腿插拔分析包括插桩深度分析与拔桩能力分析。在多年研究与工程经验基础上,总结形成系统计算分析方法,并开发专用计算软件。软件使用主流的C/S应用系统开发框架和.NET Framework 4.5,集成图形库EsDRAW3D.dll和报告书输出库EsWord.Dll实现功能设计,具体分为界面显示模块、数据输出模块、数据库模块、计算分析模块等,操作快捷、简便。专用软件的开发满足了现场工程人员对桩腿插拔批量化计算分析的需求,大大提高计算效率,保证自升式平台作业安全。

烟台港莱州港区狭长陆域形成方案比选分析

通过对烟台港莱州港区水文、地质、边界限制等工程建设条件进行研究,结合烟台港莱州港区某狭长陆域形成工程,对该类型工程陆域形成及地基处理方案进行比选分析。

空间有限元理论在码头重型铺面结构设计中的应用

对于承受特重车辆荷载的港口铺面工程,其设计已不能按适用于普通车辆荷载作用的铺面设计规范进行控制设计。文中以国外某港口中承受特重车辆荷载的铺面工程实践为例,对此类铺面板采用有限元方法进行了空间弹性地基板受力分析,根据分析结果,对铺面板按钢筋混凝土构件进行抗弯强度、抗剪强度计算及限裂性验算,能够较直观地得出各种荷载情况下,铺面最不利位置及内力大小。

斜向规则波作用下斜坡堤波浪爬高试验研究

由于海堤结构的多样性,波浪与建筑物相互作用过程十分复杂,波浪爬高是海堤设计中非常重要的因素。归纳总结国内外波浪爬高的研究进展和相关计算公式,通过斜向规则波作用下斜坡堤的物理模型试验,研究了在不同波向角的规则波作用下斜坡堤的波浪爬高,重点分析和讨论波向角β与斜坡堤波浪爬高的关系,得出对于某一测点,在相同的波浪条件下,斜坡堤波浪爬高随着波向角β的增大而减小,对于某一波向角而言,当波高H不变时,波陡H/L越小,则波浪爬高R越大;当周期T保持不变时,波陡H/L越大,则波浪爬高R越大,并提出修正计算斜坡堤规则波作用下波浪爬高公式。

水平循环荷载下桩土动力p-y骨干曲线模型试验

针对遭受波浪或台风等水平循环荷载作用的桩基础问题,开展了水平循环荷载下砂土中的单桩和群桩承载特性的模型试验。试验结果表明,桩身承受的弯矩随着循环加载频率的增加而增大,其峰值点出现在距离地基表面6~8倍桩径的深度范围;桩-土非线性特性随着水平荷载振动幅值的增大而增强,单桩割线刚度逐渐降低;群桩与单桩的变化规律类似,但前排桩与后排桩有着明显差异;并将p-y曲线法与拟静力法相结合建立动力p-y骨干曲线进行分析,有助于在实际工程中考虑桩-土相互作用的影响。

天津港南疆港区神华煤炭码头工程面层设计

结合天津港南疆港区神华煤炭码头工程,分析面层混凝土的受力及裂缝产生的原因,提出控制面层裂缝产生的设计方案。实施结果表明,实际混凝土强度达到C45,未发现有害裂缝,观感质量良好。

内河液化天然气岸基式加注码头设计要素及要点

目前国内液化天然气受注船数量有限,内河岸基式加注码头设计经验较欠缺,为更好推进加注码头的规划建设,通过对现有受注船型的燃料组成、LNG燃料罐的位置及仓容、受注口分布、受注船型等级等要素的分析总结,提出岸基式加注码头建设规模的确定、加注点的布置、主尺度的确定、加注设备的确定、受注时间的控制、BOG的处理等设计要点,并结合国内已建、在建及设计中的岸基式加注码头项目经验对相关设计要点进行研究分析。

重力式码头后轨道梁基桩的优化设计及应用实践

依托海南某正在实施的工程项目,对于基桩贯穿较厚的中密砂层及硬黏土层的情况,进行了方案优化设计,初步探讨码头后轨道梁基桩中抗拔桩的连接设计,并对打桩中的一些问题及解决对策进行了总结,可为类似工程的设计及施工提供借鉴经验。

开敞水域蝶形码头泊位的长度

结合工程实例,说明按我国水运工程技术规范和OCIMF系泊设施指南、英国海工结构规范得出的蝶形泊位长度的悬殊差别;简述Optimoor软件在国内的应用情况。

港口工程三维CAD设计平台研究

由于现有主流的产品设计都已转向全三维设计模式为主,因而港口工程也逐步趋向全三维工程设计。文中提出实现港口工程全三维设计所需的三维CAD设计平台的设计思路,提出了港口工程三维CAD设计平台的构成与技术要点,同时还给出了实现该设计平台各个模块所需要的技术要点及实现这些技术点所需要的方法和思路。该设计平台以三维构件化设计为基础,并在此基础上实现构件装配、结构分析、构件配筋、工程出图和协同设计等诸多功能。

南澳前江码头工程安全设计

南澳前江码头工程处于8度地震区,设计波浪大,且场地现状条件复杂。从安全角度介绍港口通航、码头结构、安全管理等方面的设计内容,提出将安全理念贯穿于设计工作各个环节的设计思路。

强降雨入渗下临海软土开挖边坡稳定性分析

临海开挖工程地基土体较差,常需历经雨季,研究强降雨对边坡开挖稳定性的影响,对其边坡设计及防护具有重要意义。以某工程为例,采用雨水入渗模型,建立了非饱和软土边坡开挖渗流-应力耦合的有限元模型。经与野外现场监测数据、GEO-SLOPE极限平衡法计算结果相互对比,验证了模型的有效性。分别计算了无降雨和强降雨情况下的孔隙水压力、土体饱和度、边坡位移、塑性应变、安全系数等变化情况。研究结果表明:1)强降雨入渗下,边坡安全系数较大幅度减小,降低了边坡稳定性,是危险工况;2)强降雨作用下,竖向位移较小且变化不大,雨水对位移影响主要集中于水平位移变位,这是导致边坡局部开裂的重要原因;3)在降雨入渗区域,孔压会随着降雨强度的增大而增大,并趋向于饱和,从而使得浸润线往上移动。建议在开挖交界面处设置防渗土工布等措施进行防渗加固,减少雨水入渗影响。

港区铺面结构的当量单轮荷载

为考虑港区繁杂荷载对铺面结构的影响。通过引入当量单轮荷载系数和旁邻轮影响系数,明确了当量单轮荷载概念及其计算公式;计算了港口常用各种型号的叉车、正面吊、轮胎式和汽车式起重机、跨运车、龙门吊、集装箱拖挂车、平板车等装运机械在不同铺面结构条件下,针对沥青面层层底弯拉应变、半刚性基层层底弯拉应力及土基顶面压应变的当量单轮荷载系数;进而得出了针对不同设计指标的各种常用装运机械当量单轮荷载系数的变化规律;建立了当量单轮荷载系数与铺面结构参数的回归关系式。

大连北良粮食码头工程设计要点

为改变我国粮食运输的落后局面,利用世行贷款建设的大连北良粮食码头工程是东北粮食运输走廊的龙头项目,该项目在2003年通过国家正式验收并投入运转后,立即引起国、内外港口业和粮食业界的广泛关注和一致好评。本工程建设规模大、技术先进,创造了我国乃至世界建港史和粮食流通史上的8个第一,包括全皮带提升系统、宽肩台式防波堤、采用60°斜交的筒仓群排列、粮食中转系统主要流程的全自动化等技术在国、内外均属首创。通过对本工程设计经验的总结,以期为我国大型粮食码头工程的设计和建设提供借鉴与参考。

THE BOUNDARY ELEMENT ANALYSIS PROGRAM FOR 3-D TRANSIENT DYNAMIC FIELD

The matrix expression for the 3 D transient dynamic boundary integral equation in Laplace transform space is obtained and the degenerative element method has been implemented to treat the kernel function over the singular element. In the computer program BEMTDY the Koizumi′s numerical inversion method is used and three examples of the 3 D vibrated foundation under harmonic forces and the influence with both adjacent foundations are studied.