悬浮隧道整体结构行为机理试验研究3:实践

文章论述悬浮隧道整体结构行为机理试验实践中发现的关键问题与解决方案,包括第一代模型研发过程,模型初始形态调节流程,测量仪器检验,测量系统物理量同步及智能化采集提出与实现,数据存储系统及数据安全保障等。总结了试验工作中获得的经验及试验策略调整,为后续工作开展提供指导性建议。

悬浮隧道整体结构行为机理试验研究2:详细设计

在“概念设计”的基础上介绍了悬浮隧道整体结构行为机理试验的详细设计,旨在细化设计方案,指导机理试验的开展。基于重力相似准则同时考虑弹性相似方法,详述了悬浮隧道模型制作及试验方案的设计,主要包含模型制作与安装、试验物理量测量布置以及外部水动力环境加载等的具体实现过程。文章首次揭露机理试验详细设计内容,明确试验结果与实际工程的相关性,为机理试验开展提供具体实施方案。

悬浮隧道波浪作用下弹振工程分析方法研究

基于以往悬浮隧道弹振问题分析方法,提出了可用于指导悬浮隧道设计的弹振验算分析思路。并且,基于既有研究给出的波浪作用下悬浮隧道运动位移解析表达式,进一步推导得到了忽略缆索垂度效应的弹振判断式,用于悬浮隧道设计起步时最小净浮力或浮重比的初始取值,并指导缆索布置方案的比选。

悬浮隧道节段模型真实刚度有关问题研究

悬浮隧道管体节段模型研究方法通常是水槽物模试验、数模或两者。文章指出现有研究忽略或忽视了悬浮隧道岸边约束与管体结构对节段真实刚度贡献,节段模型不真实的边界条件将影响其研究结论对工程的实用性与指导价值。提出悬浮隧道运营期节段真实刚度计算原则和简算公式,并对节段水槽物模试验进行真实刚度改良设计,最后提出开发数值纽带将带有真实刚度的节段模型平面分析结果扩展至三维整体分析的初步设想,并用双尾流振子方程拟合物模与CFD结果的VIM轨迹作为设想的第一步尝试。

悬浮隧道管壁截面力学性能分析程序研发与构造研究

介绍编制的悬浮隧道管壁正截面轴力-弯矩曲线、弯矩-曲率曲线计算程序,论述了程序原理及逻辑流程,验证了程序的准确性;并分析了6种不同复合截面力学特性、3个截面在火灾作用下力学特性的变化及UHPC新型材料的参数敏感性。结果表明:双壳截面轴力-弯矩曲线包络面积和抗弯承载力最大,全UHPC配筋截面抗压承载能力最高,钢壳素混凝土截面延性最好。外包钢壳或UHPC使截面轴力-弯矩曲线包络面积、抗压承载力、抗弯承载力及曲率延性得到提高。在外包UHPC材料钢筋混凝土截面中,考虑UHPC抗拉强度较不考虑的抗弯承载力提高1.31%。随着外包UHPC厚度增大,截面抗弯承载力提高,然而延性系数却先增后减。随着UHPC强度增大,截面的抗弯承载力及延性系数都近似线性提高。在火灾作用下前20 min内,截面抗弯承载力及延性系数下降速度较快;防火板在前40 min内可有效减缓二者下降速度。

多室局部开孔沉箱的反射特性试验研究

通过不规则波模型试验,分析讨论了多室局部开孔沉箱的反射特性与相对消浪室宽度、相对水深以及相对顶板高度的关系。考虑实际海况下的潮位变动,引入反射系数权函数,提出了一种适用于局部开孔沉箱的综合反射系数的计算方法,由该方法计算出的局部开孔沉箱反射系数更加符合实际。

船舶在固定护舷约束下的运动和动力响应

边际油田开发过程中,有时将储(运)船舶停靠在导管架平台内,在导管架上布置横、纵护舷以约束储运船舶。采用物理模型试验方法,研究了随机波浪作用下,船体在固定护舷约束下的运动和动力响应问题。试验结果表明:原型3 000 t级储运船舶,当船侧与横向护舷间隙为500 mm、纵向护舷间隙为零时,船舶各运动分量较为自由,未见甲板上浪情况。单个横向护舷最大吸收能量为1 465 k J,纵向护舷最大吸收能量为745 k J。随着船侧与护舷间隙减小,船舶各运动分量运动受到限制,不同程度的出现甲板上浪现象,护舷吸收能量相比于间隙为500 mm情况有所减小。当考虑船舶运动及甲板上浪时,船体与护舷间应适当留有间隙;当考虑护舷及船体碰撞安全时,应适当减小间隙。

悬浮隧道整体结构行为机理试验研究4:激振方法构想与实践

悬浮隧道整体结构行为机理试验的重要工况是人为激发并观察模型结构自振运动响应。文中讨论多种悬浮隧道模型激振试验的方法,包括自由振动衰减法、共振法和脉动法;前者又可通过锤击实现初速度或通过拉线-快速脱开实现初位移。简述各类方法的原理和实现方式、注意事项,并进行优缺点比较。

悬浮隧道管体横断面设计拟定方法研究

基于港珠澳大桥岛隧工程沉管经验,结合文献分析,提出悬浮隧道管体横断面设计拟定方法。发现:1)横断面拟定可类比沉管横断面的使用空间,并结合本文提出的浮重计算公式与调载计算公式,将这三者作为原则来绘图确定;2)悬浮隧道管体重量要求应比沉管隧道的更严苛;3)为工程实用,当前研究所谓浮重比或净浮力指标应进一步区分为使用期的目标值与横断面设计拟定用的参考值。