深中通道管节港内系泊动力响应试验研究(Ⅰ:单管节试验)

系泊寄存于港内的待浮运管节在大风大浪等强动力条件下存在系泊安全风险,明晰管节港内系泊动力响应规律对科学评估及优化设计系泊方案、提升系泊安全性具有重要意义。文章以深中通道沉管隧道工程为依托,通过物理模型试验方法,测量了单个管节港内系泊的运动响应及系缆力等参数,系统分析了港内波浪发育规律、不同向波浪对港内泊稳条件影响以及不同类型动力条件下的管节动力响应特征及规律。研究主要结论有:外海波浪作用方向及时长对港内波浪分布及大小影响显著,进而影响系泊管节的动力响应;不同类型动力条件下空载或半载是管节系泊寄存的较不利载况,风是管节系泊动力响应的主控动力因素;风浪联合作用下,管节最显著的运动分量为横移和横摇,且均发生在空载、吹开风叠加波浪作用条件下。

防浪桩布放方案对波浪力影响的数值分析

针对某海工项目施工中支护钢板桩遭遇涌浪波浪力发生严重倾斜的问题,拟采用现场钢板桩排成直立防浪桩墙,分析不同的防浪桩布放方案对减小支护桩波浪力的影响,基于黏性数值模拟的CFD方法建立三维数值波浪水槽,采用SST k-ω湍流模式和VOF方法捕捉自由面,模拟涌浪在支护钢板桩和防浪钢板桩中的传播。在不同浪向角和不同防浪桩布放方案下,计算3根指定支护钢板桩所受的波浪力;分析这些波浪力的变化,从而优化出防浪钢板桩的布放方案。

沉管管节旁拖顶推时螺旋桨推力折损计算分析

考虑到沉管管节在浅水航道中浮运时,旁拖纠偏顶推时螺旋桨实际发出的推力会发生折损,基于RANS控制方程和SST k-ω湍流模型,应用滑移网格技术实现螺旋桨的旋转运动,数值模拟单条双桨前旁拖或尾旁拖在有横流浅水航道中顶推浮运管节时的流场;在旁拖垂直于管节顶推的情况下,讨论不同管节前进速度、不同横流速度和不同导管桨转速下的前旁拖和尾旁拖的推力折损情况,计算结果表明,单条旁拖的最大折损率为9.4%,说明实际预留20%~30%的补偿是充分的。