Watertight,Bulkhead Technology of Chinese Junks

Inscribed on the List of Intangible Cultural Heritage in Need of Urgent Safeguarding in 2010.

精度可控的边界表示模型网格生成

针对边界表示模型生成的面网格模型存在的误差大、分辨率高和不水密的问题,提出针对计算机辅助设计(CAD)实体模型的保精度网格生成算法.算法通过同步生成对齐共边点对保证网格的水密性;利用连续表征设计网格目标边长,以生成高精度、低分辨率的网格.与现有的开源网格生成软件相比,算法能用更少的网格面片数生成精度更高的网格,且网格质量与其相当.

桩基与空箱结构一体化围堰施工技术及应用

在水利工程施工中,围堰施工时常会遇到场地狭小且水位波动频繁的工况,传统的重力式围堰和双排桩围堰很难适用。淮河航道临淮岗复线船闸工程,利用双排灌注桩结合旋喷桩与地下连续墙组成围堰下部防渗与承载体系,上接钢筋混凝土空箱结构,将常规基础防渗处理方法与空箱结构进行有效结合,形成一体化挡水围堰,有效地解决了有限空间和水位大幅频繁变化情况下的围堰施工难题。这种一体化挡水围堰防渗效果明显,结构稳定性高,工期短,工程造价低,对复杂作业面区水利工程围堰施工具有较高的借鉴价值。

深水管节沉放施工水下可更换穿舱密封系统设计及应用

针对深水管节沉放施工过程中沉管穿舱件密封及出现问题及时更换的需要,设计了一种深水沉管水下可更换穿舱密封系统。文章详细介绍了该系统的机械组成、设计原理及水下更换操作流程,并对该系统的密封性能进行了试验验证。该系统在深中通道深水管节沉放施工过程中进行了应用,结果表明该系统具有很强的适应性和可靠性,完全满足深中通道深水管节沉放施工的各项水密指标要求,并可在穿舱件出现问题时方便更换。试验结果表明此系统可为更大水深、更复杂海况管节沉放施工提供技术保障。

基于Solidworks的新型半下沉水密上舵承强度分析

高效舵在保证船舶操纵性之外,具有更小的阻力并能提高船舶推进效率。本文提出一种适用于高效舵系统的半下沉式水密上舵承,使用软件Solidworks/Simulation对产品进行整机建模及结构强度有限元分析。仿真结果表明,半下沉式水密上舵承各零部件强度满足设计及使用要求,为同类型半下沉式水密上舵承的结构轻量化设计,提供了重要指导。

盾尾刷环形密封系统单元试验及水密性机制研究

盾构法已经成为了城市地铁隧道建设的主流施工法,由于盾尾刷密封效果不佳导致的漏水、漏浆等重大安全责任事故屡屡发生。通过建立盾尾刷-油脂腔密封系统密封单元试验装置,探讨油脂稠度、油脂压力、盾尾间隙对其水密性能的影响。试验结果表明:(1)根据油脂锥入度不同,盾尾密封渗漏出现两种模式:锥入度低时渗漏物为外界泥水,锥入度高时渗漏物为外界泥水与油脂混合物。为提高盾尾密封性能,油脂锥入应控制180~200(1/10 mm)范围内。(2)盾尾渗漏临界压力可由油脂压力、贴合力确定,略微小于油脂压力,因此工程中设定油脂压力比盾尾空隙中泥水或注浆浆液压力大0.5 MPa是合理的。(3)盾尾渗漏临界压力受油脂压力影响更大些,但盾尾刷贴合力则影响油脂逃逸和油脂压力的稳定,因此盾构掘进过程中加强盾尾刷和密封系统的管理以避免砂浆侵入导致盾尾刷失去弹性引起的密封失效。研究成果可为盾尾密封系统的设计和施工管理提供参考。

电容式微机械超声换能器的水下收发性能

为满足水下超声探测的应用需求,设计了一种采用硅基集成电路制造工艺制备的电容式微机械超声换能器(CMUT)。首先介绍了CMUT的工作原理及其结构参数,然后完成了CMUT的水密封装,最后对封装后CMUT的电容-电压(C-V)特性、发送电压响应级、接收灵敏度与回波信号进行测试。测试结果表明,封装后的CMUT具有良好的C-V特性,电容变化量最大可达313.7 pF,其发送电压响应级最大值为163.83 dB@2 MHz,接收灵敏度最大值为-228.27 dB@1 MHz,因此其在水下环境具备良好的发射超声波与接收超声波的能力。该研究结果为高密度CMUT阵列的设计和封装及水下超声探测提供了理论和应用依据。

大型沉管隧道干坞二次围堰设计及施工关键技术

基于襄阳东西轴线沉管隧道项目,结合工程施工工艺和富水的强渗透性地层条件,通过方案比选后,选定干坞坞口二次止水围堰的结构形式,设计了锁扣型分片拼装式的二次止水围堰。针对双壁钢围堰与轻质夹壁混凝土结合的复合墙体形式,对围堰受力特性、围堰沉放与定位拼装、分片间连接形式、与既有建筑物的连接形式及节点止水措施展开研究,为干坞坞口创造了二次干燥施工环境并确保安全,解决了干坞坞口对接端施工难题。

桁架式桩腿的方型桩靴结构设计研究

针对风电安装平台的结构稳定性问题,本文提出了小肘板结构、大肘板结构、三角形浮箱水密结构3种桁架式方型桩靴复合型结构,采用典型设计载荷工况对3种桩靴结构进行强度分析研究。结果表明:较小肘板结构而言,后两种桩靴结构强度更好;大肘板结构与三角形浮箱水密结构应力水平及变形相当,但后者密封性更好,实际应用中能有效避免淤泥堆积引起的应力集中,延长使用寿命。因此,采用三角形浮箱水密复合型桩靴结构更能满足风电安装平台的结构设计需求。

复杂非水密结构目标强度预报方法研究

为准确预报表面敷设声学覆盖层,内部含耐压圆柱体的非水密结构声目标强度,构建了一种新的参数反演方法。将遗传算法与非线性规划相结合,在考虑斜入射、多次散射、吻合效应以及横波波速阈值的情况下,利用分层介质理论建立了双层弹性介质层反演模型,以此替代含复杂内部结构的声学覆盖层,该反演模型与原结构在各个角度下均具有基本相同的反射系数与透射系数。进而,应用COMSOL Multiphysics软件建立表面敷设声学覆盖层,内部含耐压圆柱体的复杂非水密结构与外壳由两种反演材料组成的等效结构,并求其声散射特性。研究表明:收发合置情况下,原结构与等效结构目标强度值基本一致,各个方向入射时研究频段整体误差在1.5 dB以下;30°收发分置情况下,原结构与等效结构目标强度波峰波谷趋势相同,各个方向入射时研究频段整体误差在2 dB以下。中高频段,原结构与等效结构目标强度指向性吻合程度较好;中低频段,原结构与等效结构目标强度指向性基本一致,但幅值存在差异;总体来看,-30°~30°范围内,除个别频率外,原结构与等效结构目标强度基本吻合。

230客位小水线面客船总体设计

考虑到小水线面船型在型线及布置上较难满足SOLAS2020破舱稳性的要求,结合230客位小水线面客船设计任务,对小水线面支柱体宽度进行多方案阻力性能、耐波性及稳性计算分析,结果表明,采用增加舱室水密分舱数和降低重心的方式可使得概率破舱指数提高13.2%,再通过增加小水线面支柱体的宽度,可使得该指数进一步提高16.6%,满足SOLAS2020的稳性(特别是破舱稳性)要求。小水线面客船在船型设计开发时需要特别注意总布置设计、型线设计和破舱稳性之间的综合分析。

船用水密门轻量化设计

为减轻水密门的质量,提高安全性和经济性,对水密门进行轻量化设计。通过对比国内外现状,提出水密门轻量化的技术指标,并进行方案设计。通过关键技术的实施,完成样机的研制工作。试验结果表明:样机性能良好,符合技术指标的要求。研究成果可为水密门的轻量化设计提供一定参考。

船舶建造中水密角焊缝气密试验原理及分析

水密角焊缝充气试验工艺,是目前钢船建造中一个比较先进的检验焊缝密性的工艺方法,能够有效提高钢船建造生产效率和分段涂装完整性,缩短船舶整体建造周期。但是任何事物均有其两面性,本文着重分析水密角焊缝气密试验的优缺点,客观阐述了船企需要具备何种条件才能采用,如何避免因船企自身条件不适宜而出现弊大于利的效果而造成损失。

深水钻井隔水管防台悬挂装置的选型设计

为解决南海台风特征与当前避台方式存在的问题,将从隔水管悬挂方案、新方式的控制方案以及散热三方面来分析深水钻井隔水管防台悬挂装置的选型设计,最终得出将软悬挂和硬悬挂相结合的方案,能够满足作业需求。

超大型海上结构物多功能起重船液压滑动水密门设计安装和调试

为确保船舶和平台甲板下水密舱壁开口的水密完整性而设置的门应是液压滑动水密门,其能从驾驶室遥控关闭,也可从舱壁每侧就地操纵。文章以超大型海上结构物多功能起重船为例,深入分析液压滑动水密门机电液一体化的合理配置,研究满足船舶建造规范要求的设计方案、安装工艺以及安全可靠的调试流程,为同行业者提供借鉴。

白沙河水电站大坝渗漏治理技术

白沙河水电站自运行以来,大坝渗流量一直高于国内同等规模面板坝,影响工程正常运行。综合检测、检查及渗漏成因分析后,采取了周边缝集中渗漏点水下灌砂及灌浆、基础水下帷幕灌浆、接缝表层止水更换等治理措施。从目前运行情况来看,治理效果良好。笔者对治理技术进行了总结,为类似工程渗漏治理提供参考。

高水压盾构隧道管片接缝防水可靠性试验研究

盾构隧道管片衬砌防水至关重要,而在东亚地区大部分盾构隧道都采用单层衬砌,由于没有内衬,则弹性密封垫的可靠性变得更为关键。作者以南京市纬三路过江隧道工程为依托,研制了全新的高水压、全自动三向加载防水性能试验系统,并运用工程实际1:1的弹性密封垫和混凝土试件,进行了多组密封垫装配力及一字缝、T字缝防水性能试验,从而研究优化出了性能、结构优异的三元乙丙橡胶弹性密封垫断面形式。试验结果表明,密封垫装配力与其防水性能存在很大程度上的相关性;密封垫的硬度、沟槽填充率在不同程度上对密封垫防水性能有直接影响。

一种小型水密耐压舱体的设计与制作

结合一个海洋要素垂直剖面监测系统中对电动部件进行密封的需要,介绍了圆柱形水密耐压舱体的设计过程。舱体采用圆柱流线型外壳设计,整个密封壳体的框架是由两个端盖和一个圆筒组成,根据密封舱体需要承受的外部压力情况,适当选择端盖和圆筒的厚度,而且密封舱体右端盖的中心伸出电机加长轴,与密封舱内的电机相连后可以作水下驱动用,左端盖上分别固定着电缆水密接插头和牺牲阳极,电缆水密接插头可以保证舱体内外进行信号连接,牺牲阳极增加了整个舱体在水下尤其是海水中的抗腐蚀性。

分段柔性接头地铁隧道适应地裂缝大变形的模型试验研究

西安地裂缝是一种特殊的城市地质灾害,地铁隧道穿越地裂缝带时必须分段设特殊变形缝。以西安地铁隧道正交穿越地裂缝带为工程背景,采用几何比1:5的大比例尺模型试验,研究分段设缝柔性接头隧道穿越地裂缝带的适应性。试验结果表明:地裂缝活动环境下隧道设置特殊变形缝的柔性接头避免了衬砌结构应力集中,对结构起到保护作用,分段柔性接头隧道具有较强的适应地裂缝大变形的能力。设置与地裂缝倾角一致的斜变形缝对围岩压力与位移有一定影响,而对衬砌结构安全性影响较小。正交条件下斜变形缝能消耗20%以上的地裂缝位移量,在地裂缝影响区隧道可通过多段设变形缝串联的方式最大限度地消除地裂缝大变形对隧道的影响。接头处顶底部止水带基本完好,而两侧止水带因地裂缝垂直位移作用出现撕裂现象,防水设计应重点考虑接头两侧壁的防水。研究结果可为地裂缝活动环境下地铁隧道结构与防水设计提供重要参考。