非通航孔桥梁防船撞系统恒阻力装置研究

为给非通航孔桥梁防船撞系统拦截过程提供稳定持续的阻力,提出了一种利用耗能索持续协同大变形和连续破断输出稳定阻力的恒阻力装置。恒阻力装置由主绳、耗能索、破断环及其它连接件组成,与自适应浮筒、拦截网、系泊浮体等装置共同组成非通航孔桥梁自适应恒阻力船舶拦阻系统,有效拦截偏航船舶,保护非通航孔桥梁和来撞船舶的安全。通过理论分析研究该装置的阻力输出特性,建立该装置的阻力输出力学模型与计算方法,并通过拉伸破坏试验验证计算方法的准确性,进一步对影响装置阻力输出的耗能索的初始间距、长度及伸长率进行分析。结果表明:恒阻力装置能够有效地输出稳定且持续的阻力;耗能索初始间距越小,恒阻力装置阻力输出越大,阻力输出越稳定;耗能索长度或伸长率越大,恒阻力装置阻力输出越大,阻力输出越稳定。该装置已应用于力洋港大桥非通航孔区桥梁防撞中,有效地保护了大桥的安全。

水域桥梁半固定桩式自适应恒阻力船舶拦截技术的研究

随着河海航运量加大与船舶吨位和航速的增加,以及河海桥梁的大量兴建,船舶碰撞桥梁的机率越来越大。一旦船桥相撞,严重时不但将造成船毁人亡,桥梁倒塌等重大事故,经济损失巨大。2007年,交通运输部发文《关于开展防船舶碰撞防泄漏专项整治活动的通知》(交海发〔2007〕304号),要求针对桥梁、管缆、闸坝、取水口等跨海(河)、穿海(河)水上水下建构筑物和设施要做好防撞设施。本研究是基于已发展的全浮式自适应恒阻力船舶拦截技术,发展一种新型的半固定桩式自适应恒阻力船舶拦截技术,对原有技术进行优化和进一步发展,并通过数值模拟及实验分析,确定该新技术在实际中的应用。

适用于围岩大变形的膨胀吸能锚杆研发研究

为解决岩爆及大变形隧道的开挖稳定性问题,在现有锚杆的基础上,提出了一种膨胀吸能锚杆(简称EEA锚杆)。EEA锚杆的主要组成部分为一个可扩径的外管体、锥形挡块及限位环。其特点是在使用中具有稳定的恒阻力和可控的大位移,恒阻力是由锥形挡块和外管体内表面的摩擦力以及外管体的膨胀所提供的,大位移是由锥形挡块在外管体中的滑动所提供的。通过建立一个理论模型来预测EEA锚杆的恒阻力,通过有限元模型分析,研究了不同材料、锥形挡块锥角、外管体壁厚、摩擦系数等参数对EEA锚杆恒阻力的影响。理论结果和有限元模拟结果表明,恒阻力和锥角、外管体壁厚成线性关系,但对于摩擦系数则呈现非线性关系,这些结果可以为EEA锚杆的设计以及施工应用提供一定的理论依据。

非通航孔桥梁防船舶撞击新型拦阻技术

针对现有非通航孔桥梁防船撞技术的不足,提出适用于江海长桥非通航孔桥梁防船撞的新型自适应、恒阻力船舶拦阻技术。自适应、恒阻力船舶拦阻系统由系泊趸船、系泊锚链和混凝土沉块、自适应浮筒、高强度拦阻网、触发钢索以及恒阻力耗能装置组成,其工作原理为:偏航船舶撞击拦阻系统后,自适应浮筒带动拦阻网从水平状态竖起展开,包裹住来撞船首,再通过恒阻力耗能装置吸收船舶动能,拦截住船舶。通过缩尺比模型试验和实船撞击试验模拟该系统拦截船舶的过程,验证了该系统的可行性及工程设计的可靠性;采用水动力计算软件ANSYS-AQWA进行全尺寸数值仿真,仿真结果与试验结果基本一致。

一种新型船舶拦截系统在大坝防护中的应用

近年来随着某些内河航道等级的不断提高,通航船舶数量也不断增多,如何降低船舶失控后的撞击风险,保护水上建筑物的安全逐渐成为研究的热点。在分析目前船舶拦载系统发展现状的基础上,介绍了一套全新的"自适应恒阻力船舶拦截系统",它可在大跨度范围内实现对船舶的有效拦截,并能够适应平原河流水位的变化、不影响漂浮物通过。该系统在内河应用尚属首次,可为水上建筑物的大范围防护提供参考。

新型缩管式恒阻大变形锚索动静力学特性及工程应用研究

深部高应力带来的围岩大变形问题给工程安全带来极大挑战,传统锚索由于无法适应围岩大变形而容易破坏失效。根据钢管挤压变形原理,提出一种新型缩管式高强恒阻大变形锚索,充分利用金属材料塑性挤压变形特性,具有阻力稳定、可控性高和吸能效果好等优点。利用万能试验机、锚索拉伸试验系统和落锤冲击试验系统,研究新型锚索的动/静力学特性。试验结果表明:(1)静力条件下新型锚索可提供恒定的工作阻力367 kN,允许变形量最大可达694 mm;(2)抗冲击过程中,缩管式恒阻大变形锚索吸能效果良好,缓冲力保持稳定,单次冲击吸能量最大可达103 kJ。在典型的软岩大变形隧道—渭武高速木寨岭隧道进行工程应用,结果表明,新型锚索能够在允许较大变形量的同时提供较高的支护阻力,安装方便,不干扰现场施工,为解决深部工程中的大变形问题提供新方案。

大跨度桥梁引桥防船撞技术应用

大跨度桥梁引桥防船撞技术是解决跨海、跨河大桥非通航孔防船撞设施的一项新型技术,通过这一技术的应用,可有效拦截偏离航道船舶,消耗船舶动能,直至船舶停止运动,以确保大桥安全。通过对大跨度桥梁引桥防船撞设施技术原理、制作、安装过程及实际应用进行论述,并对此项技术在应用过程中的问题进行详细分析,为此项技术在今后设计及施工中的应用提供有力的参考。