长周期波强涌浪海况下自动化移动平台沉桩技术

秘鲁钱凯港工程位于长周期波强涌浪的恶劣海域中,钢管桩数量较多且需无掩护施工,利用传统工艺沉桩较为困难。针对区域海况及工程特点,研发一套装配式自动化移动打桩平台,平台主体由横、竖向钢箱梁通过螺栓法兰盘拼接组成,平台移动由轨道梁+自动化液压油缸顶推系统完成;在平台上安装多个双层抱桩架以稳桩与定位,并为平台的智能运行开发了一套平台自动化监测与控制系统;根据该平台的使用特点提出整套钢管桩平台沉桩工艺。实践证明,该平台及相关工艺解决了恶劣海况下钢管桩沉桩的多重困难,取得了较好的经济效益,可为类似项目提供参考。

深水铺管海域涌浪谱峰周期测试技术研究

深水海底管道铺设中,长周期涌浪频率与深水铺管船振动频率接近,易引发结构物与海上涌浪的耦合共振,导致工程风险甚至引起海上事故。文章提出了一种基于双目立体视觉原理的海上长周期涌浪谱峰周期现场测试方法,并针对我国某海域的深水长周期涌浪进行了海上测试,为铺管海域涌浪谱峰周期监测提供了新的方法与借鉴。

以长周期涌浪影响为主的海域近岸极值波浪推算方法

西非的几内亚湾属长周期涌浪作用为主的海湾,与国内沿海极值大浪受控于台风浪的情况不同,几内亚湾的极值大浪同样为长周期涌浪。在对此类海域进行近岸极值波要素推算时,国内普遍采用的台风浪的计算模式并不适用。为给长周期涌浪影响为主海域近岸极值波要素的推算提供方法参考,依据DHI公司在西非区域开展过的若干码头项目波浪整体数学模型试验报告,归纳总结出其近岸极值波要素推算最常采用的两种方法,并建议取该两种方法计算结果的平均值作为设计值。

长周期涌浪海域承台钢吊箱施工技术

基于中马友谊大桥项目,针对钢吊箱结构设计和施工工艺进行优化,包括施工方案比选、钢吊箱结构设计及加工、钢吊箱拼装、整体下放、封底混凝土两次浇筑、钢吊箱暗排水施工工艺。建立波浪预报模式及波流实时监测系统,进行钢吊箱施工作业窗口分析,为钢吊箱下放及封底混凝土浇筑阶段作业窗口选择提供了科学依据,保证了长周期涌浪海域钢吊箱结构安全及封底混凝土施工质量。

斜向长周期涌浪作用下斜坡式防波堤结构稳定性优化

海外港口工程大部分位于以长周期涌浪影响为主的海域,长周期涌浪对防波堤的作用尚未得到全面认识和研究,尤其是斜向入射的情况。以某一具体港口防波堤工程为例,通过波浪局部整体物理模型试验,对斜向长周期涌浪作用下斜坡堤结构的稳定性进行了研究,并根据试验结果对原方案进行优化,提出了稳定的斜坡堤结构。研究结果表明,斜向波浪作用时,相同水深、波向以及波高情况下,入射波浪周期越长则护面块石失稳率越大;相同水深、波高以及波浪周期情况下,波浪15°角斜向入射时沿堤形成的沿堤流对护面的冲蚀破坏作用比波浪基本顺向入射时的情况更为强烈,护面块石失稳率相比较大。

基于性能需求的中长周期涌浪条件下岛式防波堤平面布置

港口是以性能需求为最终目标导向的特殊工程主体,保障港口安全与性能需求的防波堤在港口平面布置中占有重要地位。基于巴基斯坦某电厂港口项目,在中长周期涌浪条件下,通过电厂燃煤补给及消耗模型确定港区性能需求,利用数值模拟分析,建立波高、周期与船舶运动量的关系,并将其作为岛式防波堤防护效果的重要标准之一,从而合理确定岛式防波堤平面布置方案。结果表明,方案2为最终设计方案,可满足年作业时间的要求。

长周期波涌浪海域承台钢吊箱封底技术研究

桥梁高桩水中承台,一般通过钢吊箱工艺实现干施工。钢吊箱施工在中国常规水域条件下为成熟技术;在深海无遮掩强涌浪海况下成功施工案例较少。该文依托印度洋中马友谊大桥高桩承台施工案例,研究长周期波涌浪条件下应用于高桩承台的钢吊箱施工核心工艺——水下封底技术。针对涌浪作用产生的桩基晃动、涌浪射水冲刷封底混凝土、封底底板易开裂等施工难点,采取两次封底及横联体系转换等关键技术措施,保证了吊箱结构体系安全,取得了较好的封水效果。

长周期波涌浪软覆盖层海域钢斜桩沉桩施工技术

本文以巴拿马Amador邮轮码头钢斜桩沉桩施工为实例,论述了长周期波涌浪软覆盖层海域钢斜桩沉桩技术,开发出一种结合顶升平台和斜桩导向架的海洋桩基施工装备,保证了施工质量、工期,可为类似条件下桩基施工工程提供有效借鉴。

长周期涌浪及深厚淤泥层地质条件下的海上升压站导管架基础方案对比分析

作为整个风场的“心脏”,海上升压站导管架基础的稳定意义重大。升压站导管架基础按其结构型式可分为先桩法和后桩法两种。本文基于浙南海域某风电场,研究在长周期涌浪及深厚淤泥层地质条件下,海上升压站两种导管架基础型式的优劣及其可行性。通过其技术可行性及施工便利性等方面对两种导管架型式进行对比,先桩法工程量较后桩法更省,但其施工措施费用更高,需综合考虑结构工程量及施工工艺流程,开展方案比选及设计优化,真正达到降低工程造价的目的。本文对后续海上升压站的基础设计具有一定借鉴意义,对风电场降低成本、增加效益起到一定指导作用。

涌浪条件下气垫艇进坞方法和效能评估模型研究

气垫艇在大洋中进坞时常受到涌浪海洋因素的影响,常使得气垫艇和登陆舰的结构受损,严重损害了装备和危害人员的安全。基于大洋涌浪波群特性、舰船在涌浪中的运动规律和任务海区海情的研究,针对舰船在顶风顶浪时的运动状态,得出合适的进坞窗口期和气垫艇进坞效能评估模型,辅助指挥员决策和引导气垫艇进坞,减少因环境因素而导致的碰撞事故发生。

中马友谊大桥主桥承台钢吊箱施工阶段仿真分析

马尔代夫中马友谊大桥位于印度洋外海无遮掩环境,主桥采用高桩承台基础,墩位水深大,桩基在水中自由长度大,钢吊箱施工期在波流荷载作用下受力复杂,无相关经验可借鉴。该文通过对钢吊箱施工阶段进行全面仿真分析,选择了合理的施工工艺,确保了施工过程结构安全。

援萨尔瓦多拉利伯塔德码头损坏成因分析

“巨涌”是萨尔瓦多拉利伯塔德码头损坏的主要原因。采用NOAA全球再分析波浪资料,分析工程海域大浪特征。结果表明,每年有2场超级大浪,类似“海啸型”巨涌,来自南太平洋(澳大利亚东侧)、南大洋海域,沿最大圆路径跨洋传播,到达萨尔瓦多需要12~20 d;大浪传入浅水区后,因地形折射效应波向转为S向,经过浅水效应,波高急剧增大直至破碎。根据长周期涌浪传播特性,可提前进行大浪预警,进而指导施工作业和码头运营。

长周期涌浪作用下单列和高低双列潜堤透射系数对比试验研究

针对海外工程的日益增多以及潜堤在实际工程中的应用广泛,文章通过物理模型试验的方法,对单列和高低双列潜堤在长周期涌浪作用下的透射系数K_(t)进行研究,并讨论透射系数K_(t)随相对淹没水深R/H_(s)、深水波陡H_(s)/gT^(2)、相对入射波高H_(s)/d、相对堤顶宽度B/L的变化规律;验证杨正己经验公式的适用性,同时借助MATLAB数学软件平台,拟合出透射系数K_(t)的经验公式。分析试验数据可知,在长周期涌浪作用下,单列和高低双列潜堤的透射系数K_(t)随不同要素的变化规律相似,其中相对淹没水深R/H_(s)为主要影响因素;高低双列潜堤相较单列潜堤透射系数降低2%~14%,在平均周期T>15 s时,双列潜堤和单列潜堤透射系数相近,因此高低双列潜堤适用性较差;在相似工况下,杨正己公式可用于类似工程的前期验证;单列和高低双列潜堤经验公式的拟合效果较好,可为类似工程提供参考依据。

深海珊瑚礁地质建设条件下大桥设计方案

中马友谊大桥连接马尔代夫首都马累和机场岛,最大水深达46 m,且为珊瑚礁地质,波浪周期长,处于高温、高湿和高盐度极端腐蚀环境,航空限高严苛。针对上述特殊的建设条件,阐述了各项有针对性的设计方案,解决上述难题,并成功实施,为今后的跨海桥梁设计提供参考和经验。

外海混合梁刚构桥上构施工关键技术研究

传统混合梁刚构桥施工一般采用挂篮或桥面吊机以小节段逐段施工方式实现合龙。当该型桥梁处于长周期大涌浪的外海环境时,桥梁施工将面临钢箱梁运输、吊装等受海况影响的难题。以长周期大涌浪海域的钢混叠合混合梁刚构桥上部结构施工为依托,对用于外海混合梁刚构桥上部结构施工关键技术进行研究。通过对上构施工所用的关键装备和关键工艺进行创新,将主梁施工专用装备多功能化,从而优化复杂结构体系施工的工序转换衔接;同时,采用梁上顶推合龙工艺,不仅优化了施工工期,而且降低了施工安全风险。