葛洲坝船闸浮门浮式系泊装置方案研究

在原葛洲坝2号船闸上游导航墩上增设浮式系泊装置,涉及到工程选址、结构方案、施工围护、水下施工等诸多问题,尤其是在不影响正常通航情况下,如何以最经济、安全可靠的方式进行工程施工是本项目的核心问题.研究结果表明采用围护结构与模板结构、受力结构三者合一的钢筒体系,是降低水下施工难度与解决上述问题的有效途径,在同类工程项目中属首创,可供其他同类项目借鉴.     

高空悬臂结构架体支撑施工技术应用

本文以北京银帆·西雅图工程的悬臂结构架体支撑为实例，介绍了用悬挑型钢为支撑，并采用钢丝拉结，通过计算后在确保安全的前提下进行施工，顺利的完成了悬臂结构施工，保证了施工安全、节约大量的人力物力、降低了施工成本，对类似工程提供了切实有用的施工经验。     

葛洲坝下游河势调整方案设计及其作用

报道了葛洲坝下游河势调整工程的设计方案以及该方案的作用.在大量模型试验的基础上,经技术、经济、结构、施工等方面的比较、分析,提出了采用江心堤加二江下槽开挖方案作为葛洲坝水利枢纽下游河势调整的实施方案.实践证明:该方案的实施,使葛洲坝水利枢纽的通过能力和三峡工程的通过能力相匹配,满足了通过三峡和葛洲坝的货运量快速增长的需求,改善了大江航道通航水流条件.     

公路连续拱桥施工方案的确定

本文以某公路连续拱桥上部结构的施工方案拟定为典型题材，介绍了该连续拱桥三种不同施工方案的拟定、比选与优化，为今后类似结构施工方案的确定提供一定的参考。     

基于NSGA-Ⅱ与方案优选的机场航站楼大跨度钢结构多目标优化研究

为优选出机场航站楼大跨度钢结构最佳施工方案,实现施工工期短、成本低和质量高的综合优化目标,文章以非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)与方案优选为基础,结合建筑信息模型(building information modeling, BIM)技术和工作分解结构(work breakdown structure, WBS)技术,构建兼具优化与施工仿真模拟的大跨度钢结构多目标优化体系;以某军民合用机场为例,应用该体系确定该工程航站楼大跨度网架结构安装采用分块安装法,优选出的施工方案较优化前不仅质量水平保持在较高的0.95,而且工期缩短22 d、成本减少57 625元,进一步验证了该体系具有很好的可行性与有效性。研究结果可为科学合理地确定大跨度钢结构施工方案提供依据,并有助于提高机场航站楼施工管理水平,为类似工程提供参考。     

基于ANSYS的引水隧洞施工盾构结构检算及优化应用研究

以莲花水库引水隧道施工为工程背景,基于有限元分析原理,采用ANSYS建立了盾构结构的空间有限元模型,对松散体围岩地质条件下所设计的施工盾构结构进行了强度、刚度检算;并利用ANSYS的优化设计功能,对该结构进行了优化设计．结果表明：采用空间分析模型,较好地反映了盾构结构的实际受力情况,利用优化设计功能,有效地改善了盾构结构受力,结构钢材用量减小为原设计钢材用量的77．659／6,降低了工程成本;本文的研究为同类工程提供一定的参考价值．     

黄金树钢结构的施工技术分析

枝形结构是一个非常复杂的结构形态，深圳文化中心大胆采用了黄金树结构。在对该结构难点进行了详细分析之后，指出难点具体包括了节点设计难、铸造难、施工难、测控难以及焊接难等五个方面，并且提出了相应的施工方法，该施工方法通过实际工程证明是可行而且有效的．能够大量的节约成本。同时由于深圳文化中心黄金树结构为枝形结构在国内的首次使用，本施工方法等对国内其他工程具有良好的指导作用和借鉴意义。     

开口型双曲面筒体混凝土结构施工模拟

针对开口型双曲面筒体混凝土结构施工的难点,在充分分析结构特点的基础上,以钢丝绳为主对筒体模架系统进行空间定位,以对拉形式形成自平衡的模板无支撑"伞"状受力体系,提出并应用了无支撑模板搭设施工技术.以典型筒体施工为例,对施工过程进行了有限元模拟分析,在多方案研究分析的基础上,提出了最优方案,验证了该施工技术的可行性,为开口型双曲面筒体混凝土结构的顺利施工提供了理论指导.工程实践表明,该施工技术安全可靠,具有较好的综合效益,可为类似工程提供参考经验.     

桁架材料和结构组合多目标优化设计

同时为桁架的每个杆件确定最为合适的材料和结构尺寸属于桁架材料和结构组合优化问题．提出一种桁架材料和结构组合多目标优化的方法．为材料分配唯一的标识编码，把杆件所用材料直接作为设计变量，并且和杆件截面积一起构成设计变量空间．考虑结构重量、成本和节点位移3个目标以及应力约束，建立了桁架材料和结构组合优化问题的数学模型．应用多目标遗传算法进行求解．算例结果表明，采用多目标遗传算法可以为桁架设计参数的确定提供多种选择方案，决策者可以根据目标的重要程度确定最后设计方案．算例分析结果验证了该方法的有效性．     

基于midas/gen的广州兴业仓储科研主楼 施工过程仿真分析研究

本文以通用有限元软件 Midas/gen 7.8为计算平台,结合广州兴业仓储科研主楼的具体施工方案,进行了施工过程仿真分析计算。通过对一系列图表结果进行分析,探讨了施工过程中部分特征结构构件内力、应力和位移等变量的演化历程。对高层结构进行施工过程仿真分析,可以为施工方案的可行性评估与安全评估提供依据,可以在一定程度上确保施工后的结构内力和外形状态与设计要求相一致。     

海上风电机组DeepCWind平台系泊缆布置及断裂仿真分析

以NREL 5 MW风电机组和OC4-DeepCWind半潜式浮式平台为研究对象,运用ANSYS/AQWA水动力分析软件和OPENFAST仿真分析软件进行风电机组气动、水动和系泊系统的时域耦合运动分析,研究不同系泊缆数量、角度布置形式及系泊缆断裂等因素对浮式风电机组动态响应和系泊缆张力的影响。结果表明：增大系泊缆的布置角度可提高浮式风电机组平台的稳定性,但同时增大了系泊缆张力,导致安全系数降低;迎浪侧系泊缆断裂瞬态情况下,浮式平台产生明显的运动响应波动,系泊缆布置角度的增大使浮式平台的稳定性急剧降低。     

新型浮式系泊系统靠泊动力响应分析

以新型浮式系泊系统为研究对象,通过1∶40的模型试验首先分析无波浪作用下船舶排水量和船速等因素对浮体系泊系统靠泊动力响应的影响,并将浮式系泊系统的靠泊试验结果与相同工况下刚性靠泊试验结果进行对比分析,然后对典型海况（波高2,m,周期6,s,入射角90°的波浪）作用下的新型浮式系泊系统进行靠泊分析,得到其在不同靠泊速度下的动力响应.试验结果表明,相对于刚性靠泊,浮式靠泊的靠泊力小,吸收的能量更大.船速和船舶排水量是影响靠泊动力响应的主要因素,船速和排水量的增大将会大大增加护舷撞击力,并使浮式系（靠）泊平台产生较大的位移.由于偏心的影响,船艏首先系（靠）泊,能量大部分被船艏靠泊平台所吸收,船艉系（靠）泊平台吸能比例很小,尤其当初始靠泊能量较小时,两平台吸能差异更明显.随着船速和船舶排水量增大,船艏和船艉靠泊的时间间隔越小,两系（靠）泊平台位移及护舷撞击合力的差距也越小,船艉系（靠）泊平台吸能比例逐渐增大.     

潮流发电装置弹性锚泊设计

海洋潮流能是一种利用价值高、潜力巨大的新能源.漂浮式潮流电站是潮流能开发的一种典型方式,发电装置运输至目标海域之后,需要依靠系泊系统长期停泊,故必须计算分析其在各种外载荷作用下的运动性能,合理设计锚泊系统,避免漂浮式电站发生倾覆的可能性.对2×100 kW潮流发电装置进行锚泊系统设计,并尝试在系泊线中加入非线弹性拉伸材料（高弹性索）.根据装置的特点设计了3种不同的锚线布置方案,利用AQWA软件对整个系泊系统进行时域耦合分析,并对不同方案进行了对比分析.计算结果显示,加入高弹性索可以有效的降低锚泊链的最大拉力,同时高弹性索具有质量轻的优点,加入高弹性索可以降低普通锚链的用量,减轻系泊系统重量.经过多次试算在满足安全性的基础上给出了最终的锚线设计形式,证明了加入高弹性索的锚线设计形式适用于漂浮式潮流电站,能够满足潮流电站在强流、大载荷等特殊条件下对锚泊系统的要求.     

浮式风机系统水-气动力耦合分析方法

将浮式风机系统中浮体的水动力分析模块与风力发电机的空气动力分析模块整合,提出了适用于深水浮式风机系统的全耦合动力响应分析方法.浮体水动力计算采用基于二阶精度的混合波浪模型(Hybrid Wave Model)的MORISON公式,锚泊系统采用细长杆理论通过非线性有限元方法实现,风机系统的空气动力分析采用基于多体气动弹性理论的FAST模块.以浮体控制方程为主体,通过模块间的载荷与位移传递在每个时间步上迭代求解,形成完全耦合的时域分析方法.通过对某SPAR风机系统在随机海况下进行了系统水动力响应分析,并与现有的三维势流理论的结果进行了比较,验证了数值分析方法的有效性.最后,对系统的动力响应进行了水-气动力的全耦合数值分析.结果表明,该方法能有效地分析浮式风机各子系统间的混合动力作用,可用于海洋风电系统开发.     

基于Sesam的柔性连接浮式栈桥波浪动力特性分析

为了保证浮式栈桥能够在波浪中正常使用,基于三维势流软件Sesam对系泊浮式栈桥的运动响应与缆绳张力进行非线性时域耦合数值预报。分析了桥节间有无缆绳连接、浪向角等因素对浮式栈桥运动响应的影响。计算结果表明,浮式栈桥的运动响应与缆绳张力受缆绳连接与浪向的影响很大。在有义波高为1.25m谱峰周期为6s时,有缆绳连接的桥节间相对纵荡最大幅值是无缆绳连接时的0.54倍;当浪向为90°时,浮式栈桥横荡方向与垂荡方向运动幅值范围最大;当浪向为105°时,桥节间相对纵荡运动幅值最大。综上所述,桥节间有缆绳连接可以大幅度减少其相对运动幅值,在布置浮式栈桥时,建议选取浪向角为150°~180°。     

超期服务浮式平台锚链疲劳寿命安全评估

基于线性累积损伤Miner理论,根据波频和低频波浪力引起的锚链张力统计幅值及锚链损伤后的破断张力,对某超期服务的半潜浮式平台锚链系统的疲劳寿命进行安全评估.研究结果表明：二阶慢漂是引起浮式平台锚链系统疲劳累积损伤的主要因素;锚链损伤后的破断张力对锚链疲劳安全寿命影响较大.文中提出的锚链疲劳寿命的评估方法同样适用于其他超期服务浮式平台锚链的疲劳安全评估.     

频时域混合法求多浮体系统的不规则波运动响应

介绍了一种用于预报多浮体结构在波浪中的运动响应的频、时域混合法。根据确定不规则波的跨零经,用频域法求解浮体的水动力系数,并适时求解非线性描力等外力,方程求解时引入动力有限元中的增量平衡方程,利用本方法预报了由６个单体组成的中空浮动结构对波浪的运动响应,并与试验结果进行了比较,数值结果与试验数据具有较好的吻合程度。     

浮式养殖网箱系统的数值模拟

对一种浮式网箱及其系泊系统建立了有限元模型。为了确保计算模型的准确性，对网箱系统的主要部件分别进行了模拟并与实验结果验证。进而对该模型在不同来流方向，以及网面阻力受水流遮蔽效应的影响进行了数值模拟研究。结果表明，所建立的数值模拟系统是有效和合理的，能够作为网箱设计和优化辅助系统。     

锚泊浮船坞的水动力性能

提出了一种浮船坞锚泊系统响应分析的数值计算模型,运动方程在时域内求解．三维混合积分方程法用于计算浮船坞在频域内的水动力系数和波浪扰动力,并消除了不规则频率的影响．假想作用力法用于模拟锚泊线的作用,考虑了锚泊线的弹性和流力作用．计算和实验证明,在锚链中设置块重能减小浮船坞的最大运动幅值及锚链张力峰值．由于波频运动的影响,交叉锚泊系统其锚链所受的张力幅值比开式锚泊系统大,从而使得交叉锚泊系统锚链的疲劳寿命比开式系统短．     

基于子结构方法的高架铁路浮桥的有限元分析

利用有限元子结构分析方法解决了具有复杂上部结构的拼装式超大型浮游结构的静力分析问题。按照拼装式高架铁路浮桥的结构特点,将其划分为多种子结构,实现了各功能子结构模块之间的耦合分析,并能在浮桥总体分析的同时进行重要部位局部细化分析,以及对子结构之间连接接头传力功能的分析,还可解决锚定系统对浮桥的非线性影响以及连接接头之间的连接间隙影响等非线性问题,利用有限元软件ANSYS进行了实现。计算表明,该方法能够显著地减少建模及计算工作量,缩短分析过程,节省机时,解决拼装式浮游结构的连接间隙影响、锚定影响等非线性问题。