基于模拟器的通航风险评价及其应用

为了从通航安全角度对桥梁设计方案的优劣进行比选,应用大型船舶操纵模拟器结合层次分析法,建立了基于模拟器的通航风险评价模型.利用该模型对厦门高集海堤开口桥的两种设计方案的通航风险进行了评价.试验表明:该模型的研究与应用可为评价通航水域桥梁设计方案的优劣提供一种新途径.     

内河桥梁通航安全管理工作初探

加强内河桥梁通航安全管理是"两防"专项整治活动的重要内容之一。因内河桥梁数量多、船舶通过量较大,因此其通航安全管理具有一定难度。作者结合安徽省"两防"活动中桥梁通航安全管理实际,针对内河桥梁通航安全中存在的突出问题,提出了强化通航安全管理、防止船舶碰撞桥梁的建议。     

港口航道和码头通航安全评估

为了满足对福建液化天然气站线10万t级液化天然气船舶码头工程通航安全评估需求,就通航安全评估工作中的船舶操纵模拟器运用、船舶运动数学模型的建立、电子海图和码头CAD数据转换及叠加、虚拟通航环境生成、评估仿真模拟试验方案的设计与实施以及船舶航迹带生成系统等关键技术问题进行简要的论述.且运用大型船舶操纵模拟器和船舶航迹带生成系统,对10万t级液化天然气船舶的航行安全问题进行仿真模拟,并对模拟仿真结果进行分析评价,进而提出通航安全方面的合理化建议.     

考虑碰撞效应的斜交桥抗震性能分析

受地形条件的限制,在公路桥梁或城市桥梁设计中经常采用斜交形式的梁桥。由于主梁轴线与支承边存在斜交角,使得其会发生一定面内旋转,当考虑横桥向碰撞效应时,斜交桥的抗震性能变得比直线梁桥要更加复杂。论文采用非线性时程分析方法对具有不同斜交角的连续梁桥进行分析,探讨了结构地震响应随交角变化关系。结果表明:不考虑碰撞效应会明显低估连续梁桥抗震性能,在斜交连续梁桥设计时应考虑碰撞效应的影响;斜交角的大小会显著影响桥梁结构地震响应,但不与斜交角成线性关系。     

装配式混凝土简支斜梁桥基频实用计算公式

以一座典型装配式混凝土简支梁桥为工程背景,采用数值分析方法开展斜交角、跨径、桥面宽度和横向扭转刚度对斜梁桥基频的影响分析.结果表明:随着斜交角增长,桥梁前三阶竖向振型对应频率增大;随斜梁桥跨径增大,结构整体竖向刚度降低,基频明显减小,减小速率趋缓;受斜梁桥弯扭耦合力学特征影响,基频随截面抗扭刚度增加显著提高.依据各关键参数对斜梁桥基频的影响分析结果,在现行规范桥梁基频估算公式的基础上,提出考虑截面抗扭刚度和斜交角的混凝土简支斜梁桥基频估算改进公式.通过多座实桥试验数据验证改进公式的精度和适用性.     

基于红外成像的船舶净空高度测量方法

在我国通航水域中,船舶与桥梁的碰撞事故时有发生,不仅对船上人员的生命安全造成威胁,而且造成严重的经济损失和社会影响。因此,如何保证水上交通以及桥梁安全,降低船舶碰撞桥梁的风险成为一项重要课题。本文提出一种以改进的脉冲耦合神经网络（PCNN）算法为核心,以摄像机针孔模型为原理,基于红外成像的船舶净空高度测量方法,该方法集红外成像、船舶检测、船舶净空高度测量与报警于一体。通过实验表明,该方法可通过对通航水域船舶净空高度测量与监测,实现船桥碰撞事故的预防和报警,从而提高相关管理部门的管理水平,在船舶的安全通航中发挥重要作用。     

船舶操纵模拟器在港口通航安全评估中的应用

根据港口水域的特点,将船舶在港口的航行过程划分为航道航行和靠离泊两个阶段;提出了运用船舶操纵模拟器进行港口通航安全评估的一般步骤:确定评估要求,制作电子海图,模拟外界环境,选择及检验船型,实施模拟方案,分析试验结果;并结合实例详细论述了评估方法的可行性和具体实施步骤,最后简要概述了操纵模拟器在通航安全评估应用中的局限性.     

航海模拟器研发设计之探讨

航海模拟器从开始利用以来,从当初的小型单功能模拟器发展到今天的大型操纵模拟器,对模拟器的使用也从纯粹的教学发展到今天的在通航评估、工程论证等工程项目中发挥了重要的作用.回顾国内模拟器发展的同时介绍了挪威KONGSBERG公司Polaris大型船舶操纵模拟器系统,研究其在设计上的优点,参考STCW马尼拉修正案对船舶操纵模拟器提出的新要求.探讨模拟器今后的研制方向,并就船舶操纵模拟器的研制提出粗浅意见.     

沪汉蓉快速铁路南淝河特大桥通航净空尺度和技术要求论证

根据南淝河特大桥所在河段的自然条件、航道规划和运量发展,城市规划和建设,以及拟建桥梁上、下游建筑物的相对位置等,从桥位方案选择,桥梁通航净空等多方面、多角度对影响船舶通航安全及桥梁安全的诸因素进行了分析论证,提出拟建桥梁选址、通航孔跨度及河道中桥墩布置不能满足规范和船舶安全航行要求,同时提出相应的调整措施,优化了桥梁设计及建设方案,推进了南淝河特大桥及南环线工程的前期工作并使其尽快付诸实施,从而进一步增强合肥铁路枢纽的功能和省会的辐射带动作用。     

超大型船舶靠离泊操纵中拖轮助操的应用

在码头工程通航环境安全评估的专题研究中,应用日本MMG分离建模方法,建立超大型船舶操纵运动的仿真模型;根据超大型船舶操纵运动的特性,给出了超大型船舶靠离泊操纵中所需拖轮数量、配备要求和具体的助操方法.在此基础上,运用大型船舶操纵模拟器,对3×105 t级超大型油轮靠离泊操纵中拖轮的应用进行了仿真试验,仿真结果为超大型船舶在靠离泊过程中拖轮的协调应用提供了科学依据.     

吊舱推进船舶操纵性仿真研究

为进一步提高吊舱推进船舶的操纵性能,根据船舶在操纵过程中的运动状态,建立了吊舱推进船舶综合仿真模型。分析吊舱推进器推力大小、回转角度与船舶操纵的关系,改进了现有三自由度非线性船舶运动方程,提出了吊舱推力矢量模型以及具体计算方法。在Matlab平台下分别实现了吊舱推进船舶和传统推进船舶模型的仿真,并比较了这两种船的回转操纵和Z形操纵性能。结果表明该模型能正确地反映吊舱推进船舶操纵运动状态并为吊舱推进控制技术的研究提供了可信的数学模型。     

基于事故树的港口水域船舶通航风险致因分析

依据事故树理论,从人机环管四个方面建立港口水域船舶通航事故树,结合舟山老塘山港区近5年的事故统计数据,计算事故树基本事件概率,验证所建事故树的合理性。通过分析事故树的结构重要度、基本事件概率和概率重要度,定性定量分析港口水域船舶通航风险致因,最后提出港口水域安全通航安全的保障对策。     

单梁模型在斜交连续梁桥荷载试验计算中的适用范围

介绍了桥梁荷载试验计算的常用方法,采用梁格模型和单梁模型分别对不同跨宽比和斜交角的等跨连续梁桥进行计算,分析梁格模型和单梁模型的内力、位移在不同跨宽比和斜交角情况下的变化规律.为等跨连续梁桥荷载试验的计算模型选择提供参考.     

复式圆端型桥墩附近船舶受力特性及通航安全区范围

采用RNGk-ε湍流模型分析了复式圆端型桥墩周围水流流场,运用应力采集系统测量了船舶与桥墩处于不同相对位置时的二维时均受力情况,分析了复式桥墩不同间距时船舶的受力特性以及复式桥墩周围水流对船舶通航的影响。试验结果表明,复式桥墩周围存在4个明显的横向流速峰值区,且船舶经过桥区,桥墩周围横向流速出现正负交替变化;随着桥墩间距的增大,船舶在桥区的横向受力由吸附力向推力演变。两种途径研究的结果表明,随着复式桥墩间距的增加,桥墩侧向通航安全距离减小;当复式桥墩间距超过12倍墩宽后,桥墩侧向通航安全距离与单墩时情况趋于一致。     

斜交墩截面刚度与弯曲正应力

斜交墩与正交墩受力的不同主要体现在截面刚度与弯曲正应力,通过理论分析得出斜交墩顺桥向截面刚度相对于正交墩增大,并推导了采用主惯性矩、斜交角和主轴坐标系坐标表示的斜交墩弯曲正应力公式,得到了在顺桥向弯矩作用下斜交墩截面中性轴的位置与斜交角的关系。通过对某实桥的斜交墩进行截面惯性矩计算,建立有限元模型计算弯曲正应力,对研究结论进行了验证。研究结果表明：主轴坐标系任意坐标点的弯曲正应力随着斜交角度变化而变化,且存在极值,该点应力极值对应的斜交角度仅与该点的主轴坐标系纵横坐标比值有关;矩形斜交墩（包括空心墩）顶点处最大弯曲正应力存在最不利的斜交角,并分别得到了矩形实心墩与空心墩角度的解析表达式。     

非通航孔桥防船撞拦截系统的研究概述与实例分析

非通航孔桥抗冲击能力较差,抵御船舶撞击能力较弱,易造成桥梁结构失效。目前,相对于非通航孔桥墩,通航孔桥墩设计了各种类型的防船撞装置,并应用于众多桥梁结构上。然而,非通航孔桥按照通航孔标准进行防撞设计是不现实的。近年来,非通航孔拦截系统的研究工作较少,对现有几种不同类型的拦截系统进行分析,对比工作原理、适用条件等,为今后非通航孔桥拦截系统的工程应用提供参考依据。以宁波舟山港非通航孔桥为背景,结合航区环境、经济因素等,采用消能重力锚自动下落式浮基高架拦截系统。通过能量法进行消能分析,有限元软件ANSYS/LS-dyna进行船舶撞击拦截系统动态模拟,结果显示该拦截系统可有效拦截船舶。     

斜交板拱空间受力特性参数敏感性分析

为研究不同结构参数下斜交板拱的受力特性,建立不同斜交角度、矢跨比的空间斜交板拱有限元模型,对其结构响应进行对比分析.结果表明:随着斜交角度的增大,拱脚反力极不均匀,板拱的扭转和翘曲效应越来越明显;矢跨比变化时,斜度对斜板拱的受力特性影响规律相同,但结构空间受力特性的强度明显不同.     

一种LNG船舶移动安全区的仿真模拟研究

采用大型船舶操纵模拟器,通过对珠江流域内河160 m底宽航道的实际情况建模,在设定水域风、流等参数下,模拟14.7万m~3LNG船舶在满载及压载的通航情况。实验结果表明,14.7万m~3的LNG船舶在设定风流条件下,平均航迹带宽为57.0 m,满足航道底宽为160 m的内河航道通航要求。该实验对促进内河LNG船舶运输事业的发展有较大意义。     

基于AIS数据的船桥碰撞概率评估方法研究

针对船桥碰撞风险评估中桥梁船撞概率计算问题,基于自动识别系统(AIS)数据获得桥梁船撞影响参数,以解决现有方法中没有考虑特定桥梁航区实际通航船信息的问题.基于AIS数据分析了航行船舶动态,获得了船舶位置、航速和偏航角等参数,分析了船舶交通流,并以实际的船舶交通流对AASHTO规范模型中的几何概率进行修正;基于内河流域水流变化规律对AASHTO规范模型中的偏航概率进行修正,对比分析了修正前后的结果差异.结果表明:AASHTO规范模型没有考虑通航船舶的实际航道和速度变化情况,会导致所计算的桥梁船撞概率结果误差较大;对于船舶航行情况复杂的桥区,有必要采用基于AIS数据获得的实际通航船舶信息来估计船舶在桥区的分布情况,以提高计算结果的准确性;对于水流流速变化达到3 m/s,流向角变化达到3°的流域,应考虑水流变化对碰撞概率的影响.     

大连港香炉礁航道通航安全论证

为了对大型船舶进出大连港香炉礁航道及出坞船旋回掉头靠泊作业进行船舶操纵方案论证及船舶通航安全评估，应用日本MMG分离建模方法，建立了大型船舶操纵运动的仿真模型，给出了电子海图中相关的坐标转换算法．在此基础上，应用大连海事大学船舶操纵模拟器进行了实时动态仿真并给出了拖船使用数量的实用估算方法．仿真的结果比较可靠，对船长、引航员具有重要的参考加值，也为港方对港口建设及大型船舶靠泊问题进行决策提供了科学的依据．