跨海隧道沉管管节浮运纠偏响应及拖轮编队布置方案设计开题报告

 2022-01-04 09:01

全文总字数:9474字

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1研究目的及意义

随着中国综合国力的不断上升,经济实力的不断进步,国家“一带一路”建设对水、陆、空等方面的交通运输的经济性、安全性、便捷性、舒适性等方面提出更高的要求。超级工程港珠澳大桥的竣工通车更是震撼了整个世界,由于港珠澳大桥贯穿香港、珠海和澳门三地,全长55km,跨经地域之复杂,工程之难世所罕见,因此整个工程由桥岛隧三个部分构成。而其中沉管隧道就有6km,并且它建成后就成为世界上范围最长、埋置最深、单孔跨度最宽、单节管节最长、规模最大的海底公路沉管隧道。而大连湾海底沉管隧道、深中通道工程、南昌二七过江通道、襄阳东西轴线沉管隧道和汕头湾新通道等工程的相继开工,也将会对我国沉管法隧道修建技术提出更大的挑战。

不仅于国内,作为世界上工程能力一流的基建强国,未来修建世界级跨江越海的超级工程,沿海城市与岛屿国家的交流沟通,重走海上丝绸之路需要中国扮演极其重要的角色。所以我们需要在沉管隧道的建设方面做出更大的努力,做出更加突出的成果。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

在世界各地跨海跨河的交通设施中,各种新型的水工建筑发挥着极其重要的作用,沉管隧道作为一种特殊的跨海越江工程,以其独特的施工方式在世界水下隧道工程建设中发挥着越来越显著的优势。沉管隧道以沉管管节为单元,通过预制、出坞、浮运、沉放、拼接等系列施工构成水下隧道。考虑航道尺寸的限制,为确定管节湿拖编队拖航航道的合理尺寸,需要研究拖航编队航行过程中的拖航阻力及在风、浪、流作用下的运动响应,考虑风、流产生的横向偏移力对管节及沉放控制驳偏航的影响及拖轮对管节的纠偏作用。

2.2研究的目标

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3. 研究计划与安排

编号

任务名称

时间节点

1

查阅相关文献资料,完成开题报告

第1-2周

2

阅读文献,完成英语论文翻译

第3周

3

建立管节浮运系统模型

第4周

4

进行频域水动力系数计算

第5-6周

5

进行时域分析计算

第7-8周

6

整理数值计算结果,选择设计方案

第8-10周

7

整理思路,构筑论文框架并撰写论文

第11-12周

8

修改、完善论文,提交论文,准备答辩

第13-14周

4. 参考文献(12篇以上)

[1]李志军,王秋林,陈旺,郭小龙.中国沉管法隧道典型工程实例及技术创新与展望[J].隧道建设(中英文),2018,38(06):879-894.

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[3]陈智杰,王永学,王国玉,侯勇.波浪作用下沉管管段沉放过程运动响应的试验研究[J].大连海事大学学报,2009,35(02):10-14.

[4]冯海暴,刘德进.超大沉管隧道管节水下顶推精确调整受力运动规律分析[J/OL].应用力学学报:1-7.

[5]吕卫清,应宗权,苏林王, 等.沉管管节浮运过程中波浪附加阻力的水动力学分析[J].水运工程,2013,(z1):86-91.

[6]左卫广. 波浪作用下驳船沉放方式沉管管段运动的研究[D].大连理工大学,2015.

[7]吴刚,沈永芳,孙红.沉管管节内河浮运的水力学特性及其稳定性分析[J].现代隧道技术,2018,55(01):170-177.

[8]冯海暴,苏长玺.沉管受限水域浮运航道设计[J].水运工程,2018,(1):200-204.

[9]彭泽宇,刘祚秋.海底沉管隧道管段海上系泊方式研究.现代隧道技术,2017,54(1):175-179.

[10]彭泽宇,刘祚秋.沉埋式海底隧道管段海上系泊水动力性能分析[J].水运工程,2015(1):37-41.

[11]何志敏,李九福,刘惠康, 等.沉管隧道管段浮运中的水流阻力性能及其在回旋区转体的流速流场模拟分析[J].隧道建设,2016,36(9):1023-1029.

[12]朱建国,伦灿章.大型管节浮运关键技术分析[J].船海工程,2016,45(05):157-160.

[13]吕卫清,吴卫国,苏林王,陈克强,彭晟.港珠澳大桥沉管隧道长大管节水动力性能试验研究[J].土木工程学报,2014,47(03):138-144.

[14]王文娟,王树青,李思强.海洋平台浮托安装的数值实验研究[J].中国海洋大学学报(自然科学版),2013,43(03):86-91.

[15] 陈晓惠. 海洋平台上部组块浮托安装数值模拟与实验研究[D].中国海洋大学,2012.

[16] 石丽娜. 基于AQWA的大型浮体拖航性能研究[D].大连理工大学,2011.

[17] Cao, A., Sang, S., Sheng, J. et al. Numerical simulation oftwin-barge float-over installation on AQWA software. Cluster Comput 22,8735–8746 (2019)

[18] Aifeng Zhang,Meng Wang,Miaomiao Yao,Shaokang Liu,JieWang. Analysis of mooring performance parameters of TLP based on AQWA[P].Proceedings of the 2017 3rd International Forum on Energy, EnvironmentScience and M.

[19] Z.W. Wu,J.K. Liu,Z.Q. Liu,Z.R. Lu. Nonlinear wave forces onlarge-scale submerged tunnel element[J]. Marine Structures,2016,45.

[20] Chen, M.S., Choo, Y.S., Eatock Taylor, R. (2014). Timedomain modeling of a dynamic impact oscillator underwave excitations. OceanEngineering, January 15,v 76, p 40-51.

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[22]Huang G , Zhang N , Law W K , et al. Motion response ofimmersing tunnel element under random waves[J]. Ships and OffshoreStructures, 2016, 11(6):14.

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