跨海桥梁基础多因素影响下的波流耦合试验及工程应用研究

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作者 宁华宇 史虎彬 +2 位作者 刘军其 戈龙仔 刘海源 《中国港湾建设》 2025年第1期8-15,共8页

跨海大桥所在工程海域面临强台风及其引起的大浪、急流等恶劣海洋环境威胁,且桥梁结构采用大尺度高桩承台群桩基础,涉及结构安全校核时,无法利用规范或经验公式计算其受到的波流力。因此采用了比尺为1∶40的整体物理模型试验方法,通过... 跨海大桥所在工程海域面临强台风及其引起的大浪、急流等恶劣海洋环境威胁,且桥梁结构采用大尺度高桩承台群桩基础,涉及结构安全校核时,无法利用规范或经验公式计算其受到的波流力。因此采用了比尺为1∶40的整体物理模型试验方法,通过波高、周期、水位、冲刷深度等多因素影响的试验组合,论证桥梁基础(承台和群桩)受波流力的影响,揭示了多因素影响与结构受波流力之间的变化规律。同时为了便于工程应用,利用本次成果,以及类似工程--深中通道岛桥结合部桥梁基础受力试验成果,进一步拟合了基础结构受波流力的经验公式,成果不仅解决工程实际问题,也可为类似工程设计提供基础数据和参考。 展开更多

关键词 多因素影响 桥梁基础 波流力 模型试验 工程应用

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《港口工程荷载规范》船舶水流力计算公式的修正方法

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作者 刘军其 戈龙仔 +1 位作者 李焱 陈汉宝 《中国港湾建设》 2024年第9期1-7,87,共8页

随着船舶大型化和停泊水域动力环境复杂化,利用现行JTS 144-1—2010《港口工程荷载规范》附录F计算船舶水流力时,发现公式中存在诸多缺陷,主要为:1)相对水深适用范围窄;2)水流流向角分区段计算方法不统一;3)纵、横向水流分力的作用点不... 随着船舶大型化和停泊水域动力环境复杂化,利用现行JTS 144-1—2010《港口工程荷载规范》附录F计算船舶水流力时,发现公式中存在诸多缺陷,主要为:1)相对水深适用范围窄;2)水流流向角分区段计算方法不统一;3)纵、横向水流分力的作用点不明确;4)引用相关数据缺陷等。严重制约标准规范的推广应用。因此,基于标准修正专项的研究,通过收集比对国外标准和规范等资料,以及结合笔者前期所开展大量船舶物理模型试验结果等方法,得到了将现行规范水流力计算公式中相对水深适用条件由1.5扩大至6.0;提出了以船舶中心为力作用点的新坐标系下,采用横向分力、纵向分力和偏心力矩3部分组成的水流力计算修正方法,满足了规范修正目的。 展开更多

关键词 船舶水流力 相对水深 水流力系数 计算方法

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深中通道岛隧结合部波流特性及覆盖层稳定性试验研究

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作者 聂晓彤 刘军其 +2 位作者 戈龙仔 陈汉宝 刘海源 《水道港口》 2024年第4期486-494,共9页

基于岛隧工程结合部与传统隧道、近岸陆地工程衔接存在明显差别,以及在设计上面临的新难题,为保证深中通道岛隧结合部沉管隧道覆盖层在极端恶劣条件下的安全性和可靠性,对结合部区域范围内波流特性和防护结构的稳定性进行了研究。通过... 基于岛隧工程结合部与传统隧道、近岸陆地工程衔接存在明显差别,以及在设计上面临的新难题,为保证深中通道岛隧结合部沉管隧道覆盖层在极端恶劣条件下的安全性和可靠性,对结合部区域范围内波流特性和防护结构的稳定性进行了研究。通过开展物理模型试验,模拟了包括波浪和水流之间变化角度的水动力场,以及波流耦合作用护面块体稳定性;揭示了岛隧结合部波流耦合效应,总结了波高比(H_(s)′/H_(s))和流速比(U′/U)与相对流速(U/C)、波陡(H_(s)/L)、相对水深(d/L)和波流夹角(α)变化规律,并导出了相应的计算公式;同时通过多组试验对比优化,获得了护面块体最优稳定重量,导出了波流耦合作用下护面块体稳定重量的计算方法。研究结果不仅解决了深中通道重大工程的实际问题,也为今后海底沉管隧道覆盖层的建设提供基础数据和技术支撑。 展开更多

关键词 深中通道工程 岛隧结合部覆盖层 波流耦合 稳定性 模型试验

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船闸中间渠道非恒定流特性与调节池改善措施探讨 被引量：8

4

作者 戈龙仔 曹玉芬 +2 位作者 孟祥玮 刘红华 刘针 《水道港口》 2006年第6期378-383,共6页

中间渠道为分散梯级船闸间,两端封闭的特殊渠道。通过1:40水工模型试验,研究了船闸灌泄水非恒定流在规则渠道内的波动特性,对调节池改善措施,进行了调节池型式及位置与波浪运动的关系研究,提出了最优布置方案。

关键词 中间渠道 波动特性 改善措施 调节池

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带挡浪墙斜坡堤在满足越浪要求下的高程优化试验研究 被引量：7

5

作者 戈龙仔 管宁 +1 位作者 陈汉宝 彭程 《水道港口》 2018年第3期275-280,共6页

采用反弧形挡浪墙可以降低越浪量,但受力加大;越浪量随堤顶高程增高而降低,为在较低的高程满足越浪量和稳定性的要求,应用波浪断面物理模型试验,对L型挡浪墙和反弧形挡浪墙、不同的挡浪墙顶高程和斜坡坡度,以及增加挡浪墙前护面块体数... 采用反弧形挡浪墙可以降低越浪量,但受力加大;越浪量随堤顶高程增高而降低,为在较低的高程满足越浪量和稳定性的要求,应用波浪断面物理模型试验,对L型挡浪墙和反弧形挡浪墙、不同的挡浪墙顶高程和斜坡坡度,以及增加挡浪墙前护面块体数量即肩台宽度等措施进行了对比研究。成果表明,反弧形挡浪墙容易倾覆失稳,增加挡浪墙前肩台宽度可以减少越浪并增强挡浪墙的稳定性。且根据研究成果总结,提出了在工程上常采用的减少越浪措施,可为工程设计提供参考。 展开更多

关键词 斜坡堤 挡浪墙 越浪 稳定性 优化试验

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海堤前特殊地形对护面块体稳定性影响及对策 被引量：7

6

作者 戈龙仔 刘海源 栾英妮 《水道港口》 2014年第2期125-129,共5页

通过在波浪水槽内对海堤护面块体稳定性物理模型试验,发现在堤前存在特殊地形的条件下,波浪传播该区域后发生变形、破碎,形成的波能集中冲击范围内护脚人工块体,导致其失稳,进而使断面上整个护面块体向海侧滑移失稳。文章分析了块体失... 通过在波浪水槽内对海堤护面块体稳定性物理模型试验,发现在堤前存在特殊地形的条件下,波浪传播该区域后发生变形、破碎,形成的波能集中冲击范围内护脚人工块体,导致其失稳,进而使断面上整个护面块体向海侧滑移失稳。文章分析了块体失稳原因和影响因素,并从设计角度提出多种针对特殊地形下人工块体失稳的改善措施。 展开更多

关键词 特殊地形 物理模型试验 波浪破碎 块体稳定性 工程措施

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深中通道西人工岛岛桥结合部受波浪力作用试验研究 被引量：4

7

作者 戈龙仔 刘高 陈汉宝 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期60-67,共8页

波浪力作用下人工岛岛桥间易出现波能集中和雍水等情况,为了解该区域的力学性能及波浪特性,以深中通道西人工岛岛桥结合部为背景,开展缩尺比为1∶40的岛桥结合部受波浪力作用试验。分析岛桥结合部所受波浪力及波浪特性参数,结合规范公... 波浪力作用下人工岛岛桥间易出现波能集中和雍水等情况,为了解该区域的力学性能及波浪特性,以深中通道西人工岛岛桥结合部为背景,开展缩尺比为1∶40的岛桥结合部受波浪力作用试验。分析岛桥结合部所受波浪力及波浪特性参数,结合规范公式对波浪特性参数的调整系数进行推导,并对桥梁进行结构优化。结果表明:深中通道西人工岛岛桥结合部最大顶托力、侧向力分别为4126.66 kN、96.54 kN,最大压强为123.72 kPa,与设计值对比,结合部越浪量、波峰面高程、波浪力、最大压强调整系数取值范围分别为1.84~1.95、1.14~1.65、1.64~2.91、1.27~1.42;若采取整体抬高桥梁结构0.5 m的结构优化方案,半封闭区域水动力条件改善明显,越浪量和波浪力均能减少50%以上,建议条件允许时采用该方案。 展开更多

关键词 跨海大桥 岛桥结合部 波浪特性 波浪力 调整系数 桥梁整体抬高 波浪力作用试验

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防波堤堤后次生波的试验研究 被引量：7

8

作者 戈龙仔 迟杰 张慈珩 《水道港口》 2010年第3期204-209,共6页

在小比尺的大范围整体物理模型试验及数值模拟中,由于模型本身存在底摩阻、比尺效应及计算软件等影响因素,测量所得堤后次生波波高精度较低。因此通过采用大比尺波浪断面物理模型试验,选取不同入射波要素和堤顶淹没水深,研究次生波的基... 在小比尺的大范围整体物理模型试验及数值模拟中,由于模型本身存在底摩阻、比尺效应及计算软件等影响因素,测量所得堤后次生波波高精度较低。因此通过采用大比尺波浪断面物理模型试验,选取不同入射波要素和堤顶淹没水深,研究次生波的基本特性,得到入射波高与次生波的关系;同时利用局部整体模型,分析得出波浪对防波堤不同角度入射时,角度与堤后次生波的关系。试验结果可为大范围整体物理模型试验提供校验依据,也可为数值模拟防波堤堤顶越浪,进行参数调整提供必要的依据。 展开更多

关键词 防波堤 堤后次生波 断面物模 影响分析

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三峡汛期日调节对通航影响及改善措施 被引量：4

9

作者 戈龙仔 刘红华 孟祥玮 《水道港口》 2004年第4期204-208,共5页

试验研究了三峡工程运行至50+4a和70+6a汛期电站日调节非恒定流对上游引航道口门区水流条件的影响。结果表明,通航水流条件主要控制因素为口门区的横流、船闸前的波高,在日调节过程中所要求的日调节流量下,均难以满足通航水流标准要求... 试验研究了三峡工程运行至50+4a和70+6a汛期电站日调节非恒定流对上游引航道口门区水流条件的影响。结果表明,通航水流条件主要控制因素为口门区的横流、船闸前的波高,在日调节过程中所要求的日调节流量下,均难以满足通航水流标准要求。对此,提出了改善引航道口门区通航水流条件的几种不同措施。 展开更多

关键词 三峡工程 汛期日调节 上游引航道 通航水流条件 改善措施

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深中通道西人工岛岛形对护面块体稳定性和堤顶越浪的影响 被引量：4

10

作者 戈龙仔 蔡翠苏 +1 位作者 胡鹏 刘海源 《水运工程》 北大核心 2020年第7期1-6,共6页

针对深中通道西人工岛特殊岛形,利用物理模型试验手段,验证最不利波浪作用下块体稳定性和堤顶越浪量。结果表明:入射波在内凹的岛壁弧顶迅速形成能量聚集,在岛端部外凸出转角处产生波能释放和漩涡流等复杂不利的波态;凹凸多变岛形也导... 针对深中通道西人工岛特殊岛形,利用物理模型试验手段,验证最不利波浪作用下块体稳定性和堤顶越浪量。结果表明:入射波在内凹的岛壁弧顶迅速形成能量聚集,在岛端部外凸出转角处产生波能释放和漩涡流等复杂不利的波态;凹凸多变岛形也导致护面的扭王字块块体咬合性能减弱,多因素影响致使质量5 t设计护面块体失稳,经多次优化后,岛壁堤身段增加至8 t、端部转角特殊段须增加至14 t方能稳定;岛壁越浪规律为沿波浪入射处至端部转角段逐渐增加。将试验结果与规范公式计算结果、二维水槽断面试验结果进行对比,得到结论:受岛形影响下的稳定质量和越浪均偏大,尤其端部转角凸出的特殊区域,因此设计应给予关注,尽量遵循规范的相关规定,即"轴线向外侧拐,保证夹角大于150°以上"的要求。通过试验也再次验证了三维整体试验在稳定性、越浪量和优化设计方面的必要性。 展开更多

关键词 特殊岛形 稳定性 越浪量 优化措施 试验手段

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深水涌浪下防波堤扭工字块护面破坏机理 被引量：3

11

作者 戈龙仔 赵旭 +2 位作者 陈汉宝 耿宝磊 刘海成 《水运工程》 北大核心 2018年第7期70-76,共7页

利用缩尺模型试验得到的深水涌浪作用下大型扭工字块护面斜坡堤稳定断面,在施工过程中出现了多次破坏,进行修复设计和再次试验验证后又出现了破坏。综合分析现场发生的破坏现象和模型中观察到的现象的不同,在第3次模型试验研究中提出块... 利用缩尺模型试验得到的深水涌浪作用下大型扭工字块护面斜坡堤稳定断面,在施工过程中出现了多次破坏,进行修复设计和再次试验验证后又出现了破坏。综合分析现场发生的破坏现象和模型中观察到的现象的不同,在第3次模型试验研究中提出块体摇动、滚落冲击造成的杆件损坏断裂,以及小块体支撑大块体造成整体下滑等问题,并通过加大块体质量再次验证,得到修复方案的稳定性。揭示了摇动导致杆件断裂并引起防波堤破坏的事实。 展开更多

关键词 扭工字块 深水 防波堤 涌浪 破坏机理

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新型消浪块体在防波堤断面上坡度确定的试验研究 被引量：3

12

作者 戈龙仔 高峰 《水道港口》 2015年第6期486-489,509,共5页

根据以往研究的成果和参考相关堤防设计规范,对于现有不同的消浪块体在防波堤工程设计应用时,均有对应的最佳边坡坡度。在2013年申请交通运输部应用基础研究项目"新型深水防波堤结构型式与消浪块体稳定性研究"子题三(新型消... 根据以往研究的成果和参考相关堤防设计规范,对于现有不同的消浪块体在防波堤工程设计应用时,均有对应的最佳边坡坡度。在2013年申请交通运输部应用基础研究项目"新型深水防波堤结构型式与消浪块体稳定性研究"子题三(新型消浪块体研究与开发)中开发了一种新型消浪块体,通过对该块体坡度与稳定性的影响试验中,得出了边坡坡度与块体稳定重量并不是如Hudson公式所体现的反比例关系,而是呈抛物线变化规律。试验结果可为新型消浪块体在工程上推广应用提供基础数据。 展开更多

关键词 斜坡堤 护面坡度 新型消浪块体 变化关系

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京唐港第四港池挡沙堤断面稳定性试验研究 被引量：3

13

作者 戈龙仔 王国增 郑子龙 《水道港口》 2011年第1期28-32,共5页

通过京唐港第四港池挡沙堤断面物理模型试验,对越浪流冲刷挡沙堤港侧块体而失稳的现象进行了研究。根据失稳的位置进行了不同形式的优化试验,最终得到稳定的断面。同时应用Holger Schtüttrumpf研究成果中的越浪流计算公式,计算得... 通过京唐港第四港池挡沙堤断面物理模型试验,对越浪流冲刷挡沙堤港侧块体而失稳的现象进行了研究。根据失稳的位置进行了不同形式的优化试验,最终得到稳定的断面。同时应用Holger Schtüttrumpf研究成果中的越浪流计算公式,计算得出最大越浪流流速值。利用该结果,参照以往研究中斜坡上流速值对应的块体稳定计算式,得出断面港侧位置具体的块体重量,为优化设计提供依据。 展开更多

关键词 越浪 稳定性 越浪流 港侧块体优化

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海底取排水工程玻璃钢管受力特性试验研究 被引量：4

14

作者 戈龙仔 刘针 陈汉宝 《中国港湾建设》 2020年第1期26-31,共6页

利用物理模型试验手段,结合越南沿海二期2×660 MW燃煤电厂取排水工程,开展了新型玻璃钢管材质的管道受力特性试验研究。通过在试验室配置不同密度泥水混合物的组合方式,验证玻璃钢管处于自由静载状态疏浚物回填施工期和运营期密实... 利用物理模型试验手段,结合越南沿海二期2×660 MW燃煤电厂取排水工程,开展了新型玻璃钢管材质的管道受力特性试验研究。通过在试验室配置不同密度泥水混合物的组合方式,验证玻璃钢管处于自由静载状态疏浚物回填施工期和运营期密实固定状态下,受力、上浮过程等内容。试验揭示了不同密度回填土中管道上浮由初期缓慢阶段、中期快速阶段、最终震荡动态平衡阶段的规律,得到各上浮阶段的受力结果,并推导出利于实际工程应用的经验公式。结果可为海底管道的安全施工和运行稳定性提供重要的技术保障,以及为同类工程应用提供参考。 展开更多

关键词 玻璃钢管 不同密度泥水混合物 上浮规律 波浪力 试验手段

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多因素影响下深中通道西人工岛挡浪墙顶高程确定及优化研究

15

作者 戈龙仔 栾英妮 刘海源 《中国港湾建设》 2020年第5期1-6,共6页

深中通道是我国继港珠澳大桥之后的又一项世界级的重大跨海交通工程,其中西人工岛采用了形似中国传统的风筝形状。基于工程重要性和特殊的岛形,以及所提出的越浪量小于15×10^-3 m^3(/m·s)的高标准条件,同时要求考虑天文潮+海... 深中通道是我国继港珠澳大桥之后的又一项世界级的重大跨海交通工程,其中西人工岛采用了形似中国传统的风筝形状。基于工程重要性和特殊的岛形,以及所提出的越浪量小于15×10^-3 m^3(/m·s)的高标准条件,同时要求考虑天文潮+海平面上升的水位、重现期300 a的台风浪、岛形结构形式多样性和高程限制等多因素影响,单独采用规范相关规定计算难以准确确定岛挡浪墙顶高程,对此开展了波浪水槽断面物理模型试验,同时结合规范公式计算和三维港池整体物理模型试验等多种手段结果的对比,得出了基于多影响因素的综合考虑,最终采用大台阶断面形式,岛挡浪墙顶高程为9.0 m的方案可行。 展开更多

关键词 多因素影响 深中通道西人工岛 挡浪墙 顶高程

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亚帆中心工程环抱形防波堤掩护效果及护面块体稳定性试验研究

16

作者 戈龙仔 潘金霞 陈琦 《水运工程》 北大核心 2020年第8期29-35,共7页

针对工程环抱形防波堤平面布置方案,利用整体物理模型试验手段进行了验证。结果表明:1)掩护后传入港内波峰线发生了偏转和波能集中,致使码头局部泊稳条件不满足标准要求。将位轴线顺时针旋转15°,与波峰线平行优化布置后,则满足。2... 针对工程环抱形防波堤平面布置方案,利用整体物理模型试验手段进行了验证。结果表明:1)掩护后传入港内波峰线发生了偏转和波能集中,致使码头局部泊稳条件不满足标准要求。将位轴线顺时针旋转15°,与波峰线平行优化布置后,则满足。2)根据越堤波浪是否冲击港内码头轴线标准,论证10.0、10.5、11.0 m共3个防波提高程掩护体,得出11.0 m是可行的。3)防波堤外侧质量6 t护面块体失稳,经多次优化后采用质量10 t则稳定,弧形转弯处勾连性护面块体受侧向波浪力作用比受正向波浪力偏于危险。4)将试验结果与规范公式计算值进行对比,前者均大,因此对于弧形转弯段的处理应给予关注,尽量遵循规范要求轴线夹角的相关规定。5)试验再次验证了三维港池整体物理模型试验在防波堤稳定性、越浪量和优化设计方面的必要性。 展开更多

关键词 环抱形防波堤 掩护效果 块体稳定性 试验手段 优化措施

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施工期开孔沉箱盖板开裂原因分析及优化措施

17

作者 戈龙仔 刘针 陈汉宝 《港工技术》 2020年第5期26-30,共5页

针对某工程开孔沉箱码头在施工过程中开裂现象,开展了模型试验研究,并根据沉箱盖板受力结果对结构提出了优化措施建议,满足了后续工程顺利实施要求;研究结果也可为类似结构设计受力计算取值和优化选型提供基础数据。

关键词 开孔沉箱 盖板开裂 原因分析 试验手段 优化措施

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天科院大比尺波浪水槽的建设与应用前景 被引量：9

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作者 耿宝磊 郑宝友 +2 位作者 孟祥玮 刘海源 戈龙仔 《水道港口》 2014年第4期415-421,共7页

交通运输部天津水运工程科学研究院于2014年7月建成一座大比尺波浪试验水槽，该水槽长450m、宽5m、深8～12m，目前是世界上尺度最大和造波能力最强的波浪试验水槽。文章首先分析了困内外大比尺波浪水槽的现状，并简要介绍了德国、日本... 交通运输部天津水运工程科学研究院于2014年7月建成一座大比尺波浪试验水槽，该水槽长450m、宽5m、深8～12m，目前是世界上尺度最大和造波能力最强的波浪试验水槽。文章首先分析了困内外大比尺波浪水槽的现状，并简要介绍了德国、日本、荷兰和中国台湾地区的大比尺波浪水槽，进一步结合天科院大水槽的功能设计及相关设施，分析了天科院大水槽的应用前景。 展开更多

关键词 天科院 大比尺波浪水槽 建设 应用

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周期和波高对斜坡式防波堤透浪特性影响试验研究 被引量：9

19

作者 杨会利 杨艳静 +1 位作者 戈龙仔 谭忠华 《水道港口》 2019年第1期28-34,共7页

通过物理模型试验,针对实际工程中典型的可渗透斜坡堤结构,在不考虑越浪情况下,对斜坡堤在较长周期波浪作用下的透浪特性进行分析研究,主要讨论了斜坡堤透浪系数与入射波周期、入射波高、相对宽度等因素的关系。根据试验结果分别拟合出... 通过物理模型试验,针对实际工程中典型的可渗透斜坡堤结构,在不考虑越浪情况下,对斜坡堤在较长周期波浪作用下的透浪特性进行分析研究,主要讨论了斜坡堤透浪系数与入射波周期、入射波高、相对宽度等因素的关系。根据试验结果分别拟合出在堤心石一定质量级配规则波和不规则波作用下斜坡堤透浪系数经验公式,为防波堤工程建设提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 斜坡式防波堤 透浪系数 物理模型试验 规则波 不规则波

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对《船闸总体设计规范》中引航道布置及尺度的讨论 被引量：7

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作者 郑宝友 戈龙仔 周华兴 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2012年第4期44-48,共5页

在《船闸总体设计规范》中规定了引航道尺度及布置,以指导工程设计,但签于山区河流枢纽船闸受地质、地形条件的影响,尤其受边界条件的制约,很难满足规范要求.为此,根据枢纽船闸引航道的工程实践,对引航道长度、宽度、制动段、布置形式... 在《船闸总体设计规范》中规定了引航道尺度及布置,以指导工程设计,但签于山区河流枢纽船闸受地质、地形条件的影响,尤其受边界条件的制约,很难满足规范要求.为此,根据枢纽船闸引航道的工程实践,对引航道长度、宽度、制动段、布置形式及停泊位置等问题,进行实践与规范的对照、比较和讨论,提出山区河流枢纽船闸引航道长度可适当缩短,口门可不加宽;引航道布置可为半开敞的直线式、曲线式;停泊段可设在引航道扩大段或口门区内等建议.通过原型代表船型及船队的检验,以供规范修订时参考. 展开更多

关键词 船闸 引航道 布置 尺度 规范 讨论

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