基本信息
- 项目名称：
- 潮流发电栅栏对桥梁结构的影响分析
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 潮汐栅栏是一种潮流发电的装置，它可以放置在小岛之间或大陆和岛屿之间的水域内进行发电，也可以利用跨海大桥之间水域发电。而如果将大桥建造和设计融为一体，可以大大降低单独修建潮汐能发电装置的成本，方便结构的加强。
- 详细介绍：
- 潮汐栅栏是一种潮流发电的装置，它可以放置在小岛之间或大陆和岛屿之间的水域内进行发电，如果将大桥建造和设计融为一体，在桥墩之间放置潮汐栅栏，可以大大降低单独修建潮汐能发电装置的成本。但潮汐栅栏放置在桥墩之间，会增加桥梁的载荷。本文从结构安全的角度入手，参考相关有限元模拟计算斜拉箱体梁大桥的文献，建立钢筋混凝土桥梁和斜拉桥模型，利用有限元软件对桥墩之间设置潮汐栅栏的跨海大桥建立有限元模型，并计算海上波浪环境下桥梁结构的受力与变形，分析栅栏安装后对桥梁的影响作用，对相关设计人员提供有用的参考。
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撰写目的和基本思路
- 利用潮汐能发电，需要单独建设水库式潮汐能拦海大坝或在海面以下安装潮汐栅栏。在未来几年，大陆与岛屿之间及沿海岛屿之间将建设越来越多的大桥，考虑在修建桥梁时将潮汐栅栏安装在桥上，这相对于单独修建潮汐栅栏来说，可以大量节约投资，但同时却会增加桥梁的载荷，要通过计算确保桥梁的安全性。
科学性、先进性及独特之处
- 论文针对二种形式的桥梁，考虑安装栅栏的桥梁和未安装栅栏的桥梁，分别建立了结构有限元模型，并计算了桥梁的应力和变形，从而分析安装栅栏装置对桥梁安全性的影响，计算结果对有关设计人员提供参考。
应用价值和现实意义
- 潮汐栅栏是一种潮流发电的装置，它可以放置在小岛之间或大陆和岛屿之间的水域内进行发电，如果将大桥建造和设计融为一体，在桥墩之间放置潮汐栅栏，可以大大降低单独修建潮汐能发电装置的成本。本文从结构安全的角度入手，利用有限元软件对桥墩之间设置潮汐栅栏的跨海大桥建立有限元模型，并计算海上波浪环境下桥梁结构的受力与变形，分析栅栏安装后对桥梁的影响作用，对相关设计人员提供有用的参考。
学术论文摘要
- 在我国可用于大规模潮流发电的海域主要分布在浙江、福建一带沿海，这也是世界上潮流能资源最丰富的地区之一。例如在舟山海域，夏季大潮期实测的最大流速均在2kn 以上, 最大者可达7 kn，小潮期的最大实测流速也在1 kn以上, 最大者可达3kn以上，可见该海域的潮流能具有非常可观的开发价值。利用潮流发电，对解决电力不足的能源瓶颈问题，保护沿海岛屿的环境，以至于该地区的可持续发展都有深远的影响。
获奖情况
- 1.将在2011年4月9日-11日由广西大学主办在桂林举行的 “第二届/2011年制造科学与工程国际学术会议”进行交流; 2.已被《海洋工程装备》（ISSN2220-8895）2011年第5期录用。 3．发明专利《一种自锁式桩腿安装架装置》（申请号201010504980.0）进行实质审查阶段。
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]曹欣中,唐龙妹,张月秀.宁波、舟山内海域实测海流分析及潮流场的数值模拟.东海海洋.Vol.14, No.2, 1996. [2] 张勇,崔蓓蓓,邱宇晨.潮流发电-一种开发潮汐能的新方法.能源技术. No.4, 2009. [3] 苑红凯,邹永红,唐巧,宋小平.特殊桥梁桥面铺装结构力学性能仿真分析.特种结构. No.4, 2008. [4] 吉林, 夏国兴,欧庆保. 润扬斜拉桥有限元模型的建立和模态分析.能源技术. No.4, 2009. [5] 邓翊华.大跨度悬索式管桥静动态分析. 油气储运. Vol.29, No.5, 2010. [6] 孙东昌,潘斌.海洋自升式移动平台设计与研究.上海交通大学出版社. 2007. [7] 中国船级社.浅海固定平台建造与检验规范,人民交通出版社.2004.
同类课题研究水平概述
- 目前，针对潮流能发电的文献很多，但主要是针对潮流能发电的可行性、潮流能发电的理论，还有潮流能发电装置的改进。 在利用潮流能发电方面，张勇等人就潮流能利用现状，总结了世界利用潮流能发电的先进技术，表明潮流能发电具有良好开发和利用前景；苑红凯等研究了大桥桥面结构特点对应力分布的影响；吉林等人对斜拉大桥建模并进行模态分析；邓翊华针对大跨度悬索式管桥进行静动态分析。 但文献资料中没有查到有关潮流能发电装置与大桥共同设计安装，或潮流能发电装置对大桥影响的分析。 本文意在分析潮流能发电装置对大桥的影响，从而研究潮流能发电装置在大桥上安装的可行性。从而为桥梁和潮流能发电装置的设计提供参考依据。
