景洪水力式升船机事故工况及应对措施

水力式升船机包括水力输水系统、机械系统、上(下)闸首设备及电气系统等。分析升船机各系统可能出现的故障,以及这些故障对升船机运行可能造成的影响,结合升船机运行流程,对几种典型事故工况进行分析,提出水力式升船机运行事故工况分类及应对措施。研究成果可对类似升船机的设计提供参考。     

水力式升船机运行安全重要风险源风险分析*

水力式升船机是高坝通航建筑物的一种新形式，在国内外没有运行经验可供借鉴。为保障水力式升船机安全可靠运行，针对重要风险源风险评价的模糊性难题，通过构建水力式升船机重要风险源因子事故树，辨识水力式升船机运行风险因子及其逻辑关系，提出基于模糊理论的水力式升船机运行安全重要风险源风险分析方法。以景洪水力式升船机为例，定量分析风险因子的风险等级，对水力系统、机械系统重要风险源进行安全风险评价。结果表明，该方法能够客观地评价风险，可为水力式升船机运行风险预警和管理提供技术支撑。     

垂直升船机系统机构运行风险的模糊度量方法研究*

为度量垂直升船机系统机构运行风险,针对垂直升船机系统机构的耦联性与运行风险的模糊性,融合决策实验室方法（DEMATEL）和模糊理论,构建垂直升船机系统机构运行风险模糊度量模型。从垂直升船机不同运行工况的角度出发,分析垂直升船机运行风险和风险因素之间的耦联性;构建基于DEMATEL的指标赋权模型,开发垂直升船机系统机构运行风险的模糊度量方法,并以三峡垂直升船机为例进行分析。结果表明,三峡垂直升船机系统机构运行风险等级为Ⅳ级低风险,但仍须关注船厢与闸首间隙漏水、船厢门无法正常启闭、防撞装置无法正常升降、间隙水无法正常充泄和闸首门无法正常启闭等导致垂直升船机运行不稳定的情况,应重点关注船厢水面波动对垂直升船机运行安全的影响。     

安全机构在全平衡式升船机中的实际应用

全平衡式升船机的安全可靠运行离不开安全机构这一重要的安全保护装置。当事故发生平衡被打破后,安全机构可以保证船厢安全地被锁定在任何位置,避免船厢失稳倾斜乃至倾覆。本文对向家坝升船机各类工况下载荷传递方式进行阐述分析,结合向家坝升船机安全机构动作的相关实例,将设计中的事故预想转化成了标准细致的现场处置恢复措施且成功实际应用,对同类升船机的运维管理具有指导意义。     

全平衡垂直升船机提升系统研究

主提升系统是全平衡垂直升船机的关键设备,以水口全平衡垂直升船机为例,提出了承船厢运行速度曲线、控制承船厢与挡水门精确停位方法、事故紧急保护原理和关键参数计算方法。通过不同速度的试验,验证速度曲线的实用性。从运动学的角度分析了事故紧急保护的原理、确定关键参数的计算公式和方法。选择多组承船厢水深数据计算制动延迟时间和滑移行程,与现场试验数据基本相同,从理论和实践上验证了其原理的正确性。     

水力式升船机制动器上闸与松闸条件

水力式升船机制动器采用常闭式制动,在升船机正常对接过程中,船厢调平以及事故工况下制动器上闸起到了固定船厢位置、阻止平衡侧和船厢侧钢丝绳力的传递和保护同步轴的作用。由于水力式升船机在上闸后平衡重侧和船厢侧的荷载实时平衡体系被打破,在松闸前需要满足相应的松闸条件,否则会对升船机安全运行产生极大危害。依托景洪水力式升船机对制动器上闸应用条件及松闸条件判断进行了系统分析,得到水力式升船机需要上闸工况和松闸条件的判断依据。     

基于云模型的水力式升船机输水系统运行风险分析

水力式升船机以水力代替电力的新型驱动方式,在高坝通航领域具有里程碑意义。为保障水力式升船机安全运行,针对其驱动核心输水系统运行安全进行风险分析。构建水力式升船机输水系统运行风险评估方法的理论体系,剖析输水系统运行原理,阐明输水系统竖井水位差风险特征;基于云模型理论,建立输水系统竖井水位差风险预警指标;依托景洪水力式升船机,预测100米级水力式升船机输水系统竖井水位差风险指标阈值。结果表明,本方法可有效控制由竖井水位差引起的水力式升船机运行风险,将其应用于水力式升船机领域风险预警,能够为水力式升船机的运行风险防控提供决策。     

三峡升船机安全机构荷载试验控制措施

通过对升船机安全机构荷载试验过程中船厢结构变形及关键设备监测,掌握了船厢结构及同步轴系统变形规律,验证了在事故工况下螺母柱具有良好的自锁性能,为后续升船机设备调试、运行及检修工作打下了基础。     

超高扬程升船机顶部机房形式及地震鞭梢效应分析*

以白鹤滩超高扬程齿轮齿条垂直升船机工程为例，对不同机房形式的升船机方案，运用ANSYS有限元软件，建立了考虑地基-塔柱-顶部机房共同作用的升船机塔柱结构三维有限元模型，采用时程分析法计算升船机塔柱和顶部机房在不同工况下的位移和加速度响应，对比不同工况的地震响应和鞭梢效应。研究结果表明：塔柱结构一阶振型是横向振动，二阶振型是扭转振动，进行塔柱结构设计时有必要适当增强结构的抗扭刚度；地震作用下超高扬程升船机结构鞭梢效应明显，分离式机房较整体式机房在鞭梢效应方面表现更弱。在升船机结构设计时宜合理选定机房形式，塔柱顶部宜采用梁板结构连系。     

考虑船舶影响的升船机结构动力特性

运用ANSYS有限元软件建立了包含塔柱、承船厢、水体、船舶、提升系统等构件的大型垂直升船机整体模型,计算分析了升船机结构的动力特性。计算结果表明:横荡、扭转、纵荡是承船厢结构低阶主要振型。厢内有船会降低承船厢系统的自振频率,其有船与无船工况下横荡自振频率分别为0. 130 9 Hz和0. 280 5 Hz;升船机整体结构低阶特征振型主要包括整体系统的横向摆动、绕竖向的扭转、纵向摆动。承船厢内有无船舶计算得到的同种振型下升船机整体结构的自振频率相差很小,表明船舶对升船机整体结构自振特性的影响不大;承船厢位置的升高会使得升船机整体结构的自振频率降低;承船厢位置的变化对升船机低阶振型影响较大,对高阶振型的影响较小。     

景洪水力式升船机运行特性

分析水力式升船机与常规电力驱动式升船机运行速度的差异,总结水力式升船机非匀速运行的特点,依托景洪水力式升船机原型观测试验,系统介绍升船机在不同速度下的运行特性,并分析其对船厢水面波动、船厢倾斜量、同步轴扭矩等特征指标的影响。     

景洪水力式升船机岔管群结构设计

岔管群是水力式升船机输水系统的重要组成部分,其布置及设计较复杂。针对景洪水电站水力式升船机岔管的受力特点,采用数值计算方法对水力式升船机典型的三分梁式岔管及四通岔管进行敏感性分析。结果表明:岔管的结构形式合理可行,满足水力式升船机输水系统布置的要求。研究成果可为水力式升船机岔管群结构设计提供科学依据。     

大型升船机卷筒与主轴连接技术

大型升船机承载能力大,若卷筒与主轴仍采用常规连接形式很难满足要求。分析了卷筒与主轴的各种连接结构,针对景洪升船机开发一种新的连接技术,解决了加工和装配的工艺难题。通过理论计算确定结构尺寸,成功完成了16件大型卷筒装置的设计生产加工。     

作用于船舶上风荷载及参数的理论计算

风荷载是船舶系泊的主要控制因素,因此对作用于船舶上风荷载计算研究是十分必要的。针对现行水运行业规范中关于作用于船舶上风荷载的计算公式与参数取值问题,基于风荷载的基本表达式,采用理论推演的方法,结合自然条件的更新调整,对空气密度、风压高度变化系数、地面粗糙度、船舶受风面积等参数进行分析,得出船舶风荷载的理论计算公式与参数取值建议,为规范中部分参数的修订与工程设计提供参考。     

水力式升船机塔楼结构分析

塔楼结构是升船机的主体建筑物,针对景洪水电站水力式升船机塔楼的受力特点,采用数值计算方法及模型试验方法对水力式升船机塔楼结构进行深入研究。结果表明:数值计算结果和模型试验结果基本一致。通过施工完建后的相关监测结果对该设计进行论证,可为同类水力式升船机的塔楼设计提供借鉴。     

水位变动对三峡升船机船厢下游对接运行操作的影响

三峡升船机下游引航道具有水位波动大、变化快的特点。为减少水位变动对三峡升船机船厢下游对接运行操作的影响，采用最小二乘拟合的方法，建立船厢下游对接时船厢水深、船厢与下游偏差拟合数学表达式，得出结论：船厢下游对接时船厢水深、船厢与下游偏差是线性对应的。根据三峡升船机现阶段运行操作现状，结合船厢水深、船厢与下游偏差变化，提出船厢下游对接不同时段的运行操作应对策略，为三峡升船机运行操作提供经验。     

基于DDAM的某舰用升降装置抗冲击分析

介绍美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM),利用Ansys软件对某舰用升降装置进行建模,并基于DDAM方法对其进行计算和抗冲击性能分析,分析结果可为舰用升降装置抗冲击设计和评估提供参考.     

齿轮齿条爬升式升船机驱动系统运行可靠性分析

针对升船机运行可靠性问题,以齿轮齿条爬升式升船机驱动系统为研究对象,根据可靠性理论,在统计驱动系统运行维护数据的基础上,综合分析停机故障次数和故障检修停航时间对运行可靠性的影响,计算得出驱动系统及其部件的运行可靠度,提出提高驱动系统运行可靠性的建议:应高度重视驱动齿轮托架机构、电气传动设备、传感检测装置等机电设备的维护检修和优化完善,充分考虑设备检修的便利性;基于停机故障次数和故障检修停航时间的运行可靠度计算分析方法,能准确反映升船机的运行可靠性。     

高扬程升船机多子结构耦合系统动力特性

采用有限元软件ABAQUS构建了高扬程升船机整体有限元模型,包括地基、塔柱、承船厢、厢内水体、钢丝绳、滑轮组、平衡重和纵横导向机构。通过数值模拟,对升船机整体系统进行了动力特性分析,探讨了地基刚度及承船厢竖向位置对升船机整体结构耦合振动特性的影响。计算结果表明:不考虑地基情况下,结构的振型更为密集,低阶模态中出现了频率为零的振型,运行系统可能发生动力失稳;升船机系统出现的以承船厢为主体的绕轴翻转振型和竖向升降振型将对安全机构的强度和系统的稳定性造成不利影响;承船厢竖向位置由低到高变化时,升船机结构各阶主振型对应频率值呈递减趋势。