中高水头大型三角闸门实时在线监测技术

针对中高水头三角闸门在运行过程中受力和振动带来的安全性问题,依托引江济汉通航工程龙州垸船闸的三角闸门,采用有限元分析软件ANSYS对其静力特性进行研究,在相应受力最大的位置布置实时在线监测点,利用实时在线监测技术对三角闸门设备性能、运行特性和健康状态实施全过程跟踪和研究。结果表明:对三角闸门主要构件的工作应力、动态特性等开展实时在线监测,是解决闸门结构变形、磨损、振动、缺陷扩展等问题的有效手段,对提高闸门运行安全、保证其功能的正常发挥十分重要。     

葛洲坝船闸人字闸门底止水装置改造

葛洲坝船闸多次因人字闸门底止水装置损坏造成船闸停航抢修，停航时间长，给长江航运带来巨大损失。分析底止水损坏原因，提出将止水装置活动段改成固定段，并增加人字闸门全关时底止水与门槛的间隙，将底枢段止水固定螺栓由沉孔螺栓改为通孔螺栓，并提高所有止水固定螺栓强度，安装2个螺母防松，改善底止水装置使用工况，提高其可靠性。通过计算给出人字闸门全关时底止水与门槛的间隙值，保证人字闸门合拢时底止水刚好与门槛接触。结果表明，葛洲坝3座船闸下游人字闸门底止水经过改造，运行效果良好。     

34 m口门船闸三角闸门设计要点

船闸三角闸门多采用空间网架结构,对于34 m口门船闸而言,采用三角闸门形式尚属首次。为提高闸门结构设计合理性和安全可靠性,结合合裕线裕溪一线船闸扩容改造工程三角闸门的设计实例,从门体结构、支承运转装置、防撞系统、止水系统4个方面对大口门船闸三角闸门设计中须解决的关键技术难点进行分析,选取两组设计水位组合对闸门空间结构进行有限元仿真分析,并对顶、底枢结构进行针对性设计,同时在运转件表面强化工艺、防撞系统结构形式、不同部位的止水设计等方面提出解决方案。结果表明:闸门各结构部件受力在允许范围之内,运转装置安全可靠,止水结构适应性良好,均满足使用要求。     

基于ANSYS的船闸大修工程中闸门加固研究

针对船闸中使用频繁的工作闸门的大修加固问题,依托杭州三堡一线船闸大修工程,进行原型观测和评估,并采用有限元计算软件ANSYS建立工作闸门的数值分析模型,基于不同工况下的水位组合,得出工作闸门合理的加固方案。结果表明,加固后的主梁应力满足材料的容许应力要求;平面提升门在水位组合工况下,满足强度、刚度和稳定性要求。计算结果可为类似工程提供借鉴。     

考虑加强环影响的深水平面钢闸门大规模动力分析

以实际工程某水电站深水平面钢闸门为例,利用UG-NX进行三维建模、运用Hypermesh进行网格划分、最后使用ABAQUS进行计算,通过其闸门有无加强环两种工况对71m破坏水头下在深水中动力状态进行计算分析。结果表明,闸门在无加强环的工况下较有加强环的工况下,闸门变形更大,薄弱点在加强环附近,易发生破坏。其研究结果对实际工程具有预测和指导的作用,提高闸门设计的安全性。     

船闸闸门受撞安全性研究

针对泗阳一线船闸大修改造后的下游闸门使用状况,介绍船舶撞击力的计算方法,并利用有限元法对闸门正常使用工况和受船舶意外撞击工况进行分析计算,对各种工况下闸门关键部件和关键部位的应力变化情况进行研究,从而搞清了船舶撞击力对船闸安全运行的影响。     

船闸平板闸门油缸垂直度与平行度测量试验研究

测量计算不同工况下船闸平板闸门油缸的垂直度和平行度有利于分析其同步运行状态和性能,保证船闸液压机械设备正常工作.以某大型水电厂2、3号船闸上提门和下沉门左右两侧油缸为研究对象,测量了船闸在无水和有水情形时不同闸门开度下油缸的垂直度,基于线对线平行度评定模型计算了两侧油缸的平行度,并分析了两侧油缸垂直度和平行度的变化对闸...     

株洲航电枢纽船闸人字闸门背拉杆预应力优化计算及调试

介绍国家重点工程--株洲航电枢纽船闸人字闸门在各种工况状态下,背拉杆预应力优化计算模式以及人字闸门背拉杆预应力调试过程和结论.     

裕溪船闸大型三角闸门刚性防撞体系研究

本文结合合裕线裕溪一线船闸扩容改造工程大型三角闸门设计,对船闸三角闸门的刚性防撞体系进行了有限元建模。针对2000t的船舶正常通过船闸时出现的最不利工况,开展了刚性防撞体系的船舶撞击动力分析。研究表明,刚性防撞体系可以对三角闸门主体结构起到有效地保护作用,但刚性防撞体系由于消能作用差,在撞击过程中防撞面板和防撞杆件会出现塑性损伤,需要在最不利工况时对防撞体系进行维护。     

船闸桁架式检修闸门的适用性分析

船闸检修闸门为工作闸门和闸室检修时使用,考虑总平面布置、启闭设备能力以及降低土建工程费用,检修闸门门重成为船闸金属结构设计的关键因素。桁架式检修闸门利用型钢代替实腹式检修闸门腹板,门重较同尺度实腹式检修闸门大为降低,在信江、赣江以及京杭运河多座船闸已有应用。对于山区河流高水头船闸,桁架式与实腹式检修闸门应用存在一定重叠。利用有限元软件,分析不同水头作用下桁架式检修闸门的应力和变形情况,验证特定尺度下桁架式检修闸门所能承受的极限载荷,给出桁架式检修闸门的推荐水头范围。     

基于光纤布拉格光栅的船闸人字门健康状态远程监测系统

为解决船闸人字门长期工作过程中形成的结构损伤及积累损伤，提出了一种基于光纤布拉格光栅（fiber bragg grating，简称FBG）的船闸人字门健康状态远程实时监测技术方案。依据船闸人字门实际受力状况及特殊水域环境工作状态，布设FBG传感器网络对船闸状态进行远程监控，经信号解调、数据处理与分析、损伤识别与安全评定系统综合评定船闸人字门的整体健康状态，解决了定期停航进行人工检修方式存在的影响航道运输、无法实时监测及预警等弊端。对提高安全通航效率、保障设备设施运行安全具有重要意义。     

红花二线船闸下闸首温控仿真分析

针对大型船闸易由温度控制不当产生温度裂缝从而破坏整体结构的问题,采用温度应力仿真的方法对其进行研究。综合考虑混凝土性能、边界条件、浇筑方案等诸多对船闸温度应力造成影响的因素,结合ANSYS自带的APDL语言进行二次开发,编写热力学参数命令流对红花二线船闸下闸首不同工况全过程瞬态温度场和应力场进行仿真分析。结果表明,采取降低浇筑温度并适当配合通水措施能有效控制其温度应力。总结出的大体积混凝温度应力计算和控制的流程,可成熟运用于实际工程。     

中高水头大型三角闸门静力数值分析

引江济汉通航工程龙州垸船闸三角闸门规模和承受水头为国内外现役和在建船闸三角门之最.由于三角闸门空间结构复杂,结构尺寸大、计算工况多、受力复杂,在设计计算时无成熟的计算公式.为了掌握该闸门结构在各种工况下的应力、应变情况,采用ANSYS有限元分析软件建立了大型三角闸门的有限元模型,分析了三角闸门结构的应力、位移以及稳定性等,并校核了该闸门的强度和刚度,评估闸门的安全性.计算结果为完善闸门结构的设计提供了依据,同时对闸门安装、运行都有很好的指导意义.     

大型三角闸门门缝输水运用条件试验研究

裕溪一线船闸扩容改造工程首次将三角闸门的应用口门宽度提高至34 m。为提高船闸的运行效率、充分发挥三角闸门动水启闭的优势,开展了大型三角闸门门缝输水运用条件试验研究。以三角闸门的水动力特性和船舶停泊安全为依据,研究提出裕溪新船闸大型三角闸门门缝输水的运用条件:1)三角闸门采用门缝输水应尽可能在1 m水头差以内开启;2)闸门开度应控制在1 m以内;3)随着水头差减小闸门开度可进一步增大。     

不对称闸墙双铰底板式闸室结构仿真分析

以四川省青居船闸工程为背景,分别采用平面简化法和有限元法对闸室结构进行内力计算,并同原型观测数据进行对比分析,结果显示：简化法较难满足不对称闸墙双铰底板式船闸结构计算的需要,而基于非线性有限元法的计算成果与结构的真实受力状态吻合较好,能反映船闸结构内部最不利的位置、受力状态及其变化规律。     

枢纽扩建船闸工程上游设计最低通航水位的确定

上游设计最低通航水位是船闸工程建设的关键技术参数之一,直接影响船闸使用性能、投资和工期。针对已建枢纽扩建船闸工程上游设计最低通航水位取值的问题,根据株洲枢纽实测水位,进行枢纽实际最低运行水位和保证率水位的分析,对不同特征水位时二线船闸工程投资情况、一线船闸运行情况及渠化梯级间水位衔接情况进行论述,采用模型试验验证和测算投资比较的方法,得出株洲二线船闸上游设计最低通航水位宜采用38. 3 m的结论。该研究方法对山区、丘陵区枢纽扩建船闸工程具有借鉴意义。     

混合对转推进系统设计与实船应用研究

为全面深入了解混合对转推进系统实船安装对船舶性能影响,为数值仿真和性能预报提供实船参考数据,以集装箱运输船为应用对象,提出了一种把吊舱推进器集成在挂舵臂上的混合对转推进系统(CRP-POD),详细阐述了CRP-POD的系统构成、工作模式和电气控制系统实船设计方案。通过实船试验和运行数据分析,安装混合对转推进系统的船舶与同系列安装常规推进系统的船舶相比,特定航行工况下航速有2~3%的提升、回转能力有所降低、航向稳定性上优于常规船。