基于Ansys的大型船闸人字闸门背拉杆预应力设计

大型船闸的人字闸门结构的整体抗扭刚度较小,在自重、风压力以及水压力作用下,闸门在运行过程中容易发生过大的扭曲变形。为了提高人字闸门的抗扭刚度,减少人字闸门在运行过程中的变形,在设计中一般采用对人字闸门背拉杆施加预应力。结合汉江雅口航运枢纽工程船闸,利用Ansys有限元分析软件对人字门背拉杆施加预应力问题进行分析研究。分析结果可为背拉杆预应力的应用提供参考,同时为同类闸门背拉杆预应力的设计计算提供借鉴。     

基于PSD传感和视频图像技术的人字闸门合拢对中状态监测装置研制

以三峡船闸人字闸门合拢对中状态为研究对象,应用PSD光电位移传感技术和视频监控技术,确立了基于PSD传感技术的人字闸门门缝、错位检测方案和基于视频图像技术的人字闸门合拢对中监控方案,完成了监测装置的研制安装和调试试用。通过设备调试和试用:人字闸门门缝、错位检测误差均小于10%,满足人字门功能使用需求;人字闸门门缝、错位检测值信号实时传输至现地和集控系统;人字闸门合拢对中视频信号实时传输至集中监控系统;门缝、错位过大时,集控系统报警提示及时准确。     

人字闸门扭转变位的相似三角形法则

设置浮箱的人字闸门在预应力背拉杆调试过程中,门体变位在放水前后将发生改变。根据人字闸门的结构特征,将斜接柱看作近似刚体,基于相似三角形法则,得出由门体局部变位推导门体总体变位的计算公式,并分别通过直线拟合法和折线拟合法进行修正。结合工程实例,通过ANSYS有限元软件对人字闸门变形特征进行验证分析。结果表明:相似三角形法则普遍适用于人字闸门扭转变位的控制,可为水下背拉杆预应力的调试提供一种解决方案。     

大源渡二线船闸人字门静动力数值计算

针对大源渡二线船闸下闸首人字门背拉杆施加预应力与振动问题,进行三维有限元静、动力计算,给出优化模型的多组解,得到背拉杆最优预应力值,同时得到闸门自振频率。分析结果表明,各结构应力均小于材料允许值,门体的斜接柱下角点横向、竖向变形及门轴柱中点横向变形满足要求,为解决船闸人字门背拉杆预应力施工及运行过程中经常产生的人字门振动问题提供了技术支持。     

太阳辐射对人字闸门影响的有限元分析

人字闸门自身重力大且抗扭能力弱，在自然悬挂时会产生扭转变形。人字闸门作为钢构件处于露天环境中，夏季在太阳辐射的直接作用下其温度远高于环境温度，这将加剧人字闸门的结构变形。为了量化太阳辐射对人字闸门结构的影响，基于ASHRAE晴空模型，通过ANSYS有限元软件仿真分析人字闸门的温度场、变形及应力分布情况。结果表明：1）在太阳辐射作用下，形成空间分布比较均匀的闸门温度场，在15时左右达到最高温度67 ℃。2）在最高温度荷载下闸门主要构件变形与应力仍符合标准要求，但闸门变形随温度升高逐渐加剧，其中斜接柱位移与背拉杆变形增加1～3倍，在实际工程设计中应引起重视。     

人字闸门背拉杆的结构特性分析

背拉杆是人字闸门必不可少的构件。对比了人字闸门非预应力背拉杆及预应力背拉杆的计算方法,给出了非预应力背拉杆的改进措施;通过有限元软件分析不同背拉杆结构形式的人字闸门抗扭刚度,指出了门体变形控制参数之间的相互关系,印证了预应力背拉杆对提高人字闸门抗扭刚度、降低门头下垂量等的巨大作用。     

基于小波包分解的功率谱方法在人字门启闭机减速器故障诊断中的应用

针对船闸人字闸门机械式启闭机减速器中滚动轴承振动的不平稳性及其故障信号中存在噪声和干扰的问题,提出了一种基于小波阈值算法的小波包分解与功率谱分析的故障诊断方法。该方法通过对故障信号进行小波分解且对其系数作阈值处理,并利用处理后的分解系数进行小波逆变换得到降噪后的信号,然后对降噪后的信号进行小波包分解,找到能量集中的节点,对其进行Hilbert包络解调并求其Hilbert包络线的功率谱,从而提取故障特征信息。应用实例表明:仿真信号与某船闸人字闸门机械式启闭机减速器故障诊断方法能降低信号噪声以及干扰,并能提取故障特征信息。     

人字闸门的抗疲劳强度探析

结合船闸人字闸门运行后出现的裂纹情况,就产生疲劳的因素进行了分析,阐述了人字闸门产生裂纹的原因,从材料、载荷、结构、应力四方面提出了防范疲劳裂纹的具体措施及对有关问题的思考。     

人字门启闭力影响分析及Z值选取

目前设计规范未对人字门启闭力计算公式中的闸门前后水压差Z值选取做出明确规定,在计算人字门启闭力时通常会取大值,从而导致工程浪费。对大藤峡船闸人字门水动力与启闭特性进行数值模拟和物理模型试验研究,定量分析启闭力影响因素的效果,以便更科学合理地选取Z值。结果表明,适当增大门底间隙、门龛深度和采用变速启闭运行方式有利于闸门前后水体流动顺畅,在闸门启闭过程中形成的Z值则较小,相应的人字门启闭力也变小。综合考虑人字门启闭运行水动力特性的影响因素,合理选取Z值,可得到比较准确的计算结果,优化启闭机容量。     

一种船闸人字门门缝合拢自动校准的方法

新船闸人字闸门关终后的门缝和错位是确保人字闸门正常合拢,船闸正常运行的两个非常重要的指标。如果这两个指标出现偏差,就会影响人字闸门的合拢效果,导致船闸联动运行的中断,机械过载等问题,严重时还会对闸门的机械结构造成损坏。目前传统的方式多依靠人工调整。本文创新的提出一种间接和实时相结合的自动校准方法,实现了船闸人字闸门关终后门缝错位的自动校准。     

船闸人字门振动原因分析及对策

对船闸人字门在充水和泄水过程中所出现的振动问题进行分析对其情况进行介绍,并提出预防和整改措施.     

中低水头船闸人字门浮箱及背拉杆抗扭能力研究

浮箱和背拉杆是中低水头船闸人字门提高抗扭能力的有效措施,但是考虑二者共同预应力的研究工作较少。基于江苏某在建船闸人字门,建立人字门空间薄壁结构有限元模型,对比设置不同浮箱的人字门抗扭能力,提出了较为合理的浮箱设置方案。在此基础上,研究不同背拉杆布置方式下人字门的抗扭能力,提出一种背拉杆预应力的改进优化模型,使施加预应力后闸门的整体抗扭能力得到更大提高。研究结果表明：采用U形浮箱及预应力背拉杆进行人字门组合抗扭的方案,可有效提高闸门的整体抗扭能力。研究方法和研究成果可为中低水头船闸人字门的设计提供参考。     

长洲水利枢纽船闸检修关键技术研究

介绍广西长洲水利枢纽船闸检修关键技术。检修中,通过运用先进的检测设备、现代检测理论与合理的检测方法,调整1#、2#船闸人字门背拉杆和A、B杆,消除了门体运行过程中背拉杆与门体的撞击;通过修磨下游人字门门轴柱支枕垫块,消除挤卡震动现象,从而解决了船闸漏水问题。同时,介绍检修过程中的施工组织与管理,可为同类船闸检修提供参考。     

船闸人字门高位顶门固门工装优化

船闸人字门高位顶落门施工须安装固门工装,而传统的固门工装安装复杂、安全性较差。针对现有的固门情况及缺陷,设计研究了三峡、葛洲坝船闸人字门顶落门新型固门工装,并用于工程实践。优化后的固门工装安装简单、安全可靠,有效节约了施工时间和空间、降低了施工成本。根据应用情况提出今后进一步的优化思路。     

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。     

基于同步冗余策略的龙溪口船闸启闭机设计

针对龙溪口34 m口门船闸人字门在启闭过程中要求运行平稳、快速、同步性好、关终位门体错位小等问题，深入分析船闸人字门启闭过程中运行阻力矩的变化特性，详细介绍船闸启闭机形式和布置方式。从设备和土建等方面对人字门全开位时启闭机活塞杆与门体垂直和倾斜连接两种布置方式进行对比，得出口门宽度小于等于16 m的船闸宜采用倾斜连接，口门宽度大于16 m的船闸宜采用垂直连接布置形式。梳理了龙溪口船闸启闭机及液压控制设计特点，并基于同步冗余策略开展龙溪口船闸启闭机设计，设置两套位移传感器互备互校，实现人字门高效安全同步。通过龙溪口船闸试运行验证启闭机设计布置、选型和同步冗余策略合理可行。