基于实船试验的三峡船闸船舶过闸系缆力影响因素

三峡大坝船闸建成之后,库区船舶通航条件得到明显改善,船舶大型化发展迅速。船闸内系缆设施的承载能力有限,而船舶大型化发展应满足闸室安全停泊的要求。通过实船试验方法,选取典型大尺度过闸货运船舶,实测闸室停泊过程中系缆状态和相应数值,分析影响船舶过闸系缆力的主要因素并提出改善船舶过闸过程中停泊安全的有效措施。     

三峡船闸4.5 m吃水大长宽比船舶同步移舶过闸实船试验*

为进一步挖掘三峡船闸的通过能力,提出4.5 m吃水大长宽比船舶同步移舶技术。通过系统性的实船试验,从船舶停泊安全和航行安全两方面探讨该技术的可行性。结果表明,船舶系缆力在船舶制动停靠、闸室充泄水、人字门开启3个典型时段均超过了200 kN,系缆力与船舶排水量、闸室惯性超高（降）和初始水深密切相关,系缆方式对系缆力无明显影响;基于实测数据建立的下沉量公式预测,4.5 m吃水大长宽比船舶同步移舶航速小于1 m/s时不存在触底风险;大型船舶的停泊安全是制约进一步挖潜三峡船闸通过能力的关键问题,船舶的航行安全不是控制因素。     

闸墙长廊道侧支孔船闸阀门运行方式优化试验研究

船闸阀门开启时间对闸室通航效率、输水廊道压力和闸室停泊条件等产生影响,针对阀门运行方式优化问题,采用物理模型试验对船闸进水口水位、阀门段输水廊道压力特性、闸室和下引航道内船舶系缆力等水力特性进行分析,结果表明：闸室和下引航道内前横、后横和纵向3个方向的船舶系缆力均随阀门开启时间增大而减小,且纵向船舶系缆力大于横向船舶系缆力。随着阀门开启时间增加,充水时阀门段输水廊道压力先减小后增大,泄水时则逐渐增大。综合考虑当阀门开启时间为6 min时船闸整体运行效果较好,该成果可为实际船闸运行提供技术支撑。     

船闸输水阀门运行工艺现场测试优化

通过高水头船闸输水阀门运行工艺优化，改善闸室内船舶停泊条件及输水廊道阀门段水流条件，这是解决过闸船舶大型化导致系缆力超过设计值等问题的重要技术方法。结合某大型船闸输水阀门运行实例，通过动水关(开)阀开度调整、动水关阀剩余水头等不同工况的输水阀门运行工艺，开展水力学现场测试，选定充泄水时间、惯性超高(降)均满足设计及规范要求的充泄水阀门优化运行工艺。现场测试表明：采用推荐的输水阀门运行工艺，可有效地改善闸室内船舶停泊及输水廊道水力学条件，双边充水时船舶最大系缆力比现状工况降低近39.3%,人字门开启时船舶最大系缆力比现状工况降低近59%。     

红岩子船闸输水系统优化设计

船闸侧墙廊道闸室明沟消能工布置及消能效果的优劣,直接影响闸室内船舶所受系缆力大小及停泊安全。依托红岩子船闸输水系统水工模型试验研究,探讨筛孔式消能工及通过增加顶盖板优化设计的方案在中高水头分散式输水船闸中的应用效果,通过测定闸室充、泄水水力特性,输水廊道压力及船舶停泊条件等各项指标,发现优化设计方案在船舶停泊条件方面具备更优的性能,同时提出船闸阀门开启方式的运行方案。     

基于泊稳条件阈值的输水系统内消能工优化研究

以南阳市唐河复航工程中水台子枢纽船闸新建工程为背景,通过建立1:30船闸输水系统整体物理模型,针对船舶停放于上闸首闸室连接段时出现的船舶系缆力超标问题进行试验、优化研究。研究成果表明：(1)双列船舶并排停放时,试验代表船舶所受前横向系缆力不满足规范要求;(2)设计方案下当船舶双列并排停放于闸室上游段时,船艏位于出水明沟正上方,出流剩余能量大且出流后水流扩散不充分,使得船舶所受前横向系缆力过大,结合试验各项水力指标,提出通过在上闸首闸室连接段双出水明沟内增设消力槛的优化措施;(3)优化方案中消力槛的设置,有效改善了船闸上闸首出水口水流条件,降低了试验代表船型所受各向系缆力;(4)优化后的船闸输水系统基本满足设计、规范要求。     

高水头船闸大型船舶导航墙停泊条件研究

高水头船闸导航墙水流条件复杂,大型船舶在导航墙待闸存在船舶靠泊和系缆设施安全等问题。以葛洲坝二号船闸导航墙停泊条件研究为例,通过模型试验、系缆力测试等技术方法,分析不同工作水头下船闸充泄水、船闸人字门启闭过程中上、下游导航墙不同停泊位置的船舶停泊条件及其变化规律,提出船舶系缆力超过设计值的对策措施。研究表明：上游导航墙停泊条件良好,船舶系缆力较低;下游导航墙受船闸泄水影响大,且与船闸工作水头密切相关,停泊条件较差,采取优化船闸阀门运行及泄水工艺、避开船闸泄水影响范围、增加船舶系缆数量等措施,可起到降低单个系船柱船舶系缆力的作用,下游导航墙系缆设施及船舶停泊条件预期满足要求。     

三峡双线船闸引航道停泊条件分析

依据三峡双线船闸引航道的模型试验成果，对船队系缆力超过允许值几倍的事实，分析了船舶（队）的停泊条件及影响因素，并简要提出改善措施。     

贵港二线船闸闸室双明沟消能工布置及消能特性研究

以贵港二线船闸闸室内双明沟消能工布置为研究对象,建立1:30的整体物理模型。利用多普勒流速测量仪(ADV)、电阻式拉力仪、UBL-2超声波浪/水位采集分析仪等,对闸室内消能后各水力特性进行测量,分析消能特性。试验研究表明:经过优化后的双明沟消能工布置,使船闸闸室内横向水流分配均匀、局部紊动较小,船舶系缆力满足规范要求,闸室内船舶靠泊条件更好。     

船闸闸室横支廊道布置及水流特性研究

船闸闸墙长廊道闸室中部横支廊道输水系统可以较好地适应中高水头、闸室尺度大及闸室长宽比小等船闸特点,但如何使闸室纵、横向水流分布均匀一直是此类型输水系统需要解决的关键技术难题。本文针对闸室中部横支廊道群及单根横支廊道,分别建立了两座不同比尺的局部物理模型,重点从横支廊道进口布置、首末端断面面积比、侧支孔尺寸特征、消能方式等方面,研究了横支廊道布置及水流分布特性,提出了相关布置要点及一般布置原则,并通过整体模型船舶系缆力试验验证了闸室停泊条件。结果表明,提出的闸室中部横支廊道布置是合适的,充水时闸室纵横向水流分布基本均匀,船舶系缆力满足规范要求。     

天津港复线船闸船舶在闸室的停泊条件分析

根据天津港复线船闸水力学模型试验结果，分析船闸输水系统在灌泄水过程中影响系缆力的因素。并针对海船闸的船舶允许系缆力标准进行了探讨。     

帷墙格栅消能室在瓯江外雄船闸中的应用

根据瓯江内河航道规划,已建的外雄船闸过闸船舶由300 t提升到500 t。提出采用设置帷墙格栅消能室对船闸进行改造,在不改变船闸主体结构的条件下满足500 t船舶停泊安全和闸室有效长度不足的问题,在此基础上开展了1:20的船闸输水系统物理模型试验。研究结果表明：在船闸短廊道输水系统中设置帷墙格栅消能室的形式,不仅能缩短镇静段长度,而且能显著改善闸室内流态,使输水时间、船舶停泊条件均满足设计和规范要求,是一种适用于集中输水系统的消能工布置形式。     

船只线型对波浪力的影响

在船闸输水水力计算中,船舶在闸室中受力的估算,忽略了船只线型对波浪力的影响。结果偏于保守。经试验研究,提出了包含排水量方型系数的波浪力计算公式。     

不同侧支孔布置形式下的船舶系缆力数值模拟*

对于闸底长廊道侧支孔输水系统的水动力学研究,目前主要采用物理模型试验和现场原型观测方法,均需消耗大量的人力和物力;采用方便快捷且不受试验条件及尺度效应影响的数值计算方法的研究成果相对较少。通过闸室船舶系缆力数值模拟对不同侧支孔布置形式下输水系统水动力学特性进行系统性研究,总结分析其布置原则,可为船闸闸底长廊道侧支孔输水系统的设计和优化提供理论依据,并为类似工程提供借鉴,具有较重要的学术价值和实际意义。     

船闸灌泄水引航道内波幅与比降研究

通过研究船闸灌泄水非恒定流在引航道内长波运动的水力特性,分析了船舶(队)在引航道中航行、停泊及船闸运转的影响。从而得出,引航道允许比降应按控制船型确定,引航道断面设计应顾及闸室宽度的流量变化。     

盐邵船闸高水位系船设施应急改造研究

南水北调东线工程正式运行后,盐邵船闸上游长期处于高水位,闸室系船设施不能满足大型船舶高水位系缆要求。文中分析了过闸大型船舶的尺度、系缆特点,对船闸闸室结构安全进行验算,研究优化闸室高水位系船设施应急改造方案,取得了良好的使用效果。     

船闸输水阀门开启方式的研究

本文就船闸输水阀门开启方式!对匀速、变速、等加速、初速加等加速开启进行试验研究。试验中应用微机,采用程序控制,控制灌水初期的流量增率来减少波浪力,改善船只在闸室的停泊条件。随着微机在船闸上应用,操作阀门按有效方式开启,将会产生较大的经济效益。     

龙溪口航电枢纽工程船闸输水系统设计

龙溪口航电枢纽工程的主要开发任务为畅通岷江航运通道，船闸作为该枢纽的唯一航运设施，是岷江通道畅通中的重要一环，故输水系统作为该船闸核心的组成部分，其重要性不言而喻。针对该船闸输水规模较大、水力指标要求较高的问题，对船闸进行水力学计算分析以及单体物理模型试验研究。结果表明，龙溪口航电枢纽船闸输水系统设计采用闸墙长廊道侧支孔输水形式是合理的，满足设计规范要求；闸室灌泄水时水流条件及阀门开启方式满足船舶安全通行需要。