浅谈三峡升船机船厢准确停位及对接

三峡升船机为齿轮齿条爬升平衡重式垂直升船机,具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位变幅大、下游水位变化速率快的特点,是目前世界上技术难度最高且规模最大的升船机工程。停位对接是指承船厢垂直上升或下降后,停在闸首工作门附近,此时船厢内的水位高度与闸首门外侧的航道水位高度一致,开启船厢门和闸首门,使船厢内水域与上、下游航道水域联通。     

景洪升船机500吨级船舶实船试验船厢水面波动特性研究

升船机承船厢对接过程是升船机运行全过程中重要的一环,对接过程中船厢内的水面波动直接影响厢内船舶的安全停靠和水力式升船机同步轴工作条件。针对这一过程中厢内水面波动变化特性对升船机安全运行的影响,进行了在不同对接水位差启闭卧倒门和在不同航速进出船厢的500吨级船舶实船试验。重点探讨了对接水位差、船舶进出船厢航速对厢内水面波动特征值的影响,给出了船厢内波动振幅与水深和水位差的经验公式,分析其对船厢和船舶航行安全的影响。实船试验成果验证了景洪升船机500吨级船舶通航安全性。     

升船机船厢卧倒门启闭方式对厢内船舶系缆力的影响*

结合思林、岩滩等升船机承船厢卧倒门不同启闭方式下船舶系缆力模型试验资料,通过概化模型对升船机承船厢卧倒门启闭过程船舶受力影响因素进行分析,提出了承船厢启闭过程船舶纵向系缆力计算方法。利用建立的系缆力计算方法,对保障升船机船厢内船舶系缆安全的卧倒门启闭速度及对接水位差标准进行探讨,提出相关建议。     

向家坝升船机承船厢设计水深标准*

通过1:16的物理模型研究了船舶进出升船机承船厢时的最大下沉量与船厢水深、船舶航速及船厢断面系数间的变化规律。提出船舶出厢过程是船厢设计水深的控制条件,建立了船舶下沉量的无量纲计算公式。通过综合比较不同船厢水深船舶下沉量及船底安全富余水深,提出了向家坝升船机合理的船厢设计水深标准。     

船舶进出船厢下沉量预测

由于升船机承船厢断面系数较小,船舶进出船厢是一个复杂的三维水流与船舶运行耦合的问题,水力学问题十分复杂。需要根据船舶航行下沉量制定合理的船舶吃水控制标准和船舶航行方式,防止船舶发生触底以保障船舶航行及船厢对接安全。首先介绍了船舶进出船厢过程中船舶航行特性,分析船舶下沉量的主要影响因素,概述前人进行的理论分析和公式推导,总结相关经验公式。其次,针对船舶进出船厢这一过程,对比分析了各经验公式的计算结果。最后提出未来船舶进出升船机船厢下沉量研究工作的方向与内容。     

考虑船舶影响的超高扬程升船机地震响应研究

采用ANSYS有限元软件,建立了200 m扬程的升船机整体有限元模型,包含了卷筒、钢丝绳、平衡重、塔柱、承船厢、顶部联系梁、纵横导向机构、挡土墙以及地基。利用Housner模型和修正Housner模型简化了厢-水、厢-水-船动力耦合模型。通过有限元计算,对比分析了8度地震作用下,厢内有船和无船两种工况时,升船机塔柱以及承船厢的位移和加速度响应以及特征部位的应力响应。结果表明:升船机塔柱顶部的最大横向位移为36.61 cm,满足规范限值要求;地震作用下底板和塔柱筒体的交界面发生应力集中现象,需加强配筋;厢内船舶对升船机整体系统的动力响应影响不大,但是对承船厢有较为明显的影响,在研究地震作用下承船厢动力响应时,厢内船舶不能被忽略。     

基于修正Housner模型的承船厢结构动力响应研究*

针对地震作用下承船厢结构受力问题，进行厢-水-船耦合动力响应研究。利用ANSYS软件建立承船厢系统有限元模型，采用修正Housner理论模拟水-船耦合体作用，对比分析承船厢处于底部、中部和顶部3种工况下的动力响应。结果表明：同一地震作用下，承船厢位置从底部至顶部变化，承船厢结构主纵梁中部位置的横河向、顺河向最大加速度、最大等效应力都随之增大；当承船厢位于顶部时，横河向、顺河向的最大位移分别为263.31、0.174 mm，最大加速度分别为3 371.97、1.47 mm/s2，最大等效应力为52.76 MPa；在进行承船厢设计时，可将承船厢位于顶部的工况作为设计依据。     

三峡升船机船厢门侧止水应力特性数值模拟及结构优化

为查明三峡升船机船厢门侧止水聚四氟乙烯减摩层敷面磨损原因，根据船厢门实际运行工况，建立船厢门侧止水非线性有限元计算模型，通过模拟船厢门挡水与启闭工况，分析计算了不同橡胶材料和预压缩量对船厢门侧止水P头的最大接触应力、正压力及最大偏移量的影响。结果表明，船厢门侧止水P头的接触应力、正压力和最大偏移量均随着橡胶材料的硬度降低而减小，挡水水头越低，材料硬度的敏感程度越高；接触应力和正压力均随预压缩量的增加而增大，特别是预压缩阶段，正压力随着预压缩量的增加而显著增大。最后提出，通过优化侧止水橡胶材料、减小预压缩量等方法可减缓船厢门侧止水聚四氟乙烯减摩层敷面的磨损。     

水力式升船机下游对接方式探讨

水力式升船机因其下游对接过程中存在多重流固耦合,如船厢与船厢池、船厢内水体与船厢、竖井水体与平衡重等,对接过程升船机受力较传统钢丝卷扬下水式升船机更为复杂。为保证水力式升船机下游安全高效对接运行,对水力式升船机制动器工作状态和下游对接位选取进行深入研究。依托景洪水力式升船机原型观测下游对接过程试验,探讨下游制动器工作方式、船厢对接位对升船机运行的影响,推导有对接水位差制动器不上闸时开启船厢门船厢位移公式,得出制动器工作方式与船厢对接位选取的适用条件。     

景洪水力式升船机承船厢充放水运行流程设计

水力式升船机是高坝通航建筑物,其电气控制系统的正确和快速反应极为重要。以景洪水力式升船机的驱动系统和承船厢系统为例,采用充、泄水阀门和承船厢的上、下游卧倒门的自动化控制流程,通过升降承船厢实现厢内自动快速充放水,此方法已在景洪升船机取得成功应用。     

45000t集装箱滚装船水密门精度控制

为更好地控制集装箱滚装船门框结构的安装精度,以45000t集装箱滚装船中只包含水密门结构的分段为例进行水密门精度控制研究。通过研究该分段的建造方式,改进分段的建造工艺,合理安排门框结构在分段建造过程中的安装顺序,进而缩减结构变形;同时,利用精度测量仪器进行跟踪测量,保证始终把精度控制在有效范围内。对焊接过程中采用的焊接方法进行研究,改进焊接工艺,采取逐步退焊法控制焊接热量,进而减少焊接变形。通过对分段水密门门框结构的安装工艺及焊接工艺进行研究,将理论与实践相结合,总结出一套行之有效的建造工艺,确保分段门框结构安装精度得到有效控制,保证水密门的性能,为该系列船后续的分段建造提供参考。     

三峡船闸通过能力影响因素分析

摘要：总结三峡船闸近五年的运行情况及运行数据指标,对进一步提升船闸通过能力和船闸效率的影响因素进行了分析。指出通航设施不能满足现实需求、过闸船舶类型复杂多样以及复杂的自然环境是影响三峡船闸效率及其通过能力充分发挥的主要因素。提出设置待闸闸室、船型标准化等对策和建议。     

升船机提升系统中船厢、水体和钢缆相互耦合作用分析

本文在作者[1]先前采用水弹性理论建立的对整个提升系统的动力特性进行数值研究的理论模型的基础上,首先对船厢变形状态下的缆力表达式作了更为详细的推导,然后以中国船舶科学研究中心的1∶30的缩比模型为对象,从整体角度,对其流固耦合问题,主要是提升过程中船厢内水体的晃荡、提升缆的受力和船厢动态响应,作了数值研究.在提升系统受到船厢内一非对称水波扰动的假定下,分别对船厢简化为刚性和考虑实际弹性的两种情况进行了计算、分析和对比,得出了一些有益的结论.计算结果表明,对升船机这样一个复杂系统,文献[1]中所建立的理论模型及本文的数值计算方法是可行的.     

45000t集装箱滚装船超大型艉门安装技术研究

45000t集装箱滚装船艉门是艉部大开口密封设备,由艉门主体和滚装翼板组成,艉门主体对整个滚装区域与外部空间进行水密分隔,滚装翼板作为艉跳板与滚装通道衔接。滚装翼板在工作状态下搭在艉跳板上,保证车辆顺利进入滚装货舱;通道关闭时,先收拢滚装翼板,再关闭艉门,确保艉门周围的水密结构正常,保证通道的水密性。主要对艉门主体、滚装翼板及其相关部件的安装进行研究,阐述艉门主体、滚装翼板的前期安装准备和过程控制,以及艉门安装过程中相关安装精度的控制,以确保艉门安装的准确性和可靠性,进而达到预期的设计要求,为后续系列船的艉门安装提供参考。     

大型邮船房舱门窗开口结构的起浮过程变形监测

为排除大型邮船房舱门窗开口结构发生变形的可能性，需要开展变形监测。在大型邮船船体结构完工后的全船起浮过程中，运用高精度激光跟踪仪，对房舱门窗开口结构进行起浮过程变形监测。测量并收集起浮过程不同阶段的房舱门窗开口结构三维坐标数据，经分析对比，掌握房舱门窗开口结构起浮过程变形情况，为大型邮船的结构设计和建造的可靠性与安全性提供数据支撑。     

船舶甲板智能抛丸机器人设计

为解决在船舶外场涂装阶段除锈和拉毛施工效率低、质量不稳定、环境污染严重等问题,设计一款用于船舶甲板的智能抛丸机器人。简介该型机器人系统组成,阐述其抛丸分系统、除尘分系统和越障辅助机构的硬件设计及其软件设计,并设计手动遥控和自主导引操作方式。实船测试结果表明,该型机器人可满足船舶甲板除锈清理的工作要求。     

修造船VOCs治理体系

提出船舶挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)治理体系的总体要求，分析船舶涂装VOCs排放量。探讨船舶VOCs治理措施，从低VOCs环保船舶涂料开发与应用研究、修造船涂装作业的过程控制和VOCs末端治理技术等3个方面展开系统论述，并提出国内船坞区域涂装作业和VOCs控制技术的发展方向。     

采用RBAC模型的邮船生产设计权限管理

针对国内Tribon生产设计系统无法满足邮船生产设计权限管理需求的现状,选取Smart 3D为生产设计系统,采用RBAC模型,通过对Smart 3D的用户、角色组及权限进行分析,分别从生产设计系统功能模块的操作权限控制和生产设计模型及图纸的操作权限控制这两方面构建邮船生产设计权限控制体系,可降低邮船生产设计过程的误操作概率,提高邮船生产设计进度。     

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。