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。     

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。     

向家坝升船机船厢防撞装置介绍及其桁架改造分析

船厢防撞装置是升船机的重要安全设备,能有效防止船舶进出船厢时失速撞击船厢门事故的发生。本文对向家坝升船机船厢防撞装置的机械结构以及动作流程进行了详细介绍。同时,根据现场需要,对防撞装置桁架进行了带人行通道的改造设计,通过有限元技术分析了改造部分桁架在带钢丝绳刚提升和人员通行两种状态下的受力和变形情况,结果表明,其强度和刚度均满足使用要求。新桁架经现场实际使用,功能正常,证明了该改造设计方法的可行性。     

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。     

三峡升船机锁定机构单点保压失效时小齿轮受力变化

通过对三峡升船机船厢水深与锁定机构设定特定的研究条件,分析锁定机构单个驱动点保压失效状态下小齿轮受力变化和船厢水深对锁定机构受力的影响,通过研究不同条件下小齿轮的受力特点、动作规律,使用数学方程核算船厢倾斜状态对锁定机构受力的影响,从理论上得出此研究条件下小齿轮受力的定性和定量变化规律。结果表明,锁定机构的保压性能失效会引起船厢驱动机构的受力变化;船厢倾斜对锁定机构动作的允许偏载水深是有影响的,但此影响较小。     

升船机承重梁温变特性及对停机影响分析研究

三峡升船机的变形及运行状态受气温影响，为探究升船机承重梁温度与变形的内在规律、气温对运行的影响程度及船厢合适的运行环境，文章以船厢底部主纵梁和安全机构横梁作为研究对象，对不同温度下多水位工况的承重梁变形情况进行仿真分析，根据三维扫描及历史故障数据验证有限元计算结果。结果表明：随着温度升高，主纵梁和安全机构横梁最大变形量的趋势为先降低、后升高，且主纵梁趋势点对应温度随水位增加而减小，安全机构横梁则与之相反。     

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。     

船舶进出船厢对三峡升船机对接锁定机构受力的影响分析

三峡升船机是三峡枢纽两大通航建筑物之一,主要为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道。船舶进出三峡升船机船厢过程中,船厢侧水体质量变化和水面波动产生的纵向倾斜力矩均由船厢对接锁定机构承担,如果船厢侧的荷载变化超过对接锁定装置的允许值,将影响船厢对接安全。建立了比尺为1∶12的三峡升船机船厢及下游引航道局部物理模型,针对3 500 t散货船开展船舶进出船厢的水力学模型试验,分析船舶吃水、船舶进出船厢的速度、水面波动与锁定机构受力间的关系。从保障三峡升船机船厢对接锁定机构安全角度,建议通过三峡升船机的3 500 t散货船进出船厢航速0.5 m/s时,船舶吃水不大于2.70 m。     

水位波动对三峡升船机运行的影响

三峡升船机水位波动受电站调峰、船闸泄水等因素影响,变化非常复杂,下闸首水位变率可达0.9 m/h。三峡升船机运行期间,水位波动导致的停机故障占比约29%,经常影响升船机运行安全。通过收集升船机运行停机故障数据并展开分析,研究水位波动对升船机运行的影响,并从运行对接前期、船厢与闸首对接期间、开船厢门期间、船厢与航道连通期间4个阶段提出水位监测应对建议。在易受水位波动影响的敏感环节应提前做好水位趋势预判,掌握水位波动规律,及时采取相应措施避免三峡升船机发生停机故障。     

三峡升船机145 m水位上游对接厢内水面波动特性实船试验研究*

与其他升船机相比,三峡升船机具有上游通航水位变幅大的特点,同时还受三峡五级双线船闸充水影响。通过4条不同船型、尺度、排水量的船舶13个航次的实船试验,获取了三峡升船机上游145 m水位下,上游水位变化对船厢对接过程的影响,主要内容为船厢水面波动及变化特性,为三峡升船机过机船舶技术要求的制定提供了重要依据。研究发现,当上游水位在145～150 m时,受双线船闸充水影响,升船机上游引航道水位变化对船厢上游对接影响明显加剧,且易导致船厢水深不足,影响升船机及船舶安全。     

龙滩第二级升船机船舶出厢过程水力特性综合研究*

龙滩水电站通航建筑物为两级带中间渠道的垂直升船机,设计船型为1 000吨级机动驳。通过物理模型试验的方法,进行船舶出龙滩第二级升船机船厢的试验,研究船舶出厢过程中船厢内水面波动、船舶下沉量、对接锁定机构荷载等水力特性。研究结果表明：从升船机对接安全和船舶航行安全角度出发,为满足最大吃水为2.4 m的1 000吨级船舶过机,船厢设计水深3.5 m,船舶出厢航速应≤0.7 m/s。     

向家坝电站升船机安全监测资料分析

通过对向家坝电站升船机监测资料系统分析,验证了针对升船机特殊建筑物安全监测设计时提出的"全面反映工作状况,保证安全运行,力求精简"理念的实现;监测资料成果表明升船机整体工作性态正常。     

三峡升船机船厢补排水系统对接装置设计

针对三峡升船机船厢补排水系统在使用过程中存在操作繁琐、安全隐患多和效率低下问题,进行了船厢补排水系统结构特点及补排水工艺的研究。设计了补排水系统对接装置,分析装置的受力情况,为装置的设计校核提供理论指导。提出了两种对接装置的安装布置方案,并对比得出了两种方案的优缺点,同时优化了三峡升船机船厢补排水工艺。结果表明：设计的对接装置可提高船厢补排水效率和人员操作的安全性,实现升船机船厢补排水一体化操作,为三峡升船机安全运行提供保障。     

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。     

中国大型升船机研究进展*

回顾了近年来中国在升船机领域所取得的研究进展。首先介绍了具有自主知识产权的新型水力式升船机在基础理论及输水阀门防空化、船厢抗倾覆等方面的最新研究成果,该形式升船机的收敛稳定性通过原型观测得到充分验证。其次介绍了中国特有的船厢下水式升船机水动力学及运行安全关键技术、传统升船机安保措施上的创新技术。此外对大型升船机水动力学基础研究、升船机三维数值模拟技术等方面的成果做了总结。     

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。     

三峡升船机抽管道水流程优化及效能分析

针对三峡升船机运行流程中部分机构运行时间较长、影响运行效率的问题,开展了升船机运行流程优化研究。通过统计分析和理论计算,指出上下游航道水位差小于一定范围时抽管道水步序会影响升船机运行效率。结合长期的运行管理经验,提出三峡升船机抽管道水流程优化方案,并进行安全性论证和效能分析。结果表明：现有条件下,流程优化后可每厢次节约升船机设备运行时间约70 s,极大提高升船机运行效率。     

三峡升船机通航船舶最大尺度正式公布

正为进一步保障三峡升船机的安全高效运行,近日,交通运输部发布《三峡升船机通航船舶船型技术要求(试行)》公告,明确通过三峡升船机的通航船舶最大尺度、吃水和排水量控制标准。按照规定,允许通过三峡升船机的船舶类型主要为客船、滚装货船、集装箱船,禁止载运危险货物的船舶通过升船机。通航船舶需满足《长江水系过闸运输船舶标准船型主尺度系列》有关规定,同时,     

无线网桥在向家坝升船机船舶交通管理系统中的应用

向家坝升船机船舶交通管理系统,用于向家坝升船机上下游航道的视频监控、船舶识别以及甚高频通信。本文通过无线通信技术无线网桥的应用,对向家坝升船机船舶交通管理系统通信的可靠性及系统扩展性进行探讨。     

百色水利枢纽通航设施工程省水船闸选型方案

广西百色水利枢纽通航设施工程率先采用“省水船闸+升船机+辅助船闸”组合式通航建筑物总体布置方案,其省水船闸带两级独立梯形断面省水池,省水率可达55%。介绍百色水利枢纽通航设施工程通航建筑物形式选择,阐述采用“省水船闸+升船机+辅助船闸”组合方案后,船闸下泄水流进入中间渠道后引起的升船机上游水位波动情况,以及全平衡式升船机在对接过程中对于水位变化的要求。为解决水位波动对升船机安全运行的影响问题,提出非省水船闸+泄水外排方案与省水船闸方案,并对两方案进行技术经济对比分析,最终确定采用省水船闸方案。