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。     

升船机厢内船舶最大纵向系缆力的计算模型

尝试运用人工神经网络原理，建立卧倒门启闭时升船机承船厢内船舶所受最大纵向系缆力的计算模型（NNCM－MLHF－SLC－TGO）；根据岩滩升船机和三峡升船机的模型试验资料对网络模型的性能进行了测试，结果表明，所建立的神经网络计算模型可用于船舶所受最大纵向系缆力的初步预测；同时为升船机承船厢水动力学的研究提供一种新的方法和途径。     

缩短三峡升船机船舶进厢时间的措施

为进一步提高三峡枢纽通过能力,根据对现阶段三峡升船机船舶过厢现状的分析,发现三峡升船机设备运行时间相对稳定,船舶进厢时间是影响船舶过厢时间的主要因素,结合三峡升船机船舶调度指挥运行实际提出缩短船舶进厢时间的应对措施。船舶进厢时间明显缩短对提升三峡升船机通航效率具有重要意义。     

数字

9月18日下午,目前世界上技术难度最高、规模最大的升船机--三峡升船机正式进入试通航阶段。未来,一艘艘船舶,将经过这座巨型“空中电梯”的托举,“翻越”三峡大坝。2003年6月投运的三峡船闸可容纳万吨级船队,船舶通过船闸时,就像上下五级台阶,故有“大船爬楼梯”的比喻。而三峡升船机过船规模为3000吨级,船舶在承船厢里像乘垂直电梯一样在空中升降,故有“小船坐电梯”之说。     

向家坝升船机船舶吃水和航速检测系统建设

向家坝升船机的承船厢断面系数较小,船舶进出承船厢时的阻塞效应十分明显。相对于船闸,船舶进出升船机承船厢过程船厢内的水面波动更大,吃水、航速一旦超标极易发生船舶触底事故。因此,升船机运行过程中对船舶的吃水、航行速度控制比船闸更为严格。为了尽量降低船舶触底的风险,对通过船舶进行实时吃水和航速检测十分必要。在不影响船舶的正常通航的前提下,对超吃水、超速的船舶及时的预警和制止,有利于减少危险事故的发生,安装船舶吃水及航速检测系统是具有十分重大的现实意义。     

考虑船舶影响的升船机结构动力特性

运用ANSYS有限元软件建立了包含塔柱、承船厢、水体、船舶、提升系统等构件的大型垂直升船机整体模型,计算分析了升船机结构的动力特性。计算结果表明:横荡、扭转、纵荡是承船厢结构低阶主要振型。厢内有船会降低承船厢系统的自振频率,其有船与无船工况下横荡自振频率分别为0. 130 9 Hz和0. 280 5 Hz;升船机整体结构低阶特征振型主要包括整体系统的横向摆动、绕竖向的扭转、纵向摆动。承船厢内有无船舶计算得到的同种振型下升船机整体结构的自振频率相差很小,表明船舶对升船机整体结构自振特性的影响不大;承船厢位置的升高会使得升船机整体结构的自振频率降低;承船厢位置的变化对升船机低阶振型影响较大,对高阶振型的影响较小。     

水口电站升船机承船厢下水观测与思考

本文记录并分析了作为三峡升船机的中间试验工程的水口升船机承船厢下水计算、技术准备和下水过程观测资料。     

船舶进出三峡升船机时下沉量模型试验研究

船舶在狭浅水域航行时,由于水体流动及波浪的复合影响,会造成船舶航行下沉量较大而存在触底的风险,危及船舶结构和通航设施的安全,如何有效地评估船舶航行下沉量对航运安全有重要意义。该文以船舶通行三峡升船机为例,通过牵引船模试验方法测得不同船型在进出三峡升船机航行时的下沉量,拟合出不同船型下沉量计算公式。研究表明：航速是影响船舶航行下沉量的重要因素,船舶出升船机过程应作为最大下沉量的控制工况。研究结论可为航运管理部门制定通航管理规定和船舶设计单位设计相关船型提供技术支撑。     

水口电站升船机承船下水观测与思考

本文记录并分析了作为三峡升船机的中间试验工程的水口升船机承船厢下水计算，技术准备和下水过程观测资料。     

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。     

通过三峡升船机的船舶排水量校验技术

受三峡升船机船厢结构强度的限制以及防止船舶发生触底,通过升船机的船舶排水量不能超过3 000 t,但目前行业内暂无相应的船舶排水量快速校验方法。通过分析不同类型船舶三维尺度与排水量的对应关系,以船舶方形系数为关键点,得出快速计算船舶总排水量的经验公式,并通过实例验证,从而提出校验三峡过坝船舶排水量的校验方法。结果表明,船舶排水量计算经验公式精度符合要求,提出的校验方法快速、准确。     

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。     

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。     

三峡升船机通行船舶船型平面尺度

为确定适合升船机通行的船舶船型,在技术规范和相关研究成果的基础上,统计2 200多艘次船舶试验数据,采用概率统计方法对不同长度和宽度范围的船舶进出三峡升船机的时间进行分析。结合三峡船闸通行船舶协调性需求,提出适合通行升船机的船舶船型的平面尺度指标控制要求,为合理优化升船机通航船舶船型技术要求提供技术支撑。     

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,     

全平衡垂直升船机提升系统研究

主提升系统是全平衡垂直升船机的关键设备,以水口全平衡垂直升船机为例,提出了承船厢运行速度曲线、控制承船厢与挡水门精确停位方法、事故紧急保护原理和关键参数计算方法。通过不同速度的试验,验证速度曲线的实用性。从运动学的角度分析了事故紧急保护的原理、确定关键参数的计算公式和方法。选择多组承船厢水深数据计算制动延迟时间和滑移行程,与现场试验数据基本相同,从理论和实践上验证了其原理的正确性。     

升船机承船厢失衡的分析与处理

全平衡升船机的运行条件是全平衡,一旦平衡系统破坏,升船机运行的结果将是灾难性的。针对承船厢倾斜后如何调平问题,从安全、经济角度进行系统研究。采用升船机制动和提升系统对传动系统进行应力释放和承船厢调平,利用承船厢水位的增减,使承船厢的重力大于平衡重力;通过分区域松制动闸,使承船厢可控下降,纠正承船厢的倾斜。在达到基本平衡后,用升船机自平衡系统,完全恢复升船机的全平衡。案例解决了承船厢失衡后的调平问题,对同类升船机的运行检修具有指导意义。     

三峡升船机预期运行强度分析

三峡升船机作为船舶过坝的快速通道,将缓解目前三峡枢纽通航紧张局面,通过对三峡过坝船舶现状及适宜通过升船机船舶类型、船舶过坝方向流和部分船型折算后的过坝规模分析,得到三峡升船机投入运行后的预期运行强度,为三峡通航交通组织提供决策依据。     

承船厢二维非线性晃动的分析

本文根据流体力学势流理论和刚体动力学原理并借助"Mathematica"符号计算软件,建立了描述升船机承船厢悬挂系统的刚体竖直振动及纵摆振动和厢内水体运动相互耦合的非线性动力学数学模型,推导了非线性耦合动力学常微分方程组及其线性化方程的系数矩阵,提出了系统线性稳定性的判定方法;通过计算三峡全平衡垂直升船机钢丝绳卷扬方案承船厢悬挂系统的线性化动力学方程系数矩阵的特征值,并对非线性微分方程的动态响应进行数值仿真,对升船机承船厢悬挂系统的稳定性以及非线性因素对稳定性的影响等问题进行了初步的研究.