高水头大型船闸人字门门库布置

船闸人字门门库布置关系到人字门启闭过程的局部水流结构及水体交换是否通畅,直接影响人字门启闭力及动水阻力矩的大小,对高水头大型船闸尤为重要。通过数学模型分析人字门启闭过程中的局部水流特征,论证门库各项边界条件对动水阻力矩的影响,进而提出高水头大型船闸人字门门库布置技术,给出科学合理的人字门门库体型及特征尺寸,可显著降低人字门启闭初期与末期的动水阻力矩峰值,从而解决高水头大型船闸人字门及启闭设备的设计难题,有利于人字门安全可靠运行。     

淹没水深对船闸一字闸门运行动水阻力矩的影响*

与人字闸门相比,一字闸门可以较好地适应我国西部河流上的“窄高型”船闸,但关于大型一字闸门运行水动力特性的研究几乎为空白。为了探究大型一字闸门运行动水阻力矩变化规律,针对淹没水深这一主要因素开展了系列基础研究。通过比尺为1:20的一字闸门及启闭机联动物理模型试验,分析了闸门启闭过程动水阻力矩变化特性,得到了动水阻力矩峰值与淹没水深和角加速度的关系式。结果表明,淹没水深越大,动水阻力矩峰值对角加速度的变化越敏感,一字闸门在大淹没水深下宜采用无级变速运行方式,尽可能减小启闭初始及末了的角加速度值,从而降低动水阻力矩峰值,减小启闭机设计难度。     

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。     

船闸人字闸门水动力特性研究进展

对比分析国内外传统船闸门类型及其水动力特性,从物理模型、原型观测、数值模拟3方面总结国内外人字闸门水动力特性研究进展,指出研究过程中的关键技术难题——闸门动水阻力矩的变化规律,建议进一步关注闸门启闭过程中水流流态及流场变化、动水压力变化规律,整合并综合分析不同闸门阻力矩原型观测成果,改善闸门启闭数值模拟过程中边界条件处理方式及自由水面捕捉精度,尝试在定性分析的基础上对水阻力矩产生机理有定量的认识。     

犍为船闸输水反弧门廊道非恒定流水力特性研究*

船闸输水阀门段动水荷载是高水头船闸设计中关键的技术难题。以犍为船闸输水反弧门“平底＋顶部渐扩”的廊道非恒定流常压模型为依托,重点研究阀门段动水压力特性、启闭力特性,动水关闭工况下阀门段廊道水动力荷载、开启速率及作用水头对水动力荷载及启闭力特性的影响。综合分析阀门结构体系、门后动水荷载、启闭力特性、防空化效果等因素,犍为船闸阀门不会发生有害的流激振动。     

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。     

西津二线船闸输水系统水力特性原型观测

输水系统是船闸的重要组成部分之一,西津二线船闸是西江航运干线中的重要通航枢纽,为确保西津二线船闸能够安全高效运行,试通航前,通过在闸室、阀门井、检修门井、上（下）闸首人字门前后和上游引航道等部位布置水位计,各输水阀门及人字门有杆腔、无杆腔布设油压传感器,对船闸输水系统水力特性、阀门启闭特性及人字门启闭特性进行综合监测、调试与分析,提出合理的运行方式。结果表明：在推荐的运行方式下,惯性超高（降）基本控制在0.10 m之内,大幅改善人字门及活塞杆受力条件,保障船闸的安全运行和高效通航。     

长洲三线船闸人字门原型调试研究

为保证长洲三线船闸的正常安全运行,同时更好地积累大型船闸人字门运行经验,对长洲三线船闸人字门启闭特性进行原型观测与调试。结果表明：平水调试阶段,人字门系统运行平稳,启门力远小于启闭机额定容量,说明启闭设备设计合理;运行调试初期,闸室存在较严重的超灌（泄）现象,人字门活塞杆受压较大,可能超过启闭机的额定油压,易使液压杆受损;采用集控自动程序运行后,超灌（泄）现象得到较大改善,人字门活塞杆受力在正常允许范围内。证明原型观测与调试是保证实际工程安全运行的有效手段。     

大型船闸反弧门运行状态检测方案

目前船闸反弧门启闭位置控制主要依赖于开度检测装置和位移传感器，由于船闸反弧门在高水头下动水启闭频繁，当吊杆连接轴及轴套磨损后，会造成反弧门启闭位置误差逐渐增大，使得反弧门存在超关现象，进而对反弧门门体、止水、底坎埋件造成破坏。针对此问题，从提高启闭控制系统的精度方面对船闸反弧门运行状态检测方案进行研究。分析了反弧门位置控制系统存在的问题，采用在反弧门门体内部安装倾角传感器的方式对启闭位置角度信息进行检测，提高了启闭位置控制精度。2021年在葛洲坝三号船闸右充反弧门实施了运行状态检测装置的安装施工与测试，验证了反弧门运行状态在线检测系统的技术可行性以及检测水平的先进性。     

大型三角闸门在中高水头船闸中的应用分析

三角闸门因其具有能承受双向水头,并且能在动水时启闭,启闭力小,使用灵活等优点,使其在感潮河段的低水头中小型船闸上得到广泛应用。本文结合引江济汉通航工程龙洲垸船闸三角闸门的结构、结构计算以及闸门启闭机运行特点进行了介绍,为大型三角闸门在中高水头船闸中的应用提供参考。