船闸深孔反弧门实时在线监测技术应用研究

针对船闸输水系统工作反弧门长期在深孔动水条件下频繁启闭,给船闸安全运行造成安全隐患,提出一种深孔反弧门实时在线监测技术方案。为掌握深孔反弧门运行情况,将已密封好的应变及倾角等传感器布置在闸门上,再利用钢丝网架胶管将采集信号输送至在线监测系统。监测系统实时进行反弧门在线监测与数据显示,并实时分析结构应力、运行姿态及启闭力,根据分析结果,给出不同等级报警信息及相应的处置建议,提示运行操作人员对反弧门采取对应措施。对广西大藤峡水利枢纽船闸反弧门实施实时在线监测,测试数据表明实施的反弧门实时在线监测系统是可靠稳定的,证明将实时在线监测技术应用于深孔且动水频繁启闭的闸门是可行的。

国内某高水头船闸人字门运行近20年后腐蚀状况评价及原因分析

在国内某高水头船闸停航检修期间,对其人字门的腐蚀状况进行全面检测。按涂层所处闸门位置不同,划分为大气区、水位变动区和水下区,分别进行腐蚀评估、涂层起泡破坏及门体腐蚀的原因分析。结果表明:随着接近涂层设计使用年限,船闸人字门普遍存在大面积涂层起泡问题,起泡层下门体腐蚀问题逐渐凸显,涂层损伤总面积占门体面积的6.5%~12.7%。总体上,人字门防护涂层损伤失效过程分为有机涂层起泡、热喷铝层腐蚀发展、热喷铝层作为牺牲阳极抑制钢基体局部腐蚀3个阶段。此外,指出零星涂层修复难以达到长效防腐的效果,针对人字门防腐蚀提出整体维修涂层和施加阴极保护的延寿建议。

船闸开通闸运行与门缝输水研究进展

船闸三角闸门可双向挡水和动水启闭,具有开通闸运行和门缝输水的突出优势,能够显著提高船闸的运行效率。针对内河水运高质量发展要求和多座新建船闸开通闸运行技术需求,系统总结了三角闸门船闸开通闸和门缝输水实际应用及相关研究进展,阐述了影响其应用的主要影响因素。在分析目前存在主要问题的基础上,提出应将运行经验与相关技术指标观测研究相结合,构建开通闸和门缝输水运行的基础理论与规范标准,为其广泛应用提供科学依据。

船闸反弧门设计要点

反弧门设计边界条件复杂、计算参数难以选定,目前缺乏相关设计指导文献,设计难度大。通过大藤峡船闸反弧门相关的模型试验研究,并总结葛洲坝、三峡和大藤峡船闸反弧门设计经验,得出可有效抑制空化现象的廊道体形;依据闭门速度快慢选取动水荷载系数;采用全包板门体结构和流线型底缘可减小水流扰动,改善流态,减小气蚀破坏;启闭力计算时需要考虑水柱力和水阻力等设计要点和合理化建议。

木京船闸输水系统进水口优化布置数值研究

船闸灌泄水时会引起闸室内水流流态不稳定,极端情况下还会扰乱自由液面流场,严重威胁船舶的停泊安全、影响船闸通航效率。受多因素影响,木京船闸目前正面临进出口水流条件恶化、闸室内往复流影响、引航道通航水流条件超标、船舶航行条件差等多重技术难题。采用RNG k-ε紊流模型对船闸输水系统进水口布置进行三维模拟,研究其水力特性、局部水流条件等,基于木京船闸输水系统进水口设计方案,详细分析讨论船闸在运行过程中的水力学关键技术问题,提出优化建议措施。结果表明:喉口宽度和布置顺序显著影响进水口水流流态,通过改变喉口宽度与间距可有效改善进水条件、稳定水流流态,改善进流不均的问题。

引江济淮东淝河船闸施工技术

针对引江济淮东淝河船闸四面临水、建设条件复杂、船闸闸室墙一次成型等问题,进行水文与地质情况分析,并进行降水井的试验井对比试验,确定了深基坑降水方案与监测方法。结合已有船闸闸室墙钢筋安装和人字门安装方法,分析其存在的问题,提出船闸闸室墙钢筋整体预制与安装、人字门精细制作与精确定位等施工技术。研究成果保证东淝河复线船闸得以顺利建成,提升了船闸建设安全与质量,闸室墙钢筋预制安装工艺在船闸闸室墙工程的应用进一步丰富和提升了改扩建船闸施工的方法和品质。

高港二线船闸闸门结构复核分析

高港二线船闸工作闸门采用双扇对开三角门,闸门由门体结构、支承系统、止水系统、润滑系统、防护系统等几大部分组成。通过对上下游闸门各模拟工况结果进行分析,进一步了解闸门的结构性能和安全稳定性,为闸门日常维修养护工作提供理论依据。

鱼梁船闸检修人字门背拉杆调整工艺及设备应用

文章介绍鱼梁船闸检修人字门背拉杆调整的必要性和调整工艺、背拉杆应力检测方法与设备、调整工装及加载系统,并在实际工程中应用,为同行业船闸检修人员提供经验,为编制更科学、高效的背拉杆调整工艺提供有效参考。

船舶调度闸外编排算法

为了提高船闸的通过能力,优化船舶进闸调度,分析了三峡船闸船舶的平均过闸间隔时间,提出了闸外编排的概念,分析了船舶在进闸调度中的操作流程,以安全性和进闸耗时为目标,建立了闸外编排的数学模型,设计了相应的启发式求解算法,将模型的目标和约束条件通过启发式方法生成船舶在闸外的排序法则。数值试验分析结果表明闸外编排数学模型切实可行,排序算法可以生成安全高效的进闸方案,闸外编排的实现考虑了船舶进闸时间和安全性原则,缩短了闸次间隔时间,提高了日开闸次数,有效地提高了通航设施的整体通过能力。

开通闸条件下船闸安全运行试验

采用物理模型试验对船闸开通闸的安全运行条件进行研究,给出不同上下游潮位差条件下闸室及引航道区域的水流流态、流速和启闭机受力规律,并根据试验结果建立不同潮位差与最大纵向流速的关系式,提出开通闸安全运行条件的确定方法。该方法以上下游潮位差为控制条件,以流态、最大横向流速、最大纵向流速、最大启闭机受力作为船闸开通闸安全运行的判别指标,综合确定开通闸安全运行的潮位差条件;焦港船闸的实例应用表明,其开通闸运行安全条件为上下游潮位差处于-0.37~0.39 m之间。

大型船闸人字门的整体分析与原型试验

本文提出了分析船闸人字门位移和应力的组合有限元法。利用现场试验和组合有限元法求得了葛洲坝大江船闸人字门的应力和位移。试验结果与计算结果很好符合。证明了本文建议的分析方案是有效和可靠的,可以用于大型人字门的设计。

船闸引航道长波波动对人字闸门的影响

从船闸灌泄水非恒定流对闸室与引航道水力特性的影响出发,通过物理模型试验观测了引航道的波动形态、波动水力特性;探讨了闸首处最大水面升降与最大流量、引航道长度的关系;分析了闸室超高(降)与引航道水面升降对人字闸门的影响。结果表明调平闸室与上下游水位后,人字闸门的内侧(闸室)承受惯性水头,外侧(引航道)承受水面周期升降,人字闸门承受正反水头的作用,该水头呈抵消趋势,所以引航道水面升降有助于反向水头的减小。同时,讨论了惯性超高(降)改善措施、引航道水面波动的利弊及对集中输水系统船闸人字闸门的影响。

京杭运河二通道钱塘江出口船闸闸门涌潮作用力研究

分析了二通道钱塘江出口处水域设计条件下涌潮高度与潮差、低潮位的关系,采用低潮位下50 a一遇的涌潮高度作为船闸闸门涌潮作用力试验的边界条件,得到船闸闸门所受的涌潮作用力和分布特征,涌潮对船闸闸门的最大作用力发生在低潮位附近,引航道喇叭形的出口将会加大涌潮对闸门的作用力。

大型船闸人字闸门工作模态试验分析

以葛洲坝3#船闸为例,介绍了大型船闸人字闸门工作模态试验分析。经比较分析工作模态测量(简称OMA)技术特点,选择随机子空间BR识别方法,由人字门实际的载荷、边界约束及有限元模态分析成果确定合理的试验方案。试验结果表明:扭翘变形是人字门运行的基本振型,泥沙淤积等特殊载荷导致人字门在启闭过程中产生非正常的扭翘变形并使部分背拉杆为零杆,由此引起的剪切应变是引发疲劳裂纹的主要原因。

架桥机安装船闸人字门技术

结合工程实际,介绍了公路架桥机在船闸人字门安装施工中的应用。架桥机安装人字门,大胆革新了人字门安装手段,拓展了架桥机有效应用范围,解决了汛期条件下人字门安装难题,安装风险小,成本较低。

船闸人字门顶枢和底枢设计若干问题探讨

结合三峡多级船闸人字门顶枢、底枢的设计，对影响人字门顶枢、底枢工作的主要因素进行了简要分析。提出了改善船闸人字门顶枢、底枢工作的若干措施：改进结构型式；改善润滑条件，减小蘑菇头的比压；合理选材，提高材质工艺；精心施工，加强管理。

五强溪水电站高水头船闸输水系统动水压力与反向弧门流激振动

本文介绍了五强溪船闸二闸首于１９９６年１２月１２日～１３日进行的原型观测成果与分析．着重从高水头船闸输水系统不恒定流压力瞬态变化和反向弧门流激振动两方面，分析输水廊道突扩体发生空化空蚀的可能性，以及反向弧门流激振动的危害程度，并对其安全运行作出评估．

分汊河段河中布置船闸水沙碍航特性研究

分汊河段的汇流口水沙条件复杂多变,为保证航道稳定及船舶航行安全,分汊河段水利枢纽平面布置时一般将通航建筑物布置于其中一个汊道的靠岸侧。受工程建设条件限制需将通航建筑物布置于分汊河段河中时,既存在流态碍航问题又存在泥沙淤积碍航问题。针对布置于分汊河段洲尾汇流段的已建桃源枢纽船闸存在的通航条件较差的问题,采用整体定床水流、定床输沙与遥控自航船模试验相结合的研究手段,开展了船闸下游口门区水沙碍航特性试验研究。结果表明:水流条件是导致流态碍航与泥沙淤积碍航的根本因素,左、右汊不同下泄水流在汇流段形成单边突扩或水流掺混交汇,致使下游口门区所处的汇流段水流流态差且推移质泥沙落淤碍航,分汊河段船闸河中布置应慎重考虑。

大型人字门水动力特性综合研究

船闸大型人字门具有平面尺度大、挡水水头高、淹没水深大等特点,其性能及运行安全问题与水动力学特性密切相关。采用数学模型与物理模型相结合的方法,对大型人字门水动力特性开展综合研究。在分析门库边界条件对人字门动水阻力矩峰值影响特性的基础上,提出科学合理的大型人字门门库体型,确定门底间隙、门库深度以及门库与上下游边墙的连接方式。通过1∶20的人字门物理模型,研究匀速和变速运行条件下的人字门启闭力和动水阻力矩特性,分析不同启闭方式下的人字门门位和角速度的变化规律,并提出大藤峡船闸人字门变速运行方式。试验结果表明,该变速运行方式可显著降低人字门最大启闭力、减小启闭机设计难度。通过研究船闸及枢纽不同运行工况下的惯性水头和反向涌浪特征指标,以及反向涌浪作用下的人字门漂移特性,提出应对大型人字门漂移的综合措施。

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。