船闸和升船机的挡水闸门防撞方法.docx

          船闸和升船机的挡水闸门防撞方法                    摘要： 船闸与升船机都是船体在通航中的重要建筑设备，通过水位差的水位作用力进行船体的行进控制因此，应当采取有效的设计方法，最大限度实现船闸与升船机挡水闸门所具备的防撞控制、有效提升防撞能力建设本文立足于这一技术背景，从船闸与升船机挡水闸门的运行原理角度入手，对船闸与升船机挡水闸门防撞设计方法进行全面细致地分析希望本文的设计方法分析与探讨能够为后续的防撞技术创新发展提供一定的参考与借鉴意义关键词： 船闸；挡水闸门；防撞；方法引言船闸是在船体航行过程中保证船体通航的建筑设备，船闸设备的建设，主要是由于河流航道水流量的限制，需要将船体通航时用来灌水与排水，从而达到升降水位、帮助船体有效克服航道中的水位落差船闸设备通常由船闸室、船闸首、闸门、船体引航道以及其他相应设备共同组成升船机同样也是船体航行过程中保证船体通航的建筑设备升船机主要可以分为两种类型，即垂直升船机设备和斜面升船机设备升船机主要由承船厢、挡水闸门、斜坡道或者垂直航道构架、连接建筑结构、机械传动结构以及电子控制系统设备等几个主要部分构成基于船闸与升船机的基本作业原理，都是通过水位差的水位作用力进行船体的行进控制，因此在二者的结构中，如何能够有效实现船闸与升船机挡水闸门所具备的防撞控制、有效提升防撞能力，是本文进行着重分析与探讨的重点问题。

1船闸与升船机挡水闸门的运行原理1.1船闸的运行原理在船体通航行进过程中，如果遇到航道的上行方向时，船体会在驾驶员控制下先打开船闸的闸门，将船闸室内的水排出，等到船闸室内的水位与航道下游的水位达到平齐时，就将下游的船闸闸门开启，控制船体航行入闸室后关闭下游的船闸闸门，并向船闸室内进行灌水，等到船闸室内的水位能够与航道上游的水位保持平齐时，则继续开启上游的船闸闸门，驾驶船体航行出船闸室并进入航道下游船体行进过程中的上行船闸作业就是如此船体在航道的下行方向时，则与以上作业顺序相反1.2升船机的运行原理在船体通航行进过程中，如果遇到航道的上行方向时，船体会从航道的下游向升船机设备的承船厢结构方向驶入，船体驶入后升船机设备的挡水闸门以及下游方向处的厢门就会控制关闭，此时会将两道门中间的水量排出，完成后承船厢与下游挡水闸门首处的拉紧密封装置就会松开，并在升船机驱动装置的作用下，将承船厢上升至与上游闸门首处相平齐能够对接的水位高度，此时再松开承船厢与上游闸门首之间的拉紧密封装置，在两道门中间的空间内进行灌水后，再次开启上游闸门首的工作闸门以及承船厢的上游船厢门，船体就能够在水位作用下驶入上游航道的方向。

船体在航道的下行方向时，则与以上作业顺序相反2船闸与升船机挡水闸门防撞设计方法分析2.1船闸与升船机挡水闸门防撞设计的基本思路船闸与升船机挡水闸门的防撞设计，其主体思路在于，在船闸与升船机挡水闸门的正前方设计放置一种具备高度刚性特征的防撞装置，并在装置的两端设计连接自动化的驱动设备其主要防撞原理在于，通过高度刚性防撞装置的塑性变形阶段下，会有效增加应变、而应力不能增加的显著特征，利用这一塑性变形的过程吸收船体或者水体在落差加速过程中形成的较大动能，从而达到防撞的效果这一设计思路的优势在于，能够充分利用高度刚性特征防撞装置所具备的通过塑性形变消除加速动能的原理加以设计，降低了基于弹性形变消除加速动能原理设计的结构复杂性与设计的难度，并且能够有效解决防撞装置维修工作量大、使用可靠程度低以及装置安装精确度与成本较高的问题，具有明显的低成本、易操作、可靠程度高以及装置整体结构便捷的有点2.2船闸与升船机挡水闸门防撞设计思路的关键点船闸与升船机挡水闸门防撞设计思路的关键结构，在于装置当中所使用的定滑轮装置在船闸与升船机挡水闸门防撞装置中，设置在其两端的升降驱动装置包括有设置在上述通航建筑设备挡水闸门的正前方上部的定滑轮，一端与刚性防撞装置的横梁端部通过钢丝线进行相互连接，而另一端则与放置在上述通航建筑设备挡水闸门的正前方上部的动滑轮通过钢丝线相互连接，同时，该动滑轮装置的另一端则是与滑轮的轮轴部分以及油缸的输入接口处相连接，而这里的油缸设置部位是位于油缸的支座结构之上。

2.3船闸与升船机挡水闸门防撞设计思路的基本防撞原理分析上述船闸与升船机挡水闸门防撞设计思路的基本原理，在于运用了防撞装置合金刚性结构的实验曲线的分析结果当合金刚性防撞结构的实验曲线存在一段明显的水平区间时，就意味着，当合金刚性防撞结构的最大应力作用出现在这一区间段内时，撞击的作用力达到一定程度的情况下，合金刚性结构的防撞横梁将会在在其最大的内力横截面处形成一种塑性铰，当这种情况发生时，合金刚性防撞的应变明显增加，与此同时应力没有增加变化，也就是说，合金结构的刚性防撞装置的塑性形变的量得到了显著增加，而传至导承槽内部的加速撞击力则并不会增加这就说明了，在相同的情况下，也就是在同样结构与尺寸大小，以及同样加速条件下的撞击力作用下，合金刚性结构的塑性形变对于动能的吸收量要远远大于弹性形变的动能吸收能力在船闸与升船机挡水闸门防撞设计中，将塑性形变设计在防撞装置当中加以运用，实现船体依靠塑性形变大幅度吸收动能的原理，尽可能减少了应当承受的船体或者水体的加速撞击力，从而获得了防撞功能的有效实现3结束语综上所述，船闸与升船机都是船体在通航中的重要建筑设备，通过水位差的水位作用力进行船体的行进控制因此，基于这一运行原理，对船闸与升船机挡水闸门的防撞装置设计进行研究也就成为了必然。

本文所探讨的船闸和升船机的挡水闸门防撞方法，其基本思路是运用了合金刚性结构塑性形变能够有效消除加速动能的原理，运用好动滑轮与定滑轮的装置设计，降低了基于弹性形变消除加速动能原理设计的结构复杂性与设计的难度，尽可能地减少了应当承受的船体或者水体的加速撞击力，使得船闸与升船机挡水闸门的防撞功能得以充分实现，有效保证了船体通航过程中的安全系数在该项防撞装置的技术运用中，还有部分细节需要在未来进行进一步深入的技术研究和探索希望本文的设计方法分析与探讨能够为后续的防撞技术创新发展提供一定的参考参考文献[1]罗淼通.船闸人字闸门专用防撞护舷的研究[J].广东水利水电,2017,(7):47-48,52.[2]邓润兴,朱虹,黎贤访.亭子口升船机上闸首挡水条件下接缝灌浆研究[J].人民长江,2017,48(6):66-69.[3]张志宁,张晓辉,张骞.洪蓝船闸闸门刚性防撞体系碰撞研究[J].中国水运（下半月）,2018,18(11):92-93.[4]付远超,方明霞,蒋超.复合材料桥梁防撞护舷碰撞特性研究[J].机械科学与技术,2016,35(5):784-789.[5]张抟.混杂织物增强复合材料的制备、性能测试和防撞应用研究[D].江苏大学,2019.[6]闫晓青,向化雄,龚国庆,等.三峡升船机上闸首工作门止水结构数值模拟与优化改造[J].水电能源科学,2017,35(6):167-171.[7]杨锦,尚高增,陈海坤,等.高悬臂厂坝导墙单侧挡水工况下的抗滑稳定性分析[J].水利与建筑工程学报,2019,17(6):82-87.[8]赵维立,蒋超,周宣伊,等.桥梁复合材料防撞护舷的结构设计[J].计算机辅助工程,2016,25(1):68-74.  -全文完-。