船厢及设备承载方案

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：承船厢的水平度允许偏差设计值为全长123.0m两端水深相对差不大于10cm，主提升设备纵向吊点距75.0m处不大于6.1cm。经现场调试验证，确定承船厢液压调平系统采用静态调平方式。

4.3.1　承船厢

承船厢是升船机用于船、排过坝的运载设备，是升船机的升降运动部件，它始终带着一厢水体，并依靠重力平衡重系统的192根钢丝绳以及主提升设备和可控平衡重装置的各4组吊具悬挂在船厢室空间，由主提升设备驱动作升降运行。当承船厢与闸首对接后，开启卧倒式通航闸门，厢内水域即与航道水域相连通，船、排就可以按规定的速度进出船厢，当关闭卧倒式通航闸门并解除与闸首的对接后，承船厢即可自由升降。

承船厢整体为钢板焊接细长槽形结构，沿全长两侧宽1.8m，高6.3m的2根箱形断面纵主梁和4根宽1.0m、高2.5m的箱形断面吊点横梁是承船厢的主要受力构件，192根重力平衡系统悬挂钢丝绳和4套可控平衡重装置的吊具轴直接与纵主梁外侧腹板的延伸段相连接。设在主提升吊点处的吊点横梁，其长度延伸至纵主梁外侧，成为与主提升设备吊具相连接的船厢吊点和安全锁锭工况的锁锭力作用点。4个主提升设备吊点处的纵主梁顶面设有进人孔，端部设有吊物孔，纵主梁顶面内侧还设有2×12个系缆柱，外侧设有甲板栏杆，船厢的纵、横向导轮装置设在船厢吊点区的纵主梁外侧腹板上。

由于承船厢的外形尺寸庞大，而船厢室的平面尺寸仅略大于船厢的平面尺寸，经反复比较，设计采用制造厂拼整制造后经水上浮运至水口升船机船厢室交付的方案。

4.3.2　承船厢设备

承船厢设备包括厢端通航卧倒闸门及启闭机，防撞梁及操作机构，船厢撑紧装置，以及控制上述设备的液压泵站，船厢调平系统设备等。

1.卧倒闸门及启闭设备

设在承船厢两端的2套卧倒闸门，是船、排出入船厢时的控制闸门，闸门形式为平面钢闸门，由设在底部的两个圆柱铰轴支承，铰轴的外端通过转动臂与液压缸吊头相连。卧倒闸门关闭时为铅垂状态，开启时，向船厢侧卧倒。闸门采用P型压紧式水封，设在背水压面。

卧倒闸门的启闭设备为双缸液压启闭机，分别由船厢上、下游液压泵站（小）提供控制油源，闸门按静水启闭操作设计。

2.防撞梁及操作机构

在船厢两端卧倒闸门内侧各设有一根防撞梁，通过设在纵主梁箱腹内的液压操作机构，与同端卧倒闸门协调运行，起保护卧倒闸门免遭进厢船舶因失控、超速而撞击的作用，其运行方式随同端卧倒闸门的关、开而升、降。

3.船厢撑紧装置

船厢撑紧装置安装在船厢吊点梁上，共8个撑紧点，每点设6套柱塞式液压缸，撑紧装置液压缸柱塞头部设有摩擦靴，撑紧时，液压控制推出柱塞使摩擦靴压紧在安全锁锭钢梯的两条不锈钢座面上，产生不小于3300kN的总摩阻力，以承受船厢在与闸首对接时因船、排进出船厢而引起的垂直附加力。

4.液压泵站（小）

4套液压泵站（小）用于卧倒式通航闸门启闭机，防撞梁操作机构，船厢撑紧装置的控制油源。4套液压泵站分别安装在船厢吊点梁位置的纵主梁腹腔内，包括油箱、油泵电动机组，相应的控制阀组各1套，其中，撑紧装置的液压控制系统中设有1只蓄能器，以维持足够的撑紧压力。每个泵站设有2套泵组互为备用工作。

5.液压调平系统设备

（1）设备功能。水口升船机采用钢丝绳卷扬提升式机型，承船厢完全通过钢丝绳悬挂，因此，承船厢的水平度偏差将受多种因素的影响，包括主提升设备各卷筒之间的直径制造偏差（特别是相对偏差），钢丝绳直径制造偏差，钢丝绳的弹性模量偏差，以及承船厢结构制造的对称性偏差和船厢设备布置的不对称性等因素。为了消除或减少上述因素的影响，设计时，除了采取如控制各卷筒的直径相对偏差，控制钢丝绳的直径偏差，对钢丝绳进行预拉伸，以及主提升设备各吊点间设置闭环刚性同步轴实施强制同步运行等措施外，还设有船厢液压调平装置以控制承船厢在各种运行工况下的水平度偏差。此外，由于主提升设备是一套4吊点多绳卷扬提升机构，每个吊点设有10根提升钢丝绳，通过液压调平装置可使每个吊点的10根提升钢丝绳受力均匀。

（2）液压调平系统的设备组成及布置。4套液压调平泵站设备分别布置在承船厢4个吊点纵主梁腹腔的泵房内，每站包括2套互为备用的油泵电动机组、1套调平控制阀组和蓄能器、1套油箱。

调平液压缸组件包括液压缸总成，反馈电位计式位移传感器，行程极限开关，液压缸两腔进口球阀，防坠安全阀，机械调节器及吊头十字节等。

防坠安全阀安装在每套液压缸的承载腔高压软管与进油管路之间，其作用是任一液压缸压力腔或高压软管失压时可快速关闭，将该液压缸从系统中切除，使其余液压缸仍能维持升船机的运行，在正常情况下，防坠安全阀处于开启状态。

在每套液压缸的活塞杆下端设有一套机械调节器和一个吊头十字节。机械调节器用于调节补偿各提升钢丝绳的长度偏差，使每组吊点的10根提升钢丝绳受力和调平缸活塞位置基本一致，从而使调平液压缸的行程得到充分利用；吊头十字节使调平液压缸与主提升吊具间的连接成十字铰接，避免活塞杆受侧向附加荷载。

水平传感器是船厢液压调平控制系统的水平度检测装置，利用连通管原理，在船厢两端共4点各设置一个测井，4个测井间用钢管连通，每个测井内安装液位传感器和位移传感器各1套，根据每个测井传感器的测值经调平测控系统计算机处理后，指令液压伺服控制系统实施船厢的水平度纠偏控制。

承船厢的水平度允许偏差设计值为全长123.0m两端水深相对差不大于10cm，主提升设备纵向吊点距75.0m处不大于6.1cm。调平系统采用了液压伺服控制、设置调节死区的间断式闭环调节方案，死区的大小根据现场调试确定，只有当水平度偏差超过死区设定值时，调节系统才开始工作，直至水平度偏差调节到死区值以内。调节的步长对调节的稳定性有影响，在现场调试时，选择不同的步长参数经试验后择优确定。经现场调试验证，确定承船厢液压调平系统采用静态调平方式。

船厢及设备承载方案

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