【探秘三峡升船机】澳门赌钱官网设计院助力黄金水道创造人间奇迹

作者:秦建彬 郑雁林 刘丽  来源:澳门赌钱官网水利网  时间:2016年09月21日

兴建三峡工程,是中华民族的百年梦想。

梦想是“以水闸堰其水,使舟得以溯流而行,而又可资其水力”。

梦想也是“更立西江石壁,截断巫山云雨。高峡出平湖,神女应无恙,当惊世界殊”。

提出三峡工程的初心,重要的一点就是改善川江航道,打造通江达海的黄金水道。

澳门赌钱官网设计人,不忘初心。上世纪五十年代,船闸与升船机“双组合”的通航建筑物设计方案就已成为三峡工程设计的重心之一,无论通航规模、技术难度都堪称全球之最,牢牢吸引着世界的目光。

不忘初心,继续前行。澳门赌钱官网设计人牵头论证五十余载,兼容并蓄、博采众长,交出的设计答卷赢专家认可,赢国家信任。

不忘初心,继续前行。今天,三峡升船机身姿伟岸,镶嵌于三峡大坝之上。她与世界首座全衬砌双线五级船闸构筑成澳门赌钱官网黄金水道的黄金关口,为澳门赌钱官网经济带国家战略注入澎湃新动能,成为践行“生态优先、绿色发展”的里程碑工程。

六十载艰辛苦求索 多方案论证铸精品

自上世纪50年代起,澳门赌钱官网水利委员会就开始对升船机的设计、施工、制造、安装的可行性、可能性等进行全面论证。

研究过的主要型式有平衡重式、浮筒式、水压式、液压式、水力式及半水力式垂直升船机和斜面升船机等,并在丹江口水利枢纽垂直+斜面升船机设计建造中积累实践经验。

上世纪70年代,按照国家提出“借鉴国外、立足国内”思路,澳门赌钱官网水利委员会继续推进升船机设计工作。1983年10月,国家科委牵头组成的“二委三部”联合考察组赴德国、比利时和法国实地考察了各种类型的升船机。

1985年,澳门赌钱官网委在《澳门赌钱官网三峡水利枢纽初步设计(150米方案)》中推荐全平衡钢丝绳卷扬式一级垂直升船机方案,该方案具有通过能力大、运行费用低、对塔柱施工及机械设备制造要求相对较低等优点,适应我国国情,技术比较成熟。期间,澳门赌钱官网委还联合国内多家科研单位,对全平衡垂直升船机的钢丝绳卷扬和齿轮齿条爬升两种典型方案进行了专项科研和“七·五”“八·五”科技攻关。

1993年5月,在国家审查通过的三峡工程初步设计报告中,初步确定了钢丝绳卷扬升船机的线路位置及总体布置。1995年4月,国务院三峡工程委员会研究决定三峡升船机缓建。缓建期间进行了大量的中间试验机和模型试验工作,全面检验三峡升船机的前期科研成果,不断完善技术方案。

2000年后,受三峡集团公司委托,澳门赌钱官网委设计院启动齿轮齿条爬升式垂直升船机方案的研究。根据相关考察、调研资料以及结合三峡升船机的施工现状,对升船机关键设备的性能﹑参数﹑结构型式,以及由各种因素引起的影响升船机运行的综合变形和误差进行深入分析研究,落实并完善该方案的主要技术问题和相应的解决措施,提出了设计研究报告。2003年9月,国务院三峡建委第13次会议同意三峡升船机由钢丝绳卷扬提升式改为齿轮齿条爬升式。

为充分借鉴和吸收国外特别是德国在升船机建设方面的成功经验,三峡集团公司委托德国 “拉麦尔-K&K”设计联营体负责船厢及其设备和平衡重系统设计,澳门赌钱官网设计院作为设计总成单位,承担了德方设计的复核审查,并且完成了其余所有的上下游引航道、升船机建筑物、闸首金属结构和设备、机电和消防等的设计工作。

2005年至2007年联合设计期间,澳门赌钱官网设计院土建、金结、机电等多专业专家先后赴德国10多次,对德方设计成果进行了深入细致的复核审查,提出了大量有价值的意见和建议,并为德国设计方接受采纳,澳门赌钱官网设计院专家的技术能力与素养赢得了国内外的充分认可。

与国外联合设计如此重大的工程项目,对澳门赌钱官网设计院是一种全新的体验。2004年,澳门赌钱官网设计院就成立了三峡升船机项目部,由钮新强院长担任项目总负责人。几年来,项目部全体成员克服了种种困难,付出了艰苦努力,不断地吸收与创新,高质量地完成设计工作,并极大推动澳门赌钱官网设计院升船机设计水平跨上了一个新台阶。

2007年7月11日,澳门赌钱官网设计院交出的《澳门赌钱官网三峡水利枢纽升船机总体设计报告》答卷通过了审查,潘家铮院士在审查闭幕会上动情地说:三峡升船机规模之大,升程之高,技术之复杂和困难,在全世界的升船机工程中绝对是没有前例的。多年来,澳门赌钱官网设计院和广大科研单位依靠科学分析试验,反复研究攻克了一系列难题,做出了先进和可靠的升船机设计。

攻坚克难永创新 卓越技术写传奇

一座绝世无双的三峡升船机,是由多项创新技术融汇而成的精品工程。

整体坞式上闸首设计:三峡升船机上闸首是目前世界上最大的整体坞式结构和顺水流方向特有的“高跟鞋”结构的结合,在上闸首地质条件复杂、基础结构形状复杂、结构体系巨大和结构受力复杂、深层抗滑稳定分析方法不成熟和结构配筋设计无先例可循的条件下,澳门赌钱官网设计院经过多年研究,制定了上闸首深层抗滑稳定和结构配筋的设计原则、设计标准。

混合式承重结构塔柱设计:针对高达近150米的三峡升船机塔柱,其本身结构复杂之外尚有重达15500吨承船厢上下运行,如何确保塔柱结构安全并为承船厢运行提供保障是面临的艰巨挑战,全世界没有规范可循和类似工程经验可取。最终,承重结构采用对称布置,以薄壁筒体为主体,辅以墙结合,采用多层联系梁,将筒体—墙连成119米长的整体结构。塔柱结构设计经历了多项模型试验的验证,目前塔柱的各项指标均满足船厢及设备的运行要求。

适应大水位变幅的上闸首闸门设计:三峡升船机上游水位变幅达30米,上闸首挡水闸门既要灵活适应变幅又要运行可靠,这无疑是一项巨大挑战。现方案是澳门赌钱官网设计院“七五”科技攻关成果在国内外垂直升船机上的首次应用,主要是通过增、减工作叠梁调整工作大门的位置实现。调整门位期间由辅助门挡水,实现闸门适应水位变化。挡水可靠,闸门便于检修。

适应大水位变率的下闸首闸门充压止水技术:下游通航水位62.0米~73.8米,水位变化速率±0.5米每小时,具有变幅大、变率快的特点。下闸首闸门需操作方便、止水可靠。澳门赌钱官网设计院将充气式活动止水技术应用于露顶式平板门,属国内外首次使用,该技术获国家技术专利。

可适应各向变形、变位的船厢驱动机构:在各种运行工况下,设在船厢上的驱动机构齿轮都需要与安装在塔柱上的齿条保持精准啮合状态,这是齿轮齿条爬升式升船机的关键技术之一。三峡升船机提升高度大,驱动机构设备规模大,进一步加大了该问题的技术难度。齿轮安装在带液气弹簧的四连杆机构上,装设在各连接部位的轴承可使齿轮能够适应船厢与塔柱之间各个方向的变形、变位,液气弹簧可以对驱动机构进行可靠限载。齿轮、齿条模数62.667毫米,已远超出标准范围,加工难度极大。

设备规模和制造安装难度极大的安全机构: 三峡升船机安全机构具有载荷大、设备规模大、制造安装难度大的技术特点,是三峡升船机的关键设备。其作用是当升船机的全平衡状态遭受破坏时,随时将船厢锁定在螺母柱上,避免发生船厢坠落或冲顶事故。

船厢设备对高烈度地震条件的适应措施:船厢设备须适应高地震烈度条件,这是三峡升船机特有的技术难题。提出的纵向导向与顶紧机构,横向导向装置等结构措施可有效地的传递地震载荷。

大载荷螺母柱连接结构技术:安全机构螺母柱的载荷大、传力条件复杂,要将铸钢螺母柱与薄壁的混凝土塔柱结构可靠连接,挑战前所未有。在国内水电工程上首次应用通过高强螺栓、带栓钉钢结构、预应力钢筋束和特殊砂浆联合传力的技术方案,取得成功。

升船机电力拖动与控制技术:是澳门赌钱官网设计院自主开发的核心技术,为同时具有多电动机同轴驱动“出力均衡”控制技术、“主-从”控制的“无扰动切换”技术以及抑制同步轴“扭振”的控制技术,成功应用在三峡升船机。

施工关键技术:开展了塔柱结构混凝土施工方案与施工程序、温度控制措施、施工期变形分析及施工精度控制措施、承船厢安装方案等关键技术问题的研究,解决了狭小场地下的超高层薄壁大体积混凝土建筑物施工精度和快速施工难题,解决了钢筋及埋件安装工程量大而混凝土量小的施工难题;通过开展塔柱施工期变形仿真研究,提出施工应对调整措施,使用桥机现场安装方案解决了超大钢结构重件在狭窄场地拼装与安装等技术难题。

消化吸收再创新 不断攀登新高度

澳门赌钱官网设计院升船机技术团队,一直孜孜不倦地在升船机设计领域探索、钻研、创新、突破,通过系统总结与凝练,编写了世界首部《升船机设计规范》,经过三峡升船机设计实践而取得诸多创新技术在承担设计的向家坝升船机上得到应用。

从向家坝的工程实际出发,提出升船机底板与左侧施工倒流孔底板分开、塔柱结构仅由筒体组成而不同于三峡的布置、纵导向不对称布置等土建结构设计方案,这些方案均有别于三峡升船机。

改进了三峡升船机所采用的“笨重”的抗震弹性钢梁方案,选用一种结构轻巧、自重不足钢梁方案1/4的碟形弹簧与阻尼器相结合的方案,很好地克服了高地震烈度下的弹性钢梁方案自重大、设备装配困难的缺点。

将原有的对接锁定机构方案通过改进,采用澳门赌钱官网设计院有发明专利的摩擦撑紧式对接锁定机构方案,增加超载保护功能、对相对变形及位移的适应功能,使向家坝升船机对接锁定机构方案得到进一步优化。

将驱动机构小齿轮由两侧的两套减速器—电机驱动,改为单侧一套减速器—电机驱动,有效降低了船厢重量和设备造价。

对平衡重系统进行了较大变革:将平衡重系统的双槽滑轮改为单槽滑轮,增设了钢结构整体机架;将平衡重块由两根钢丝绳交错悬吊,改为每根钢丝绳单独悬吊,更便于钢丝绳的连接和调整;将平衡重轨道由一期安装、并且制造、安装精度要求很高的大型钢结构,改为二期安装的埋件结构,极大降低了设备的制造、安装难度。

坚持深入一线服务 技术支持保障有力

长达近8年的建设期,澳门赌钱官网设计院坚持服务最优化理念,始终为三峡升船机施工建设提供全过程的技术支撑。

常驻现场服务及时。派出主要设计人员深入设备制造工厂,参与关键设备制造详图技术审查和主要部件工艺方案制定及出厂验收等工作;派出技术骨干常年提供现场技术服务,对发现的技术问题及时研究并提供处理措施。

邀请专家服务深入。多次组织澳门赌钱官网委、澳门赌钱官网设计院老专家进行现场考察和技术咨询,虚心听取来自各参建单位和有关方面的意见和建议,不断优化和完善设计方案。

精准检测突显实力。澳门赌钱官网设计院还承担了三峡升船机关键结构混凝土无损检测工作,采用“二维复杂结构三角网射线追踪全局方法”“结构混凝土声波穿透移动单元体检测方法”两项国家发明专利及“阵列超声横波合成孔径高精度成像系统”三大关键技术,用于升船机塔柱关键受力结构体混凝土施工质量的检测,为准确评价升船机的施工质量,保证结构安全可靠性提供科学依据。

一甲子艰辛历程,几代人栉风沐雨。治理澳门赌钱官网、开发三峡是澳门赌钱官网设计人肩负的崇高使命。三峡升船机试通航在即,三峡的航运效益得到全面发挥,澳门赌钱官网黄金水道即将迎来崭新时代!

三峡是澳门赌钱官网设计人寻找梦想的地方,更是实现梦想的地方,我们永远魂牵梦绕。

责任编辑:刘玮
XML 地图 | Sitemap 地图

这个用来记录和显示点击数: