重大件的上、下岸工艺分为吊装和滚装2种。结合工程实例,根据某码头腹地重大件运量大、种类多、质量和尺寸变化范围大的特点,设计吊滚结合的重大件装卸工艺,以实现2种工艺的优势互补,提高重大件码头的作业效率以及对货种的适应能力;分析探讨平面布置、工艺设计以及其中几个关键参数的确定;并通过码头通过能力的计算,验证工艺的可行性和效果,为类似工程的设计建设提供参考。

针对三峡升船机试运行期间闸首卧倒门油缸支铰连接螺栓断裂的问题,在满足闸首工作门结构力学性能的前提下,对不同工况下的螺栓进行强度分析,利用Solidworks Simulation有限元软件,建立螺栓和连接板的本构模型,对螺栓和连接板应力场进行数值模拟,得出螺栓断裂的原因,并提出油缸支铰的优化方案。结果表明,原螺栓强度预紧力小于螺栓最大工作荷载而导致螺栓断裂,更换的10.9级高强度螺栓可以满足实际工况需求,增加的两个筋板保证了油缸支铰螺栓连接板的强度,可供类似工程提供参考。

通过理论计算与试验研究相结合的方法,探讨了三峡升船机闸首卧倒门启闭油缸支座螺栓松动的原因及影响因素,并提出处置对策。结果表明1)闸首卧倒门在交变荷载作用下频繁启闭,启闭油缸支座螺栓连接的各接触面在大载荷作用下产生塑性变形引起的材料松动与螺纹副相对微滑动引起的结构性松动共同造成螺栓松动。2)随着闸首卧倒门往复启闭次数增加,螺栓松动逐渐加剧直至失效。3)通过定期检查、螺栓超声波预紧力检测、重新拧紧等措施,可有效减少闸首卧倒门启闭油缸支座螺栓松动。

钢丝绳-缓冲油缸防撞装置主要应用于过船规模较大的升船机工程中,目前关于该形式防撞装置设计方法的研究甚少,且存在一定局限性,直接影响防撞装置的布置和设计。基于船舶与防撞装置撞击过程中能量转换以及空间几何关系的分析,提出钢丝绳-缓冲油缸防撞装置设计计算方法,包括钢丝绳张力、船舶水平行进距离和油缸缓冲行程等重要参数的设计计算和控制条件的确定。通过设计计算结果与向家坝升船机钢丝绳-缓冲油缸防撞装置实船试验结果的比较,验证了本设计方法的安全性和合理性。提出的设计方法可为升船机钢丝绳-缓冲油缸防撞装置的设计和改造提供参考。

针对液压破碎锤水下凿岩施工无法可视化、施工参数难确定的问题,采用ABAQUS仿真平台进行水下液压破碎锤凿岩模拟,对凿岩施工参数设计进行理论研究。不同型号破碎锤的冲击能大小对凿岩速度的影响很大,为获得理想的施工效率,需根据岩石参数选择破碎锤型号。研究发现3个自由面条件下凿岩产生2个方向的劈裂效果,随着凿岩布孔间距少量增大,凿入深度变化不大,但劈裂效果产生的深度变化较大。对于航道疏浚平整度要求高的情况下,选择凿入深度和产生劈裂效果深度相当的布孔参数,施工效率和施工质量均能达到理想的效果。

针对AZ型钢板桩打设困难问题,以某人工岛钢板桩直立护岸工程为例,进行主要设备选型、桩头受力分析和桩帽替打结构设计,采用液压振动锤与冲击锤组合打设的施工工艺,解决了液压振动锤打设超过20 m后贯入力不足和液压冲击锤打设易破坏桩头的难题,取得了良好的施工效果,具有一定的推广意义。

为了解决三峡升船机对接密封框C形止水压板连接螺栓出现断裂及止水检修维护不便的问题,建立C形止水压板及连接螺栓在不同运行工况下的力学模型,根据对螺栓强度的校核分析结果可知,泄间隙水过程中,C形止水压板连接螺栓所受拉应力大于材料的许用拉应力。根据分析结果并结合现场设备的结构布置特点进行C形止水压板加固工装的设计,经安装使用验证螺栓受力满足设计要求,同时设计1套C形止水检修平台,满足快速检修更换需求,解决了实际工程问题。

依托大小嶝造地陆域形成及地基处理工程,通过试验区普通强夯与高速液压夯实工艺的现场试验对比研究,对2种施工工艺施工过程中夯坑沉降量、超静孔隙水压力和加固前后土层标准贯入击数进行检测。结果表明,采用2种工艺对吹填砂层加固后标贯值均满足不小于15击的要求,且液压强夯在4~6 m处中浅深度土层超静孔隙水压力值大于普通强夯,但普通强夯影响深度大于高速液压夯实工艺。高速液压夯实工艺适用于加固中浅深度吹填砂。

液压自动抓梁是水运工程多节深孔闸门启闭的关键设备。常规液压自动抓梁为双吊点,吊点连线与闸门重心线须重合,无自平衡功能,不适用于重心线不同的闸门启闭。针对双吊点液压自动抓梁通用性较差的问题,进行自平衡式四吊点液压自动抓梁的研发。自平衡式四吊点液压自动抓梁采用框架式结构,布置4个吊点,梁体通过联系杆和液压油缸与启闭机相连。当启闭重心线不同的闸门时,通过液压油缸的伸缩动作,使倾斜的闸门调整为水平。结果表明,自平衡四吊点液压自动抓梁可以很好地解决常规抓梁的通用性问题,并使闸门设计简化,减小闸门工程量,降低工程投资。

总结湖南省交通部门二十年来液压传动设备在船闸闸门启闭中的设计应用情况，介绍液压系统的设计特点，防泄漏设计和安装等注意事项。