构皮滩入水式升船机承船厢计算分析

孙世威

摘要：构皮滩水电站第一三级升船机为入水式升船机。该升船机没有常规的滑轮组及安全卷筒，全部是提升卷筒。因此该升船机承船厢受力情况与常规钢丝绳卷扬式全平衡升船机不同，该文建立了承船厢及钢丝绳的联合模型，并对其自由状态下受载进行分析，得到了入水式升船机承船厢整体的变形趋势及钢丝绳受力状况，对后续承船厢的调平工作有重要指导意义。

关键词：入水  升船机   承船厢   调平

中图分类号：O328    TB535⁺．1文献标识码：A

Analysis of the Calculation ofthe Carriage of the Water-Entry Ship Lift inGoupitan

SUN Shiwei

（Hangzhou State Power Machinery Research & Design Institute Co.， Ltd.， Hangzhou，Zhejiang Province，310000China）

Abstract：The first three-stage ship lift in Goupitan Hydropower Station is a water-entry ship lift. This ship lift has no conventional pulley blocks and safety drums， all of which are hoist drums， so the stress stateof the carriage of thiswater-entry ship lift is different from that of the conventional full-balanced ship lift with wire rope winch.This paper establishesa joint model of the carrier and the wire rope， analyzes its load in the freed state， and gets the overall deformation trend of the carriage of the water-entry ship lift and the stress state of the wire rope， which has important guiding significance for the subsequent leveling of the carriage.

Key Words： Water entry;Ship lift;Ship reception chamber;Leveling

1工程背景

構皮滩水电站第一三级升船机为入水式升船机。该升船机没有常规的滑轮组及安全卷筒，全部是提升卷筒。因此该升船机承船厢受力情况与常规钢丝绳卷扬式全平衡升船机不同，该文建立了承船厢及钢丝绳的联合模型，并对其自由状态下受载及模态进行分析，得到了入水式升船机承船厢整体的变形趋势及钢丝绳受力状况，对后续承船厢的调平工作有重要指导意义^[1-2]。钢丝绳加承船厢模型如图1所示。

2有限元模型建立

运用有限元软件，分析承船厢承受重力及静水压力+钢丝绳情况下的结构模态。模拟船厢在正常上下运行时的工作状态，钢丝绳长度为60m。

3计算工况及边界条件

约束：钢丝绳上端点全约束；

载荷：重力加速度，且对承船厢施加2.5m水深的静水压力。

在该强度计算的结果上再做预应力模态分析，得到钢丝绳加承船厢结构的整体模态及钢丝绳在受载下的局部模态^[3-6]。

4计算结果

钢丝绳加承船厢在正常运行时的应力及位移如图4所示，可见最大应力为194MPa，位移最大为98.55mm。

为同时从以上结果可看出承船厢受载后变形情况，如图5所示。

从图4和图5可看出，钢丝绳加承船厢结构在正常运行时船厢呈现两头低中间高的状态，其中每组钢丝绳之间下垂距离依次增大，该结果可作为入水式升船机承船厢后续调平重要参照^[7]。

同时对钢丝绳加承船厢进行预应力模态分析，得到结果如图6所示，1.0662～3Hz内均表现为钢丝绳的局部模态。

5结语

对钢丝绳加承船厢的整体模型进行了分析，得到了承船厢在正常运行时的变形情况，该变形趋势对于承船厢的调平具有重要意义。同时通过分析得到钢丝绳在预载下的激振频率范围，以及此时承船厢的前8阶固有频率，可以帮助了解构皮滩入水式承船厢的动力特性，为后续更好的运行管理维护奠定基础。

参考文献[z1] [z2]

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[3]全强，薛淑，胡亚安，等.水力式升船机钢丝绳弹性模量对运行稳定性的影响[J].水运工程，2020（10[z3] ）：18-21.

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2. 李倩，李宜燃，王敏.大型钢丝绳入水式升船机承船厢结构设计与有限元分析[J].起重运输机械，2019（22）：46-50.
3. 张茂林.彭水水电站升船机运行安全风险与应对措施分析[J].电工技术，2021（24）：195-196，199.

.参考文献必须同时满足以下条件：

（1）参考文献数量要求不低于6篇。

（2）參考文献必须以作者亲自阅读过的全部为近年5年内主要文献为限，其中近两年的文献不少于3篇。

（3）含以下目录中的参考文献不少于2篇（为便于核查符合下面条件的参考文献的刊名或整条用红字标注，各刊参考文献自引不是符合要求条件之一，参考文献中是不含本刊的，见附件）：

①当代体育科技

②科技创新导报

③文化创新比较研究

④汽车知识

⑤外文文献

⑥硕士、博士学位论文

⑦影响因子为0.5及以上的期刊。（核查办法见各刊网站）

近5年内时间应截止到2017年8月，近2年内时间应截止到2020年8月。

请 补充或替换以符合上述要求。

含以下目录中的参考文献不少于2篇（为便于核查符合下面条件的参考文献的刊名或整条用红字标注，各刊参考文献自引不是符合要求条件之一，参考文献中是不含本刊的，见附件）：

①当代体育科技

②科技创新导报

③文化创新比较研究

④汽车知识

⑤外文文献

⑥硕士、博士学位论文

⑦影响因子为0.5及以上的期刊。

只有1条符合要求，请再补充或替换1条。

参考文献格式错误，请参照如下格式进行修改：

[1] 赵彤.轻质油品装车过程中静电的产生、危害及预防[J].化工管理，2016（27）：163.

参考文献格式错误，请参照如下格式进行修改：

[1] 赵彤.轻质油品装车过程中静电的产生、危害及预防[J].化工管理，2016（27）：163.