[发明专利]一种嵌套于船闸闸室的三级消能船厢及船舶过闸方法

说明书

本发明涉及一种嵌套于船闸闸室的三级消能船厢及船舶过闸方法，属于通航船闸水工建筑物和输水系统设计技术领域，船厢设置在闸室内，包括顶部敞开的船厢本体、设置在船厢本体上的系船柱和设置在船厢本体两侧的浮筒，以及分别设置在船厢本体两端的上端卧倒门和下端卧倒门；船厢本体的两侧边壁上设有若干用于消杀输水过程进入闸室水流能量的消能孔；船厢本体的两侧设有用于消耗作用在船厢本体的横向动水荷载和船舶横向撞击力的横向限位轮胎；船厢本体的两侧设有用于消耗作用在船厢本体的纵向动水荷载和船舶纵向撞击力的纵向限位轮胎。本申请通过设计三级消能机构，使得船厢具有显著的消能效果，改善了船舶的停泊条件，简化了船闸输水系统结构。

技术领域

本发明属于通航船闸水工建筑物和输水系统设计技术领域，涉及一种嵌套于船闸闸室的三级消能船厢及船舶过闸方法。

背景技术

随着内河航运事业的高速发展，我国已建一批高水头、大尺度船闸工程，如长江三峡连续五级船闸设计总水头113m，尺度280m×34m×5m(长×宽×槛上最小水深，下同)，岷江犍为船闸设计水头19m，尺度220m×34m×4.5m，等。

然而，随着船闸水头和平面尺度增加，输水过程单位时间内进入闸室的能量成指数递增，受船闸初始水深和输水时间限制，由此带来的输水系统水动力学问题日益突出。如闸室水流流态紊乱、流速分布不均、输水时间延长等。

为保障优良的船舶停泊条件，在高水头、大尺度船闸设计中必须采用复杂的输水系统和消能工型式，如葛洲坝2#船闸采用了闸墙长廊道闸室中部进口纵横支廊道输水系统，三峡和大藤峡船闸均采用了极其复杂的四区段八纵支廊道顶部出水加盖板消能输水系统，等。

采用复杂的输水系统必然存在一些劣势，如：(1)导致工程造价与施工难度不断攀升；(2)输水系统阻力系数大幅增加，且同时要求阀门启闭时间延长，从而造成输水时间过长，严重影响船闸通过能力。

因此，针对高水头、大尺度船闸，提出一种可简化输水系统设计、缩短输水时间，同时可保障船舶过闸安全的新型结构，是设计和科研人员极为关注的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种嵌套于船闸闸室的三级消能船厢及船舶过闸方法，通过设计三级消能机构，使得船厢具有显著的消能效果，改善了厢内船舶的停泊条件。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种嵌套于船闸闸室的三级消能船厢，设置在闸室内，包括顶部敞开的船厢本体、设置在船厢本体上的系船柱和设置在船厢本体两侧的浮筒，以及分别设置在船厢本体两端的上端卧倒门和下端卧倒门；所述船厢本体的两侧边壁上设有若干用于消杀输水过程进入闸室水流能量的消能孔；所述船厢本体的两侧设有用于消耗作用在船厢本体的横向动水荷载和船舶横向撞击力的横向限位轮胎；所述船厢本体的两侧设有用于消耗作用在船厢本体的纵向动水荷载和船舶纵向撞击力的纵向限位轮胎。

可选地，所述消能孔的形状为五角星形。

可选地，所述消能孔的总过水面积为船闸输水阀门处的廊道总过水面积的2倍以上。

可选地，所述消能孔对称设置于船厢本体两侧的边壁上。

可选地，所述消能孔为矩阵布置。

可选地，所述闸室的闸墙沿竖直方向设有横向轮胎凹槽，所述横向限位轮胎的径向面平行于闸室横剖面，所述横向限位轮胎沿横向轮胎凹槽的轴向运动。

可选地，所述横向限位轮胎连接有横向轮胎传动轴，所述横向轮胎传动轴的另一端与船厢本体相连。

可选地，所述闸室的闸墙沿竖直方向设有纵向轮胎凹槽，所述纵向限位轮胎的径向面平行于闸室纵剖面，所述纵向限位轮胎沿纵向轮胎凹槽的轴向运动。

可选地，所述纵向限位轮胎连接有纵向轮胎传动轴，所述纵向轮胎传动轴的另一端与船厢本体相连。