[发明专利]一种自适应的升船机承船厢防撞装置

说明书

一种自适应的升船机承船厢防撞装置，由防撞梁和两端转动支承结构组成，根据船舶冲击造成的结构应力从中间向两端逐渐减小的分布规律，防撞梁主体结构采用中间厚两端薄的变截面型式，以降低中间撞击部位的应力水平，在防撞梁两端布置转动支承结构，使防撞梁在受到船舶撞击时能够自动适应船舶的斜面倾角，实现船首与防撞梁之间的面接触冲击作用，降低船舶和防撞梁冲击部位的应力，解决点接触应力严重超标问题。

技术领域

本发明涉及一种装置，具体说是一种自适应的升船机承船厢防撞装置，属于高坝通航领域。

背景技术

升船机是一种能够克服集中水位落差、为船舶提供快速过坝的通航建筑物，尤其适用于70m以上水头的高坝通航。近年来，我国大型升船机发展迅速，多座现代化的大型升船机陆续建成投运。升船机是涉及水工、金结、机械、电气、水力学等多学科的复杂系统，运行安全是重点关注的问题。升船机承船厢是船舶的载体，两端的船厢门是保持承船厢内水体和重量不变的重要设施，一旦发生船厢门损坏、承船厢漏水，则升船机的平衡被打破，会导致严重的后果。船舶在进出承船厢及在厢内停泊过程中均可能会因失速而撞击船厢门，因此，为了防止失速船舶撞击，在承船厢两端的船厢门内侧均布置了防撞装置。目前防撞装置主要包括防撞绳和防撞梁两种型式，其中防撞梁依靠结构自身的弹塑性变形吸收船舶的冲击能量，防撞梁的突出优点是船舶缓冲距离较小，布置上不占用承船厢有效水域，是目前大型升船机应用最多的一种型式。

保证防撞装置的可靠性和有效性至关重要，在检验防撞梁抵抗船舶撞击性能的过程中发现，目前的防撞梁结构形式存在明显的问题，船舶首部均为斜面，与水平布置的防撞梁撞击时，只是一点接触，并非一条线或一个面的接触，导致防撞梁的局部应力严重超标，发生很大的塑性变形，而其他位置应力相对较小，防撞的效果较差，防撞梁和船舶均易损坏。总体上看，目前的防撞梁结构形式不能满足防撞功能的充分发挥，有必要提出一种新的防撞装置，以弥补目前防撞装置设计的不足。

发明内容

本发明针对升船机承船厢防撞装置设计存在的明显不足，提出一种自适应的升船机承船厢防撞装置，以充分发挥防撞装置的功能、提高其可靠性。

本发明达到上述目的的技术方案是：防撞装置由防撞梁和两端转动支承结构组成，根据船舶冲击造成的结构应力从中间向两端逐渐减小的分布规律，防撞梁主体结构采用中间厚两端薄的变截面型式，以降低中间撞击部位的应力水平，在防撞梁两端布置转动支承结构，使防撞梁在受到船舶撞击时能够自动适应船舶的斜面倾角，实现船首与防撞梁之间的面接触冲击作用，降低船舶和防撞梁冲击部位的应力，解决点接触应力严重超标问题。

防撞梁主体结构是由四块相同的钢板组成的断面为正方形的箱梁结构，钢板的外表面均为平面，四个外表面均布置一块缓冲橡胶块，内表面为从中间向两端线性变化的斜面，形成了中间厚两端薄的变截面结构型式。

两端转动支承结构置于船厢两侧的门槽内，由滑块、支承、转轴组成，转轴与防撞梁主体结构刚性连接，可使防撞梁沿中心轴360°任意转动，滑块受门槽约束，会将冲击荷载传递到承船厢。

本发明具有以下突出优点：

（1）优化了防撞梁的总体应力分布；

（2）解决了传统防撞梁结构点接触引起的应力集中问题；

（3）消除了船舶冲击荷载下防撞梁的扭转荷载，提高了防撞梁的可靠性和安全性。

附图说明

图1为原防撞装置的水平剖面及总体布置图；

图2为原防撞装置的横断面图；

图3为原防撞装置两端支承的横剖面图；

图4为原防撞装置船舶撞击时的状态示意图；

图5为本发明防撞装置的水平剖面及总体布置图；