[發明專利]一種大型人字閘門門形監測系統及布設方法

在審

• 申請號: 202110764592.4
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113639655A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 李然;李涵釗;邊級;齊俊麟;喬小東;鄭衛力;孟兵;曾維;覃濤;江濤;湯偉畢;張杰
• 申請（專利權）人: 長江三峽通航管理局
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G02B6/44;G02B6/46;B05D7/14
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

本發明公開了一種大型人字閘門門形監測系統及布設方法，針對大型人字閘門運行過程門形監測，通過布設并實施傾角傳感器和光纖光柵應變傳感器，實現人字閘門運行姿態和形變量的監測采集，通過門形監測系統及其施工。本發明的目的是通過技術手段解決人字閘門門形監測難度大，適用性差，結構失效評判缺乏科學指導的問題，為船閘行業大型人字閘門門形監測和施工提供可行的技術方案，防范化解大型人字閘門運行安全風險，為船閘檢修提供理論依據。

技術領域

本發明屬于水運交通技術領域，涉及大型水工金屬結構運行監測分析技術領域，尤其是一種大型人字閘門門形監測施工方法。

背景技術

船閘人字閘門扼制通航水道的咽喉，是船閘的重要組成部分之一，對船舶過壩運輸發揮著極其重要的作用。它的任務是用來擋水使閘室形成通航需要的通航水位并控制船閘通航孔口，保證船只安全過閘。通航建筑物中大型金屬結構件-人字門，是關系到整個通航運行的關鍵設備，其服役安全可靠是保障水運暢通的關鍵。人字門一旦出現較大故障，就會造成斷航，需要停航進行檢修。其維修難度大，工期要求長，嚴重影響該水域的通航效率，造成的社會經濟損失巨大。因此，能對大型人字門的全生命周期進行安全管理和健康監測，在設備運行狀態異常時進行預警和報警，避免初期故障和事故發生，對確保設備運行安全和通航效率至關重要。然而，大型人字門工作時受門體重力、門格淤積重力、啟閉推拉力、頂底樞的支反力和摩擦轉矩、風載荷、水阻力等作用(包括壅水阻力和涌浪阻力)，載荷及服役環境復雜多變，且檢測條件惡劣，檢測儀器不易固定易受高速水流沖擊損壞。

人字門運轉過程中受到涌浪、動水載荷、啟閉機運行狀態及水下門體兩側巨大水壓等共同作用而引發門體振動及門體上下小位移量的頻繁跳動。當激振頻率接近人字門固有頻率時，會引發門體共振，產生應力集中現象，將對人字門門體、AB桿、背拉桿及頂樞、底樞等剛性結構部件產生破壞性影響。而當結構損傷積累到一定程度，就會引發諸如AB桿/背拉桿斷裂、門體深水區出現裂紋等嚴重后果。由于閘門重量和體積大，底樞一旦破壞，檢修起來費時費力，必將嚴重影響航運；而定期檢修又會造成“欠檢修”和“過檢修”的事故，同時門體的吊裝過程也會對門體的結構性能產生一定的影響，造成門體變形、焊縫拉裂等故障。狀態檢修是在閘門運行狀況監測的基礎上，實現底樞故障的預判和預報。同時，計算機輔助技術和機械信號處理技術的發展極大地推動了閘門運行狀況、故障在線監測和預報的發展。這種方法既可及時發現潛伏性隱患故障及其發展趨勢和嚴重程度，防止故障擴大和事故發生，提高人字閘門運行可靠性，又可為船閘檢修提供可靠的依據，實現對人字閘門運行故障早知道、早預報、早診斷，把故障消滅在萌芽之中，然后逐步實現船閘狀態檢修，延長船閘計劃性檢修的周期。

因此，基于上述分析，需要通過技術手段對船閘人字閘門形體進行檢測和分析，防范化解風險，實現船閘人字閘門的運行狀態監測和狀態檢修，及時發現結構損傷并評估其安全性，從而保證船閘的安全穩定運行。

發明內容

本發明的目的是解決上述問題，提供一種大型人字閘門門形監測系統及布設方法，通過技術手段解決人字閘門門形監測難度大，適用性差，結構失效評判缺乏科學指導的問題，為船閘行業大型人字閘門門形監測和施工提供可行的技術方案，防范化解大型人字閘門運行安全風險，為船閘檢修提供理論依據。

本發明的技術方案是一種大型人字閘門門形監測系統及布設方法，一種大型人字閘門門形監測系統，它包括信號檢測模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、數據呈現模塊和遠程監督模塊；

通過在船閘啟閉機房設置儀表間并放置機柜和光纖光柵解調儀器，傳感監測信號在儀表間匯集，然后通過網絡上傳至中心控制室。

在進行門形監測采集數據計算處理時，還包括以下步驟：