自貢水利閘門制造廠問(wèn)題的提出因?yàn)楣ぷ鏖l門是用來(lái)控制水庫(kù)出庫(kù)流量大小的,除在度汛時(shí)需要以zui大開度大流量向外棄水外,閘門全開(zui大開度)的時(shí)候并不多,更多的是小開度運(yùn)行(開度小于*)。因此,每次開啟閘門時(shí),需要根據(jù)放水流量的不同,計(jì)算出所需的閘門開度,并且用簡(jiǎn)單工具(測(cè)繩)準(zhǔn)確測(cè)量閘門的真實(shí)開度值。閘門的開度是用來(lái)控制通過(guò)閘門水流量的主要參數(shù),由于閘門多數(shù)是上下起落,過(guò)水?dāng)嗝娴膶挾炔蛔?過(guò)水?dāng)嗝娴拿娣e與其高度(即閘門開度)成正比,在水頭不變的情況下,通過(guò)閘門的流量與過(guò)水?dāng)嗝婷娣e成正比,即與閘門的開度成正比,通過(guò)改變閘門開度來(lái)改變過(guò)水?dāng)嗝婷娣e,即可達(dá)到控制閘門流量的目的。1.1平板閘門開度對(duì)于上下鉛直起落的平板閘門來(lái)說(shuō),閘門下方過(guò)水?dāng)嗝娴拇怪备叨?閘門開度),由于閘門的開啟是鉛直方向的直線運(yùn)動(dòng),可以利用測(cè)繩測(cè)量閘門剛開始啟動(dòng)時(shí)到正上方某固定點(diǎn)的距離和閘門運(yùn)行停止時(shí)到該固定點(diǎn)的距離,兩距離之差就是平板閘門的開度,實(shí)際上就是平板閘門行走的距離莊水工建筑物中用啟閉機(jī)對(duì)多扇平i聽I(yíng)opJ門進(jìn)行啟閉州作片.J,以往多采用一婦!一門或一機(jī)多門(移動(dòng)式)兩種形式。術(shù)用一機(jī)一門時(shí),造jJ又沒備的積壓相浪費(fèi),同}時(shí)耗川1在{材卜!:的鋼材數(shù)量相當(dāng)驚人;采用一機(jī)多門(移動(dòng)式)時(shí),貝日勺次炸倫,工作人員需反復(fù)數(shù)次進(jìn)行聯(lián)接和卸拉桿穿抽銷軸,操作相當(dāng)頻繁,勞動(dòng)強(qiáng)度大,既苯l比義危險(xiǎn),極易發(fā)月拍J亡事故。 為了改變閘門操作的落后狀況,近年來(lái)有關(guān)單位做了不少工作,試制出了兒種不同類型的自動(dòng)抓梁,現(xiàn)擇其中兩種機(jī)械式自動(dòng)抓梁,簡(jiǎn)介如下: 掛勾式 掛勾式自動(dòng)抓梁由勾子、梁體結(jié)構(gòu)、偏心拐、脫勾戶濤置、聯(lián)動(dòng)拉桿、對(duì)稱裝置、導(dǎo)向裝置等組成(見圖一)。它的優(yōu)點(diǎn)是容量大,雙勾可以聯(lián)動(dòng)、對(duì)門槽的導(dǎo)向要求不高、結(jié)構(gòu)筒單可靠。如果增大喇叭口的尺寸和掛體寬度,門槽上沒有軌道亦能掛上。 掛勾式自動(dòng)抓梁工作原理(見圖一): 當(dāng)利用抓梁開啟閘門時(shí),需先將脫勾裝置中的脫勾銷子搖出并鎖定戍者將活套仁提,使脫勾裝置失去作用。
水力自控翻板閘門以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟閉時(shí)間準(zhǔn)確及時(shí)且節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn),在清水河流的各類水利工程中得到了廣泛應(yīng)用。近幾年,水力自控翻板閘門逐漸被應(yīng)用于多泥沙河流的一些水利工程中,并產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。水力自控翻板閘門開啟后泄水量大,能大量的排除多泥沙河流閘前的淤沙及漂浮物,其特點(diǎn)非常適用于多泥沙河流,但閘前的淤沙也會(huì)對(duì)翻板閘門產(chǎn)生不利影響,如：閘前淤沙壓力過(guò)大導(dǎo)致閘門不能正常開啟、閘門開啟后造成閘前水位波動(dòng)較大以及淤沙壓力影響閘門的結(jié)構(gòu)等。本文以復(fù)合運(yùn)動(dòng)式水力自控翻板閘門為例,針對(duì)多泥沙河流水力自控翻板閘門應(yīng)用遇到的問(wèn)題展開研究,通過(guò)理論分析和數(shù)值模擬計(jì)算,得到了淤沙壓力對(duì)翻板閘門的影響,為多泥沙河流水力自控翻板閘門的應(yīng)用提供依據(jù)。本文研究的主要內(nèi)容如下：(1)綜述了翻板閘門的發(fā)展和研究現(xiàn)狀,指出多泥沙河流水力自控翻板閘門應(yīng)用遇到的問(wèn)題。(2)分析了多泥沙河流水力自控翻板閘門運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)理和穩(wěn)定性,闡述了多泥沙河流水力自控翻板..1引言在水電站項(xiàng)目工程中,閘門在水電站水工建筑物中主要有擋水、控制水流、調(diào)節(jié)上下游水位、依據(jù)要求全部或者局部開啟閘門泄放水流、排冰、排污等重要功能。在我國(guó),冬季水電站能否正常運(yùn)行,其關(guān)鍵在于水電站工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的合理性,尤其是防冰凍問(wèn)題,它的安全和適用,對(duì)整個(gè)水電站的運(yùn)行有著直接影響。2冰凍對(duì)閘門產(chǎn)生的危害具體來(lái)說(shuō),閘門防冰凍問(wèn)題有以下幾點(diǎn):防止冰蓋靜壓力、水流沖擊力作用在閘門上;防止冰團(tuán)、冰凌、冰珠和冰塊堵塞閘門;防止閘門活動(dòng)部分與埋固部分被冰凍結(jié)在一起,以及閘門埋固件工作表面結(jié)冰等,影響閘門在冬季的正常運(yùn)行。以四川地區(qū)水電站建設(shè)為例,由于地處四川盆地,冬季氣溫相對(duì)較高,這也決定了該地區(qū)水電站冬季運(yùn)行環(huán)境與其他北方冬季寒冷地區(qū)有所不同,但仍不排除有冰凍情況發(fā)生,因此冰凍對(duì)閘門的危害仍然存在。根據(jù)水電站目前出現(xiàn)過(guò)的冰凍情況,主要存在下列危害:1水工閘門與埋固件凍死,導(dǎo)致閘門無(wú)法正常運(yùn)行,使冰塊大量堆積造成堵塞,減少過(guò)水?dāng)嗝?.我國(guó)有很大一部分水庫(kù)興建于建國(guó)初期,至今已運(yùn)行50余年.由于各種復(fù)雜因素特別是水環(huán)境的作用,致使水工鋼閘門結(jié)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕,嚴(yán)重影響水庫(kù)的安全運(yùn)行.結(jié)構(gòu)可靠度是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間和規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率[1],是反映結(jié)構(gòu)安全與否的重要指標(biāo),傳統(tǒng)計(jì)算可靠度的方法有一次二階矩法、JC法和改進(jìn)JC法等,利用這些方法可以較好地求解極限狀態(tài)方程已知的簡(jiǎn)單構(gòu)件的可靠度,但對(duì)于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠度而言則顯得無(wú)能為力.閘門結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型有平面體系和空間體系之分,李典慶[2]指出目前水工鋼閘門分析主要還是采用平面體系計(jì)算模式,實(shí)踐證明這種計(jì)算模式是偏于安全的.鋼閘門實(shí)際上是空間結(jié)構(gòu),理論上說(shuō)應(yīng)該按空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)要考慮各種不確定性因素的影響,采用隨機(jī)有限元法研究閘門可靠度是一條有效的途徑.目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)閘門可靠度的研究仍停留在構(gòu)件層次,對(duì)于閘門體系整體可靠度的研究處于起步階段,Zhou等[3]建立了閘門構(gòu)件抗力的線性衰減模型水工鋼閘門(包括門葉、止水、支承等)是一種彈性系統(tǒng),在水流或其他原因引起的動(dòng)力作用下,閘門系統(tǒng)中的任一構(gòu)件的位移或應(yīng)力產(chǎn)生隨時(shí)間的往復(fù)變化,即閘門的振動(dòng)現(xiàn)象[1]。水工鋼閘門上大多都存在使閘門產(chǎn)生振動(dòng)的因素,但布置在流道中的低水頭中、小型閘門依然可以繼續(xù)安全工作的原因是:作用在閘門上的擾動(dòng)力比較小,閘門本身的質(zhì)量、剛度和阻尼較大,且該擾動(dòng)力會(huì)逐漸地衰減掉。同時(shí),閘門具有一定的使用壽命和安全裕量。但是當(dāng)高水頭或大孔口閘門存在振動(dòng)時(shí),則可能產(chǎn)生有害振動(dòng)(共振或某些類型的自激振動(dòng)),將給閘門安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重問(wèn)題,如結(jié)構(gòu)件出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力、應(yīng)變、焊縫開裂、聯(lián)接件松動(dòng)乃至斷裂等。有害振動(dòng)將導(dǎo)致閘門結(jié)構(gòu)破壞,或者當(dāng)閘門位于某個(gè)開度時(shí)振動(dòng)將嚴(yán)重影響閘門運(yùn)行。從國(guó)內(nèi)工程實(shí)例調(diào)查和國(guó)外失事工程實(shí)例來(lái)看,產(chǎn)生有害振動(dòng)原因,閘門本身結(jié)構(gòu)固然是一因素,但幾乎總是和某些不利的水力條件(如淹沒出流、門槽空蝕、通氣不足等)相,當(dāng)這些水力條件所形成的振源消除
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