連山壯平面閘門 基本情況1)善后新閘工程概況該閘位于連云港市灌云縣圩豐鎮(zhèn)。主要作用為排澇、擋潮,總寬120米,共分10孔,凈寬10米,設(shè)計流量為1050立方米/秒,弧形鋼閘門。2)采用錨鏈的原因:首先是由于善后新閘地處海邊,鋼絲繩在海邊氣候中容易腐蝕,特別是水下部分。因海水中的氯離子作用,銹蝕更快。這樣腐蝕不僅鋼絲繩的面積,也它的破斷強度,并且引起表面粗糙并從中開始發(fā)展裂紋以致加速疲勞,是鋼絲繩彈性,嚴(yán)重威脅工程的運行。其次是鋼絲繩與水下吊點處的繩套澆鋅處。在澆鋅前鋼絲繩經(jīng)化學(xué)劑處理除銹,達到要求后,將熔化的鋅水與鋼絲繩頭澆在繩套中,使鋼絲繩繩頭與繩套結(jié)為一體。這樣處理使鋼絲繩局部受高溫,產(chǎn)生高溫變形,給運行埋下隱患。后是鋼絲繩在運行中磨損。由于組成鋼絲繩的鋼絲出現(xiàn)銹蝕,經(jīng)多次運行,銹蝕的鋼絲更容易折斷,特別是吊點澆鋅部位。善后新閘鋼絲繩因上述原因基本是3年就要更新一次。
在控制運用中,操作人員提心吊膽,害怕啟閉閘門時臨朐縣嵩山水庫是防洪重點中型水庫,歷曾發(fā)生嚴(yán)重險情,該水庫除險加固工程方案在山東省中型水庫加固中具有典型性,而溢洪閘工程加固方案是整個工程加固設(shè)計的關(guān)鍵和重點。1工程概況嵩山水庫位于臨朐縣西南約25km處,彌河支流石河上游。水庫主體工程建于1966年10月,1970年1月竣工蓄水,是一座以防洪、灌溉為主,兼有養(yǎng)殖、發(fā)電等綜合利用的中型水庫,控制流域面積151km2。“三查三定”時核定水庫為百年一遇洪水設(shè)計,三百年一遇洪水校核,總庫容5628萬m3,興利庫容4053萬m3,死庫容533萬m3。水庫樞紐工程由大壩、溢洪道(閘)、放水洞及電站組成。壩址區(qū)地震動峰值加速度為0.15g,相應(yīng)基本烈度Ⅶ度。水庫防洪保護下游臨朐、青州、壽光3縣(市)城區(qū)及沿河兩岸32萬人口、1.33萬hm2農(nóng)田、上百家大中型企業(yè),以及膠濟鐵路、濟青高速公路等重要基礎(chǔ)設(shè)施,地理位置非常重要。2005年被防總列為防洪重點中型水庫。現(xiàn)行的鋼閘門設(shè)計規(guī)范中有兩種結(jié)構(gòu)計算:平面體系和空間體系。過去對閘門的結(jié)構(gòu)計算通常采用平面體系,由于不能反映結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)使計算結(jié)果誤差比較大。如在一些地方比實測值大,造成不必要的材料浪費,而在一些關(guān)鍵部位又有可能偏小,危及整個結(jié)構(gòu)的;特別是深孔鋼閘門具有很強的空間效應(yīng),各個構(gòu)件截面尺寸大緊密,共同協(xié)調(diào)工作。而平面體系法實際上恰恰是把一個空間承重結(jié)構(gòu)劃分成幾個的平面結(jié)構(gòu),割裂了構(gòu)件之間的協(xié)調(diào)性,說明該顯然是不合理的。因此,有必要對閘門特別是深孔鋼閘門這種特殊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性、力學(xué)機理做深入的分析,弄清楚每一構(gòu)件的受力特點及薄弱環(huán)節(jié),改進計算,充分利用其空間體系的整體工作特點,科學(xué)合理地配置材料及構(gòu)件,用少量的材料來閘門的整體度?？紤]以上問題,本文從以下幾個方面做了研究和總結(jié):(1)本文通過對現(xiàn)有的平面體系法(規(guī)范中規(guī)定的計算和研究人員做過的其他平面體系法)的分析總結(jié),指出其不足和弧形鋼閘門是水工建筑物中運用廣泛的門型之一。因其具有啟閉力小、構(gòu)造簡單、操作方便、無門槽等優(yōu)點,故在國內(nèi)的水工建筑物上了廣泛應(yīng)用?；⌒伍l門的運行實踐表明,閘門在啟閉或局部開啟時,甚至在關(guān)閉擋水時,常常產(chǎn)生振動,振動有時會達到相當(dāng)嚴(yán)重的情況,從而可能引起閘門的動力或某些構(gòu)件的動力失穩(wěn)。因此,弧形閘門的動力問題一直屬于閘門設(shè)計和運行中一個需要解決的重要問題。本文主要研究了弧形鋼閘門的動力特性及其動力性。首先對現(xiàn)役弧形閘門的動力失穩(wěn)問題進行了廣泛而深入的調(diào)查和分析;分析了引起閘門動力失穩(wěn)的原因,提出了開展閘門動力分析的和思路。介紹了弧形閘門這類板、梁、桿空間組合結(jié)構(gòu)的有限元動力分析的原理和。在此基礎(chǔ)上,采用大型有限元分析ANSYS對弧門的整體結(jié)構(gòu)(考慮流固耦合)作用進行了有限元動力特性分析,通過計算,搞清了弧門自振特性隨開度的變化規(guī)律和流固耦合作用對閘門自振特性的影響。此外,本文還利用ANSYS對閘門水工弧形鋼閘門的支臂是承受水壓的主要構(gòu)件,屈曲間題甚為突出.我國曾有數(shù)座弧門因支臂屈曲而〔‘〕,對支臂進行靜力和動力的研究成果早有發(fā)表〔’,’〕. 弧門支臂是主框架和支臂析架的共有桿件(圖l),根據(jù)荷載狀況和結(jié)構(gòu)布置不同,支臂可能在任一平面內(nèi)失穩(wěn).現(xiàn)行規(guī)范按平面結(jié)構(gòu)分別計算支臂屈曲荷載,顯然不能反映空間結(jié)構(gòu)的真實受力狀況.本文利用考慮材料彈塑性性能的分析空間結(jié)構(gòu)屈曲的撓角法〔‘’,對弧門空間構(gòu)架的屈曲荷載進行了數(shù)值計算分析,就各種組成的空間構(gòu)架的屈曲荷載和支臂屈曲長度作了理論考察.卜(a)三角形朽架平面(b)主框架平面圖1弧形鋼閘門構(gòu)造一、理論分析 本研究對受有節(jié)點集中外力的等截面直桿組成的空間構(gòu)架進行分析
