郴州平面閘門(mén)廠家專(zhuān)業(yè)定做 偏心鉸弧形閘門(mén)的流激振動(dòng)閻詩(shī)武,嚴(yán)根華,蔣梁,駱少澤(南京水利科學(xué)研究院水工研究所)金樹(shù)訓(xùn),李紀(jì)新(黃河水利會(huì)勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院)摘要結(jié)合小浪底工程排沙洞偏心鉸工作弧形閘門(mén),在模型中模擬偏心鉸產(chǎn)生的特殊水動(dòng)力荷載。通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的綜研究結(jié)構(gòu)的動(dòng)特性,建立并完善了數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用CADA及有限元?jiǎng)恿π薷倪M(jìn)行了結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。經(jīng)水彈性相似試驗(yàn)及計(jì)算機(jī)計(jì)算表明,設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)布置合理、抗振性能增強(qiáng),證實(shí)了高水頭偏心鉸弧形閘門(mén)具有局部開(kāi)啟運(yùn)行的可能性。關(guān)鍵詞:偏心鉸弧形閘門(mén),流激振動(dòng),結(jié)構(gòu)動(dòng)特性,設(shè)計(jì),模型試驗(yàn),教學(xué)模型131言隨著高壩建設(shè)的發(fā)展,弧形閘門(mén)的工作水頭不斷,閘門(mén)的尺寸也日趨加大。由于不少弧形閘門(mén)在運(yùn)行中發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng),甚至失事,造成了巨大的損失"'。水利水電工程界往往希望弧形閘門(mén)具有局部開(kāi)啟泄流的功能。此外,一般形式的止水結(jié)構(gòu)難以適應(yīng)高水頭運(yùn)行要求,易于損壞。而高水頭弧形門(mén)采用偏心鉸引言對(duì)于洞弧形工作閘門(mén)而言,運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)對(duì)于水閘運(yùn)行的性起著關(guān)鍵作用?;⌒伍l門(mén)的結(jié)構(gòu)參數(shù),如分布、結(jié)構(gòu)剛度和材料屬性等決定了閘門(mén)的自振。當(dāng)前在閘門(mén)的動(dòng)力分析領(lǐng)域所進(jìn)行的研究大部分集中在閘門(mén)的自振與計(jì)算,對(duì)閘門(mén)的自振與水流等外部作的激勵(lì)進(jìn)行比較。外力的激勵(lì)接近閘門(mén)結(jié)構(gòu)的自振時(shí),振幅將逐漸增大,閘門(mén)發(fā)生共振,這將使閘門(mén)整體或局部發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng),在閘門(mén)結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)不平常的應(yīng)力和應(yīng)變,使閘門(mén)受到損害[1]。當(dāng)前對(duì)于弧形閘門(mén)自振特性分析主要有三種,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、模型試驗(yàn)和數(shù)學(xué)模型分析[2],現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)受到閘門(mén)實(shí)際工作條件的種種,因而比較難以實(shí)現(xiàn)。而對(duì)閘門(mén)這樣復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)而言,其模型制作周期偏長(zhǎng),試驗(yàn)代價(jià)偏高,且模型試驗(yàn)的相似準(zhǔn)則也較難以。得利于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,有限單元法等純數(shù)值計(jì)算變的更加便捷,在閘門(mén)的動(dòng)特性計(jì)算中了充分發(fā)揮。閘門(mén)的空間結(jié)構(gòu),邊界的約束條件,以及與周?chē)h(huán)



引言某水電站設(shè)12孔沖沙閘,孔口尺寸均為14 m×25 m(寬×高,下同),工作閘門(mén)均采用三支臂弧形工作閘門(mén),每孔1扇,共設(shè)置12扇,閘門(mén)高25m,弧門(mén)半徑為30 m,設(shè)計(jì)水頭25 m,采用上懸掛式液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。對(duì)于這樣的大型閘門(mén),需要對(duì)其動(dòng)力特性進(jìn)行分析。閘門(mén)結(jié)構(gòu)相關(guān)計(jì)算的多是將各部分作為平面問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算,但不能反映結(jié)構(gòu)部件的空間效應(yīng),實(shí)際上,三支臂弧形閘門(mén)為一空間板梁結(jié)構(gòu)。本文運(yùn)用ANSYS,按平面計(jì)算體系和空間結(jié)構(gòu)體系分4種計(jì)算(桿件體系、支臂體系、主框架體系及空間結(jié)構(gòu)體系),對(duì)閘門(mén)結(jié)構(gòu)的啟閉桿、面板以及支臂3大結(jié)構(gòu)部件的自振特性進(jìn)行了分析計(jì)算,對(duì)不同下的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,從而較為地把握了閘門(mén)結(jié)構(gòu)的自振特性。1計(jì)算1.1桿件體系對(duì)于三支臂弧形閘門(mén),可將啟閉桿和支臂簡(jiǎn)化為桿件,將面板梁格結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為一個(gè)集中點(diǎn)。該體系有3種簡(jiǎn)化:(1)桿系1:啟閉桿和支臂簡(jiǎn)化為1個(gè)桿件,面板梁格


龍口水利樞紐工程是一座總庫(kù)容約1·96億m3,電站總裝機(jī)容量為420 MW的大(Ⅱ)型水庫(kù)。該工程共10個(gè)底孔,設(shè)置于12#~16#底孔壩段,每個(gè)壩段有2孔底孔,底孔4·5 m×6·5 m-35 m(寬×高-設(shè)計(jì)水頭,下同)工作閘門(mén)為弧門(mén),一孔一門(mén),共10套;底孔4·5 m×7·444 m-35 m事故閘門(mén)共2套,10孔共用1套事故閘門(mén)。1封堵閘門(mén)任務(wù)來(lái)源根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)度及二期截流報(bào)告要求,底孔壩段做為泄水建筑物之一,又是擋水建筑物,在2007年4月1日前除應(yīng)具備孔口過(guò)流外,還應(yīng)具備擋水和后期繼續(xù)施工條件。具體要求如下。(1)12#~16#壩段A塊、B塊混凝土澆筑均應(yīng)達(dá)到873·00 m高程以上,距離壩頂為27 m。形成底孔孔口封孔。(2)底孔事故檢修門(mén)門(mén)槽873·00 m高程以下埋件完成施工,施工期間利用底孔事故檢修門(mén)門(mén)槽臨時(shí)封堵底孔為弧門(mén)安裝創(chuàng)造條件。此時(shí)事故閘門(mén)門(mén)槽在高程873·00 m以下部分已完成,底孔弧門(mén)及支鉸已經(jīng)之水工弧形鋼閘門(mén)是水利工程或水利樞紐的"閥",對(duì)保障工程建筑物的發(fā)揮著重要作用.弧形鋼閘門(mén)支臂在運(yùn)行中是承受水壓力的主要承重結(jié)構(gòu),它的控制著整個(gè)閘門(mén).支臂是主框架(左右支臂構(gòu)成)和支臂桁架(上下支臂構(gòu)成)的共有桿件,根據(jù)荷載狀況、結(jié)構(gòu)布置形式不同,支臂可能在主框架或者支臂桁架內(nèi)任一平面內(nèi)喪失.章繼光[1]運(yùn)用屈曲撓角法基本理論對(duì)弧形閘門(mén)空間屈曲荷載求解及影響該荷載的因素進(jìn)行了研究,求出弱平面的屈曲荷載,何運(yùn)林[2]等對(duì)支臂空間屈曲荷載和支臂的屈曲長(zhǎng)度進(jìn)行了理論分析,并給出支臂屈曲的長(zhǎng)度系數(shù)的取值范圍,并且有些已經(jīng)被規(guī)范所采用,曹青[3]結(jié)合結(jié)構(gòu)分析NASTRAN探討各種因素對(duì)弧形閘門(mén)支臂空間極限承載力的影響規(guī)律.本文結(jié)合實(shí)際工程,運(yùn)用文獻(xiàn)[3]的有限元法對(duì)支臂空間構(gòu)架屈曲荷載的影響因素進(jìn)行了分析,得出支臂桁架的一種佳布置形式.此外還對(duì)閘門(mén)主框架進(jìn)行了結(jié)構(gòu),由于的設(shè)計(jì)是以靜力設(shè)計(jì)為準(zhǔn)則