纵向框架连接系对露顶式弧形钢闸门静动力特性影响分析

弧形钢闸门是水利枢纽中重要的泄水建筑物,根据事故案例发现弧形钢闸门多因支臂失稳而发生破坏,布置支臂连接系在一定程度上可以增强闸门稳定性,但目前连接系种类众多且无明确规范布置方法。以露顶式三支臂弧门为研究对象,采用CAD-CAE联合仿真的数值模拟方法综合探究了不同形式连接系对该闸门静动力特性的影响。结果表明:连接系的布置可以显著提高闸门刚度,改变闸门结构应力分布,降低最大应力;支臂内部腹杆和斜杆对闸门静动力特性提升效果显著,应进行优先布置;在数值模拟中支臂连接系等构件对模拟结果影响较大,采用空间有限元法对弧形闸门支臂校核时应尽量避免对支臂连接系进行过度简化。研究成果对弧形钢闸门支臂连接系布置及有限元计算具有一定参考意义。

支臂纵向连接系形式对弧形闸门的稳定性分析

为了解不同支臂纵向连接系的布置形式对弧形闸门稳定性的影响,以某水库溢洪道露顶式弧形闸门为研究对象,结合6种工程中常见的支臂纵向连接系的布置形式,利用有限元软件ANSYS对闸门模型进行静力分析和动力学计算。结果表明:支臂纵向连接系的布置形式对闸门支臂的影响较大,A字型支臂不适用于大跨度大半径露顶式弧形闸门;支臂纵向连接系的布置形式对闸门的固有频率影响较小;比较闸门各阶振型,支臂处最易发生振动。研究成果对弧形闸门支臂的优化设计具有一定的参考价值。