基于动态组合赋权云模型的弧形钢闸门安全性评价

闸门的安全性评估是闸科学管理的关键环节。鉴于传统单一评估方法赋权存在的局限性,综合考虑闸门安装质量、启闭力、腐蚀程度等安全性评价指标,针对某些评价指标具有不确定性和模糊性的特点,引入动态组合赋权算法,重点考虑时间推移下弧形钢闸门各评价指标权重的变化,利用三标度法与熵值法得到组合权重,最终实现评价指标权重的主、客观与动静相结合,构建了基于动态组合赋权的弧形钢闸门安全性云评价模型。工程应用结果表明:所建立的评价模型不仅能定量且直观地反映弧形钢闸门安全性评价结果等级,而且能体现评价等级的时间推移规律,使得评价结果更符合实际情况,可以更好地反映钢闸门的运行情况。

龙羊峡水电站表孔弧形闸门原型试验研究

针对龙羊峡水电站表孔弧形闸门存在的振动和异常声响问题,通过闸门的制作安装精度检测、启闭力测试、模态测试、动力响应测试、声响测试等原型试验,对闸门振动原因和特性、启闭力不均衡问题、支臂的应力应变特性、异常声响的原因和特性等进行深入的研究。研究成果表明:①闸门在强振区的振动主要是变形模量小的水封的振动,水封振动的原因是闸门轨道存在严重偏差和铰轴同心度超标;②异常声响主要是两个铰轴同心度的偏差相对较大和铰轴与轴套之间存在干摩擦所致;③门体振动、支臂应力应变和启闭力的交替变化、铰轴异常声响之间都有密切关系,闸门在强振区的主要频率(1号门约4Hz;2号门约3Hz)基本一致。

表孔弧形闸门空载振动原型试验研究

针对龙羊峡水电站表孔弧形闸门存在的振动和异常声响问题 ,通过闸门的制作安装精度检测、启闭力测试、模态测试、动力响应测试、声响测试等原型试验方法 ,对闸门振动原因和特性 ,启闭力不均衡问题 ,支臂的应力应变特性、异常声响的原因和特性等进行深入地研究。研究成果表明 :(1)闸门在强振区的振动主要是弹性模量小的水封所激发 ,其根本的原因是闸门的轨道存在严重偏差和铰轴同心度超标 ;(2 )异常声响的主要来源是铰轴 ,其原因是两个铰轴同心度偏差较大和铰轴与轴套之间存在干摩擦所致 ;(3 )门体振动、支臂应力应变的交替变化、启闭力交替变化、铰轴异常声响它们有密切关系 ,其在强振区的主要频率 (1号门约 4Hz ;2号门约 3Hz)基本一致。

弧形钢闸门主框架柱计算长度系数实用计算方法

通过分析现行弧形钢闸门支臂稳定设计方法的不足,参考修订后的GB 50017—2003《钢结构设计规范》,利用能量法,选择恰当的挠曲函数,提出弧形钢闸门主框架柱计算长度系数的实用计算方法。该方法计算简单方便,物理概念明确,计算结果准确,可方便工程设计。

主纵梁弧形闸门锈蚀后工作性态研究

某水电站放空洞工作闸门运行20多年来,一直处于挡水状态,未进行过工作闸门的启闭操作。为确保该在役闸门的安全运行,掌握其运行性态,及时发现安全隐患,需要对锈蚀后闸门进行安全评价。针对该主纵梁弧形闸门建立了三维有限元模型并根据检测结果模拟其锈蚀,提出在圆柱坐标系下对其进行有限元后处理分析,以便准确和合理地反映弧形薄壁空间结构的变形特点和应力分布,进而对不同工况下闸门的强度和刚度进行校核。结果表明,运用有限元模拟方法,可以准确和合理地反映弧形薄壁空间结构的变形特点和应力分布。

大型弧形钢闸门更换施工技术探讨

弧形钢闸门是水闸建设中采用较多的门型之一。它具有闸门启门力小、运行速度较快、操作灵活、运转安全等优点,是众多闸门中最为经济的一种门型,在五六十年代被广泛应用。本文对芒稻闸弧形钢闸门更换的制作、安装施工技术进行整理和探讨,可为类似工程提供借鉴。

锈蚀对弧形钢闸门的强度及动力特性的影响

基于一在役40多年的弧形钢闸门,根据主要构件的检测蚀余厚度,采用有限元软件ANSYS以及薄壁结构分析理论,建立反映实际锈蚀情况的三维有限元静动力分析模型,详细计算分析了弧形钢闸门锈蚀前后的应力和变形规律,并对其进行耐久性评估,计算结果表明弧形闸门在锈蚀后应力分布变化明显,闸门强度和稳定性均有不同幅度降低;锈蚀后闸门的振动频率明显降低,考虑水体时,闸门低阶自振频率的下降更为明显,于安全不利。十分必要定期对在役闸门进行安全检测和评价。

用变时基技术进行弧形钢闸门的模态试验分析

使用变时基传递函数模态分析技术对龙羊峡水电站表孔溢洪道弧形钢闸门进行模态试验和分析,极大地提高了大型结构的传递函数的分析精度。试验结果表明,龙羊峡水电站1、2号门具有相似的振动形态。

考虑流激振动的弧形钢闸门的动力特性研究

水工闸门系统的振动严重时会造成水工闸门系统的破坏和临近构筑物的破坏。以某水电站泄洪洞中的一扇弧形钢闸门为研究对象,以模态分析确定闸门的动力特性为基础,运用流固耦合理论,附加质量法对其进行水体脉动压力作用下的动力响应分析,为水工弧形钢闸门的设计提供参考。

松花江大顶子山弧形钢闸门静力数值仿真

针对松花江大顶子山弧形钢闸门结构特点与承载特性,采用通用有限元分析软件ANSYS,建立有限元模型。根据该闸门的实际工作状态与当地水文资料确定正常运营情况下的极限工况组合并计算结构响应。根据结构响应分析弧形钢闸门结构强度、刚度以及稳定性,为闸门的使用和日常管理提供数据支持。计算结果表明,在正常运营情况下闸门的强度、刚度与稳定性均具有一定的安全冗余。

弧式水工钢闸门锈蚀影响有限元模拟及分析

水工钢闸门锈蚀及锈蚀影响水工闸门的应力状态是客观存在的。文章借助ANSYS系统,针对水库泄洪洞弧式钢闸门,围绕锈蚀敏感部位云图计算及分布、锈蚀影响下的面板最大应力单元所在列的应力曲线分布以及基于锈蚀深度变化的闸门面板应力演化规律,开展弧式钢闸门锈蚀影响有限元模拟及分析研究,以为同类工程技术应用提供研究参考。

关于弧形闸门牛腿设计的探讨

溢洪道中弧形闸门是通过闸墩上凸出的牛腿来支撑的 ,牛腿拉筋计算是个难题 ,计算方法也较为复杂。以实际工程设计为例 。

大顶子山弧形泄洪闸冰压承载能力数值分析

松花江流域大顶子山航电枢纽工程的建成改变了河流的水文,使得水面变宽、流速变缓、江水易结冰。冬季结冰对泄洪闸门的日常运行管理产生极为不利的影响,静冰挤压可能会使闸门产生较大变形致使闸门无法抬起。根据闸门设计图纸,采用有限元分析软件ANSYS建立有限元模型。根据该闸门的工作状态与当地水文资料确定结冰期内的极限组合工况。将此极限工况按冰厚分成若干等级,其中静冰挤压力的取值参考《水工建筑物抗冰冻设计规范》(2006)的相关规定。在每一组合工况下分析弧形钢闸门结构强度、刚度以及稳定性,通过二分法确定闸门静冰挤压力承载上限。计算结果表明,在结冰期内,闸门基本可以承受0.2m厚的冰载荷,此结论可以为大顶子山航电枢纽泄洪闸的冬季破冰作业提供一定的数据支持。

粘贴钢板法在冷水沟水库弧门支座加固中的应用

随着水利建设事业蓬勃发展,目前对现有水利工程进行维护加固已是一项重要任务。在混凝土结构加固过程中,采用粘贴钢板加固法,与其他加固方法相比具有效果明显、工艺简单、施工周期短、对原混凝土结构破坏小等优点。冷水沟水库弧门支座采用粘贴钢板法加固,该工程于2015年加固后下闸蓄水,至今运行良好。

弧形闸门室封闭装置的设计与应用

南水北调中线总干渠沿线多处倒虹吸,暗渠入口节制闸采用露顶式弧型闸门室结构,冬季闸门室内水汽较大,侵蚀闸室建筑物。针对该问题,研制了一种封闭装置,该装置采用不锈钢型材做骨架,在骨架上嵌装透明玻璃视窗。封闭装置采用模块化钢结构设计,分组制造、次第安装,最后整体覆盖在弧形闸门室孔口上方,在不阻碍弧形闸门使用功能的情况下,有效阻断水汽对闸室的侵蚀,保证了标准化闸站的建设与管理。

大尺寸弧门支承梁结构设计及闸墩受力状态研究

文中采用常规理论方法对承受较大水荷载的弧门支承梁进行抗弯、抗剪及抗裂验算;同时采用三维有限元数值分析方法,对多种工况下弧门支承梁及闸墩受力状态进行数值模拟分析。研究结果表明,在大弧门推力作用下,闸墩颈部产生较大拉应力,但拉应力向上游衰减较快,且仅表面混凝土拉应力超出混凝土抗拉强度标准值,可通过配置扇形钢筋来限制裂缝开展。研究成果不仅对弧门支承梁及闸墩结构设计、配筋计算具有重要作用,也可为同类工程的设计提供参考。

深孔钢闸门面板参与主梁弯曲的有效宽度分析

深孔钢闸门主梁弯应力非线性分布导致面板参与主梁弯曲的有效宽度不仅与面板长宽比有关,而且与主梁的高跨比、翼缘与腹板的面积比等因素有关,现行规范SL74-95对此问题缺乏考虑;本文根据弹性力学建立面板参与主梁弯曲的应力分析模型,考虑深孔钢闸门主梁的弯剪耦合作用及面板对主梁剪切系数影响,利用最小势能原理提出了深孔钢闸门面板参与主梁弯曲的有效宽度系数的计算公式;分析主梁高跨比r、面板长宽比l0/b、主梁剪切系数λs及翼缘腹板面积比β等参数对面板有效宽度的影响;结果表明:随着主梁剪切系数λs、高跨比r、翼缘腹板面积比β增大,面板有效宽度系数明显增大,主梁剪切系数及高跨比对窄翼缘主梁面板的有效宽度影响较大,最大相差超过48%,不容忽视;现行规范结果对简支主梁偏危险,而对双悬臂主梁或连续主梁偏保守。