綿陽江油河道閘門生沉陷或不均勻沉陷,閘室或翼墻等下沉、傾斜,甚至引起結構斷裂而不能正常工作。為此,對河道閘門閘室和翼墻等的結構形式、布置和基礎尺寸的設計,需與地基條件相適應,盡量使地基受力均勻,并控制地基承載力在允許范圍以內,必要時應對地基進行妥善處理。對結構的強度和剛度需考慮地基不均勻沉陷的影響,并盡量相鄰建筑物的不均勻沉陷。此外,對水閘的設計還要求做到結構簡單、經濟合理、造形美觀、便于施工、,以及有利于綠化等。
河道閘門閘址和閘檻高程的選擇 根據水閘所負擔的任務和運用要求,綜合考慮地形、 地質、 水流、泥沙、施工、和其他方面等因素,經過技術經濟比較選定。閘址一般設于水流平順、 河床及岸坡、 地基密實、抗滲性好、場地開闊的河段。閘檻高程的選定,應與過閘單寬流量相適應。在紐中,應根據樞紐工程的性質及綜合利用要求,統一考慮水閘與樞紐其他建筑物的合理布置,確定閘址和閘檻高程。
力設計
綿陽江油河道閘門根據水閘運用和過閘水流形態,按水力學公式計算過流能力,確定閘孔總凈寬度。結合閘下水位及河床地質條件,選定消能。水閘多用,通過水力計算,確定消能的尺度和布置。估算判斷水閘投入運用后,由于閘上下游河床可能發生沖淤變化,引起上下游水位變動,從而對過水能力和消能防沖設施產生的不利影響。大型水閘的水力設計,應做驗證。防滲排水設計 根據閘上下游大水位差和地基條件,并參考工程實踐,確定地下輪廓線(即由防滲設施與不透水底板共同組成滲流區域的上部不透水邊界)布置,須沿地下輪廓線的滲流平均坡降和出逸坡降在允許范圍以內,并進行滲透水壓力和抗滲性計算。在滲逸面上應鋪設反濾層和設置排水溝槽(或減壓井),盡快地、安全地將滲水排至下游。兩岸的防滲排水設計與閘基的基本相同。結構設計 根據運用要求和地質條件,選定閘室結構和閘門形式,妥善布置閘室上部結構。分析作用于水閘上的荷載及其組合,進行閘室和翼墻等的抗滑計算、地基應力和沉陷計算,必要時,應結合地質條件和結構特點研究確定方案。對組成水閘的各部建筑物(包括閘門),根據其工作特點,進行結構計算。
綿陽江油河道閘門大的金屬水工閘門: 乙閘門面積大的平板金屬水工閘門:龔咀水庫溢洪道lte]門。l'ed門高22米,寬12米,閘門面積264平米。水庫位于四川省樂山縣大渡河。 八閘門高摩大的平板金屬水工閘門:丹江口水庫溢洪道閘門。閘門高22.5米,寬8.5米。 乙閘門寬度大的平板金屬水工閘門:麻灣分洪道閘門。閘門高5.5米,寬30.0米。麻灣分洪道位于山東省博興縣黃河南岸。 左lte]門高度大的弧形金屬水工閘門:烏江渡水庫溢洪道閘門。l'ed門高19.0米,寬13米。乙閘門寬度大的弧形金屬水工閘門:獨流減河進洪閘閘門。閘門高5.3米,寬13.6米在水利水電工程領域,水工鋼閘門是不可缺少的一種鋼結構構件,它廣泛應用于水壩的航運、灌溉、引水發電等中。閘門種類有很多,其中弧形鋼閘門擁有其它類型閘門所沒有的優點,成為應用形式普遍的閘門。在弧形鋼閘門的設計研究中,由于基于平面體系的計算忽略了構件之間的相互作用,會計算結果不夠準確;同時通過試算的計算效率不高,終結構偏于安全;目前以確定性設計的結構只是具備一定概率上的安全性能,所以在設計完成后校核各構件的可靠度很有必要。本文利用有限元技術ANSYS對閘門進行三維建模和受力分析,通過考慮弧形鋼閘門各構件之間的相互作用,使結果更加準確。在此基礎上,利用算法在結構的安全性和經濟性之間尋找一個平衡點,并對結果進行可靠度校核。論文具體的研究工作如下:1、詳細介紹了閘門組成、分類以及各重要構件的布置形式;接著闡述了建立弧形鋼閘門有限元模型所需的單元類型、工況組合、約束以及相關規范對閘門的要求等內容。鋼材銹蝕后的主要形態分為銹蝕和局部銹蝕,銹蝕引起截面尺寸的均勻減薄,鋼材的強度和剛度有所下降。而局部銹蝕主要為不均勻銹蝕,雖然損失比均勻銹蝕小,但因可結構的不緊密,故其危險性較大,其中由于點蝕、剝蝕等產生的銹蝕坑是結構失效的主要也是危險的銹蝕形態。弧形鋼閘門是水工建筑物的重要組成部分,由于其材質及特殊工作條件決定了其容易銹蝕的特點,銹蝕問題是影響弧形鋼閘門安全的重要因素之一,因此運用有限元分析計算銹蝕對弧形鋼閘門工作性態的影響具有十分重要的工程意義。本文在前人研究成果的基礎上,介紹了弧形鋼閘門銹蝕的基本原理、銹蝕影響因素、銹蝕檢測及檢測數據的處理;對工程實踐中實體結構及殼體結構銹蝕坑的有限元建模進行了總結,在此基礎上,運用大型有限元二次平臺,重點研究了弧形鋼閘門在考慮銹蝕形態下的建模。對于銹蝕,直接運用平均蝕余厚度法進行模擬;對于局部銹蝕,利用ANSYS參數化建國以來,我國水利水電工程采用了大量的弧形鋼閘門,經過長期運行,早期的一些閘門因采用平面假定體系設計,計算結果與實際的空間受力狀態有一定的偏差,從而引發安全事故。近30多年來,空間有限元法逐漸成熟并在弧形鋼閘門三維分析方面應用,然而,靜力方面的研究大多局限于弧形鋼閘門應力、變形的線性分析,而且,在建模階段,大多沒有考慮面板后面的加勁肋,在分析階段,沒有對弧形閘門的靜力性進行分析。此外,隨著閘門的長期使用,閘門的銹蝕問題日益突出,但國內對弧形鋼閘門面板局部銹蝕的研究仍十分有限。因此,本文進行了以下幾個方面的研究:以不帶有支臂腹桿的弧形鋼閘門為研究對象,運用有限元法對其設計水頭下的靜力性進行了非線性分析,并與規范中空間計算公式的計算結果進行了對比,同時研究了桁架布置形式和截面尺寸對弧形鋼閘門靜力的影響;對有、無面板加勁肋構件的弧形鋼閘門進行了非線性分析,對比了兩個模型的應力和位移結果,在此基礎上