型號(hào)-雅安雨城水庫閘門規(guī)格批發(fā)生沉陷或不均勻沉陷,閘室或翼墻等下沉、傾斜,甚至引起結(jié)構(gòu)斷裂而不能正常工作。為此,對(duì)水庫閘門閘室和翼墻等的結(jié)構(gòu)形式、布置和基礎(chǔ)尺寸的設(shè)計(jì),需與地基條件相適應(yīng),盡量使地基受力均勻,并控制地基承載力在允許范圍以內(nèi),必要時(shí)應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行妥善處理。對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)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(duì)水閘的設(shè)計(jì)還要求做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)合理、造形美觀、便于施工、,以及有利于綠化等。
水庫閘門閘址和閘檻高程的選擇 根據(jù)水閘所負(fù)擔(dān)的任務(wù)和運(yùn)用要求,綜合考慮地形、 地質(zhì)、 水流、泥沙、施工、和其他方面等因素,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定。閘址一般設(shè)于水流平順、 河床及岸坡、 地基密實(shí)、抗?jié)B性好、場(chǎng)地開闊的河段。水庫閘門閘檻高程的選定,應(yīng)與過閘單寬流量相適應(yīng)。在紐中,應(yīng)根據(jù)樞紐工程的性質(zhì)及綜合利用要求,統(tǒng)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(shè)計(jì)
型號(hào)-雅安雨城水庫閘門規(guī)格批發(fā)根據(jù)水閘運(yùn)用和過閘水流形態(tài),按水力學(xué)公式計(jì)算過流能力,確定閘孔總凈寬度。結(jié)合閘下水位及河床地質(zhì)條件,選定消能。水庫閘門水閘多用,通過水力計(jì)算,確定消能的尺度和布置。估算判斷水閘投入運(yùn)用后,由于閘上下游河床可能發(fā)生沖淤變化,引起上下游水位變動(dòng),從而對(duì)過水能力和消能防沖設(shè)施產(chǎn)生的不利影響。水庫閘門大型水閘的水力設(shè)計(jì),應(yīng)做驗(yàn)證。防滲排水設(shè)計(jì) 根據(jù)閘上下游大水位差和地基條件,并參考工程實(shí)踐,確定地下輪廓線(即由防滲設(shè)施與不透水底板共同組成滲流區(qū)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(nèi),并進(jìn)行滲透水壓力和抗?jié)B性計(jì)算。在滲逸面上應(yīng)鋪設(shè)反濾層和設(shè)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(shè)計(jì)與閘基的基本相同。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)運(yùn)用要求和地質(zhì)條件,選定閘室結(jié)構(gòu)和閘門形式,妥善布置閘室上部結(jié)構(gòu)。分析作用于水閘上的荷載及其組合,進(jìn)行閘室和翼墻等的抗滑計(jì)算、地基應(yīng)力和沉陷計(jì)算,必要時(shí),應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)研究確定方案。對(duì)組成水閘的各部建筑物(包括閘門),根據(jù)其工作特點(diǎn),進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算。
型號(hào)-雅安雨城水庫閘門規(guī)格批發(fā)偏心鉸弧形閘門主要是用于高水頭的新型閘門,由于技術(shù)難度大,可借鑒的分析資料很少,設(shè)計(jì)人員在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析計(jì)算時(shí)會(huì)遇到許多難題。閘門設(shè)計(jì)的主要是將各構(gòu)件簡(jiǎn)化成平面桿件,采用結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算,但這種不能反映出閘門的空間整體工作性能。本文基于大型通用ANSYS,結(jié)合實(shí)際工程九甸峽偏心鉸弧形閘門所涉及的關(guān)鍵問題,分析了偏心鉸弧形閘門的受力特點(diǎn)和工作,建立了三維結(jié)構(gòu)模型,并對(duì)弧形閘門進(jìn)行靜、動(dòng)力分析和設(shè)計(jì)研究。具容如下:1.研究選擇了基于ANSYS的能反映閘門各構(gòu)件真實(shí)工作狀態(tài)的單元,根據(jù)偏心鉸弧形閘門的受力特點(diǎn)和工作,提出了偏心鉸弧形閘門的三維結(jié)構(gòu)有限元模型。2.介紹了動(dòng)力有限元的基本理論方程,根據(jù)結(jié)構(gòu)和水體動(dòng)力相互作用的原理,建立了水體和閘門耦合作用求解方程,研究了ANSYS的二次技術(shù),利用ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語言(APDL)編制了基于ANSYS的動(dòng)水壓力附加求解程序。密庫是一座位于北北方向,距北京市中心70公里,兼具城市供水、流域防洪等作用的大型水利樞紐工程,作為首都北京重要的地表飲用水源地和防洪保障工程,在保證首都防洪安全、生產(chǎn)生活供水、城市保護(hù)等方面扮演著十分重要的角色。為保證水庫安全有效的運(yùn)行,當(dāng)水庫水位超過汛限水位時(shí)就需要通過建筑物將多余的水出去。密庫主要泄水建筑物為、二、三溢洪道,共設(shè)置有16扇弧形閘門,校核水位下總泄量達(dá)15530 m~3/s。但是溢洪道弧形閘門及啟閉機(jī)長(zhǎng)運(yùn)行期限已超過50年,弧形閘門長(zhǎng)期處于干濕交替、風(fēng)吹雨淋的,金屬結(jié)構(gòu)部件在不同程度上出現(xiàn)了銹蝕、磨損及老化,對(duì)密庫的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響。此外,接納中線工程來水后,密庫的水位將迅速抬升,將由原來的低水位運(yùn)行轉(zhuǎn)為高水位運(yùn)行,這也加大了水庫的安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。因此,深入研究溢洪道弧形閘門的安全性態(tài)就顯得尤為重要。論文根據(jù)密庫金屬結(jié)構(gòu)多年的運(yùn)行和情況,綜合外觀閘門是水工建筑物的重要組成部分,其運(yùn)行情況關(guān)系到整個(gè)樞紐建筑物的安全。在對(duì)閘門進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),如何才能做到既能保證閘門的正常運(yùn)行又能盡可能地成本是設(shè)計(jì)人員關(guān)心并一直研究的問題。現(xiàn)行的弧形閘門的設(shè)計(jì)一般都采用規(guī)范中的平面體系計(jì)算,這種的計(jì)算結(jié)果在許多地方超過實(shí)測(cè)值的20~40%,而在一些關(guān)鍵部位又有可能偏小,因此這種有一定的局限性。目前在數(shù)值分析中被廣泛采用的有限單元法是一種、且能較真實(shí)地反映整體結(jié)構(gòu)各構(gòu)件協(xié)調(diào)作用的,但用有限單元法對(duì)弧形閘門進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí),其空間薄板模型的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,建模及計(jì)算時(shí)間都比較長(zhǎng),在工程設(shè)計(jì)中運(yùn)用不便。因此有必要深入分析研究弧形閘門的傳力路徑、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及各主要構(gòu)件間的變形協(xié)調(diào)條件,建立簡(jiǎn)單易行的弧形閘門框架模型,使其既能充分利用弧門空間體系的整體工作特點(diǎn),又大大地減小建模的工作量。面板是弧形閘門的重要組成部分,規(guī)范中對(duì)于面板彎曲應(yīng)力的計(jì)算與校核,是在假定面板區(qū)格按照四邊固支的支承方弧形閘門因其結(jié)構(gòu)輕,運(yùn)行方便等優(yōu)點(diǎn)在水利工程中了廣泛應(yīng)用。由于閘門的主要作用之一就是控制上下游的水位,所以不可避免的需要開啟、關(guān)閉或局部開啟以調(diào)節(jié)水位。此時(shí),在水動(dòng)力荷載作用下,閘門會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)甚至嚴(yán)重的可能會(huì)失穩(wěn)。所以研究有效的荷載識(shí)別,及時(shí)監(jiān)測(cè)閘門的運(yùn)行狀態(tài),避免其失事具有重要的研究意義和價(jià)值。一般來說,荷載量測(cè)的精度不如響應(yīng)量測(cè)的精度高,響應(yīng)的測(cè)量較為簡(jiǎn)單方便。因此可以通過已知少量測(cè)點(diǎn)的動(dòng)位移響應(yīng)值,反演出結(jié)構(gòu)所受激勵(lì)荷載。本文將虛擬激勵(lì)法運(yùn)用到弧形閘門結(jié)構(gòu)水流動(dòng)力荷載識(shí)別以及支臂損傷識(shí)別中,利用數(shù)值來驗(yàn)證該的可行性。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)首先,利用弧形閘門圖紙建立其三維有限元模型,在此基礎(chǔ)上,對(duì)弧形閘門進(jìn)行模態(tài)分析。然后,對(duì)水動(dòng)力荷載的測(cè)量與等效進(jìn)行了介紹。后,通過實(shí)測(cè)水流動(dòng)力荷載作用下弧形閘門結(jié)構(gòu)的瞬態(tài)動(dòng)力分析驗(yàn)證模型有效性。(2)提出了基于逆虛擬激勵(lì)法的水工弧形閘門動(dòng)態(tài)荷載識(shí)別鋼材銹蝕后的主要形態(tài)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(qiáng)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(jié)構(gòu)的不緊密,故其危險(xiǎn)性較大,其中由于點(diǎn)蝕、剝蝕等產(chǎn)生的銹蝕坑是結(jié)構(gòu)失效的主要也是危險(xiǎn)的銹蝕形態(tài)。弧形鋼閘門是水工建筑物的重要組成部分,由于其材質(zhì)及特殊工作條件決定了其容易銹蝕的特點(diǎn),銹蝕問題是影響弧形鋼閘門安全的重要因素之一,因此運(yùn)用有限元分析計(jì)算銹蝕對(duì)弧形鋼閘門工作性態(tài)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(chǔ)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(cè)及檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理;對(duì)工程實(shí)踐中實(shí)體結(jié)構(gòu)及殼體結(jié)構(gòu)銹蝕坑的有限元建模進(jìn)行了總結(jié),在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用大型有限元二次平臺(tái),重點(diǎn)研究了弧形鋼閘門在考慮銹蝕形態(tài)下的建模。對(duì)于銹蝕,直接運(yùn)用平均蝕余厚度法進(jìn)行模擬;對(duì)于局部銹蝕,利用ANSYS參數(shù)化隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要,水利水電工程建設(shè)規(guī)模也越來越大,無論在充水平壓的設(shè)計(jì),還是在安全運(yùn)行上都是很大的挑戰(zhàn)。充水平壓是許多水工閘門操作前的必要條件,直接關(guān)系到水工閘門能否順利開啟、甚至影響工程本身功能的發(fā)揮,尤其對(duì)水利樞紐工程的安全度汛至關(guān)重要。如何在總結(jié)前人的基礎(chǔ)上不斷開拓創(chuàng)新,是擺在我們面前非常迫切的問題。本文旨在從已有的工程實(shí)例入手,在總結(jié)以往的基礎(chǔ)上,結(jié)合小浪底工程實(shí)際,對(duì)水工閘門充水平壓的進(jìn)行分析研究和,對(duì)小浪底工程的安全運(yùn)行提供決策依據(jù)。本論文簡(jiǎn)要了介紹小浪底水利樞紐的特性及其水工閘門的設(shè)置情況,結(jié)合各充水的特點(diǎn),簡(jiǎn)述小浪底水利樞紐水工閘門充水的選擇以及運(yùn)行中存在的問題和隱患。重點(diǎn)結(jié)合原型試驗(yàn)成果分析了小浪底水利樞紐水工閘門充水平壓管的振動(dòng)特性及其原因,并提出了相應(yīng)的處理措施。本論文在分析研究充水平壓管道的同時(shí),還對(duì)小開度提門充水的安全性進(jìn)行論證研究