株洲不銹鋼閘門(mén)隨著國(guó)內(nèi)外一些水工閘門(mén)在開(kāi)啟中出現(xiàn)的啟閉機(jī)超載、卡死,甚至閘門(mén)等事故，閘門(mén)的運(yùn)行越來(lái)越被，而在設(shè)計(jì)階段對(duì)閘門(mén)啟閉力的合理估算是關(guān)系到閘門(mén)能否正常運(yùn)行的重要因素。目前我國(guó)現(xiàn)行的《水利水電工程鋼閘門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL74-95)中，給出了平面閘門(mén)和弧形閘門(mén)在清水中啟門(mén)力的計(jì)算公式。但在實(shí)際工程中，依據(jù)規(guī)范中的公式計(jì)算結(jié)果,而選取的啟閉機(jī)容量出現(xiàn)了很多問(wèn)題。本文將對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行深入研究，具容如下：(1)根據(jù)國(guó)內(nèi)幾座水庫(kù)淤沙統(tǒng)計(jì)資料的分析結(jié)果，提出了將門(mén)前淤積的泥沙考慮為由粗細(xì)顆粒組成的賓漢體泥沙模型。在此泥沙模型中，粗顆粒之間的和相對(duì)提供了剪切應(yīng)力，而細(xì)顆粒之間的絮凝作用在閘門(mén)開(kāi)啟的瞬間提供了極限剪切應(yīng)力。這兩種力共同構(gòu)成了泥沙臨界屈服應(yīng)力。并應(yīng)用數(shù)學(xué)模型對(duì)泥沙臨界屈服應(yīng)力的計(jì)算進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí)考慮到泥沙對(duì)閘門(mén)面板的作用，提出了兩種減輕泥沙淤積影響的水工閘門(mén)結(jié)構(gòu)，即：雙導(dǎo)軌傾斜平面閘門(mén)結(jié)構(gòu)和偏心無(wú)大中型水庫(kù)的水溫沿深度方向成層分布，表層水水溫高，底層水水溫低。水稻是喜溫作物，為使水稻豐收，必須控制水稻田的灌溉水溫，因此人們希望用水庫(kù)中溫度高的表層水灌溉稻田。近些年來(lái)人們對(duì)表層取水的認(rèn)識(shí)不斷加深，各國(guó)都相繼建成了不少表層取水設(shè)施，其本的多節(jié)式表層取水設(shè)施已被大壩會(huì)議特別會(huì)作為典型*。我國(guó)表層取水設(shè)施的設(shè)計(jì)剛剛起步，設(shè)計(jì)中存在不少問(wèn)題，為表層取水的設(shè)計(jì)水平，作者在收集國(guó)外資料的基礎(chǔ)上，撰寫(xiě)此文。多節(jié)式表層取水設(shè)施見(jiàn)圖１，分３種形式：平面多節(jié)式、半圓筒多節(jié)式、圓筒多節(jié)式。多節(jié)式表層取水設(shè)施由攔污柵、取水塔、取水閘門(mén)、事故閘門(mén)、底部閘門(mén)、閘門(mén)、啟閉機(jī)、控制設(shè)備等構(gòu)成。其中攔污柵、事故閘門(mén)、底部閘門(mén)與的攔污柵及的閘門(mén)類同。本篇只針對(duì)與不同的取水閘門(mén)、閘門(mén)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。圖１ 多節(jié)式表層取水設(shè)施１ 取水閘門(mén)取水閘門(mén)起取水、隔水作用。取水閘門(mén)由多節(jié)門(mén)葉連成一體，閘門(mén)總高依據(jù)庫(kù)水位變化而變化
隨著水電事業(yè)的發(fā)展和高壩大庫(kù)的涌現(xiàn) ,閘門(mén)尺寸和作用水頭均不斷 .閘門(mén)的工作水頭越高 ,高速水流的水力學(xué)問(wèn)題越多 ;閘門(mén)孔口面積越大 ,金屬結(jié)構(gòu)的力學(xué)問(wèn)題及加工工藝問(wèn)題越突出 ;閘門(mén)承受的總水壓力越大 ,啟閉設(shè)備的鑄造、鍛造、加工越困難 .工作水頭、孔口面積與總水壓力這三項(xiàng)指標(biāo)是反映閘門(mén)水平的主要指標(biāo)[1] .巴西伊泰普深孔定輪平板門(mén)導(dǎo)流底孔閘門(mén)工作水頭 140ｍ ,孔口面積達(dá)147.4ｍ2 ,總水壓力達(dá) 199.81ＭＮ .法國(guó)謝爾邦松的履帶式深孔平板門(mén) ,工作水頭達(dá) 12 6ｍ ,面積達(dá) 6 8.2ｍ2 ,總水壓力達(dá) 84 .30ＭＮ ;大深孔平板門(mén)工作水頭 110ｍ ,孔口面積 78.8ｍ2 ,總水壓力 6 6 .10ＭＮ ;大深孔弧形門(mén)工作水頭達(dá) 136ｍ ,孔口面積 156 .2ｍ2 ,總水壓力 93.4 7ＭＮ .我國(guó)劉家峽導(dǎo)流定輪深孔平板門(mén)
由于科學(xué)技術(shù)和設(shè)計(jì)理論的,現(xiàn)有的許多水利工程在對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)揮巨大作用的同時(shí),也對(duì)河道水體水情、水生生物、水體水質(zhì)等產(chǎn)生了較大的負(fù)面影響[1]。雖然在重要河道上興建大壩時(shí)為魚(yú)類的洄游布置了魚(yú)道等過(guò)魚(yú)建筑物,但據(jù)統(tǒng)計(jì)能起到有效過(guò)魚(yú)的魚(yú)道只占所建魚(yú)道總數(shù)的5%左右。據(jù)報(bào)道,我國(guó)淡水魚(yú)重要產(chǎn)區(qū)之一的淮河,昔日碧波蕩漾、魚(yú)蝦競(jìng)游,而今卻難覓魚(yú)的蹤跡。實(shí)踐證明,通過(guò)對(duì)已建閘壩運(yùn)行進(jìn)行,適當(dāng)改建閘壩以擴(kuò)展其生態(tài)功能,對(duì)新建閘壩根據(jù)建筑物的運(yùn)行特點(diǎn)采用生態(tài)友好型的新型閘壩,可以更好地發(fā)揮水利設(shè)施的效益,將水利設(shè)施的副作用降到低點(diǎn)。因此開(kāi)展對(duì)新型水工建筑物的研究,做到技術(shù)*、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行,是非常必要的。大型浮體閘是在浮箱式閘門(mén)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的新型水工控制建筑物,它突破了浮箱門(mén)只能在靜水中或流速很小的水流中使用的,具有生態(tài)型及景觀型雙重功能,是一座可以浮動(dòng)的啟閉式水閘。水閘平時(shí)?？吭诎哆叺拈T(mén)庫(kù)內(nèi),處于不阻水狀水工弧形鋼閘門(mén)在開(kāi)啟、關(guān)閉和開(kāi)啟一定的角度的當(dāng)中,水工閘門(mén)會(huì)發(fā)生不同程度的振動(dòng)現(xiàn)象。水工閘門(mén)的振動(dòng)的程度在某些情況下會(huì)十分的嚴(yán)重,情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成水工閘門(mén)的和臨近構(gòu)筑物的一并。在目前的研究中,對(duì)于水工弧形鋼閘門(mén)振動(dòng)問(wèn)題的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以某水電站洞中的一扇弧形鋼閘門(mén)為研究對(duì)象,采用流固耦合理論,利用附加法對(duì)其進(jìn)行靜力分析、動(dòng)力特性分析以及水體脈動(dòng)壓力作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析;通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算了水工閘門(mén)在背后有水、無(wú)水及水工閘門(mén)的不同開(kāi)啟角度情況下的自振和振型特征,還有水工閘門(mén)的自振變化情況隨閘門(mén)開(kāi)度變化的內(nèi)在變化規(guī)律。本文的主要結(jié)論如下:(1)靜力分析結(jié)果顯示,水工閘門(mén)的橫梁以及縱梁的應(yīng)力變化幅度相對(duì)較小,而且分布相對(duì)對(duì)稱。閘門(mén)的上下臂在受力方面比較均勻,桿件的應(yīng)力分布無(wú)論從規(guī)律上看還是從大小上看比較相似,說(shuō)明弧形閘門(mén)的結(jié)構(gòu)形式布置是合理的。水工弧形閘門(mén)的總體結(jié)構(gòu)變.
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