基于构件协同工作的平面钢闸门主梁最优梁高研究

关于水工平面钢闸门主梁梁高的选取问题,规范未给出通用的取值范围,在工程中多以未考虑主梁与其他构件协同工作的理论求解公式为参考。在满足稳定性要求、考虑面板及隔板等构件与主梁协同工作的条件下,采用有限元分析理论,建立平面钢闸门空间有限元模型,计算分析主梁的强度和刚度的变化规律,给出合理的平面钢闸门主梁的最优梁高。结果表明:在考虑各构件协同工作时的主梁受力更贴合实际情况;在最小梁高与经济梁高之间存在最优梁高,与最小梁高的比值约为1. 038,与理论公式计算的最优梁高相比,可使主梁翼缘、腹板等构件的应力减小,在此梁高下可使主梁工作性能发挥到最优。计算结果可为平面钢闸门梁高的设计提供参考。     

西溪船闸平面钢闸门主梁梁高的优选

根据渠系布置和面板厚度，应用最优梁高的实用公式直接进行闸门主梁截面的优化设计，显著提高了设计的速度和质量，保证了工程设计的进度，具有现实的意义。     

水工平面钢闸门主梁的可靠度校准分析

采用GB50199-94《水利电力工程结构可靠度设计统一标准》推荐的一次二阶矩法(亦称JC法)对DL/T5039-95《水利水电工程钢闸门设计规范》中的平面钢闸门主梁分别按弯曲、剪切及弯剪复合3种破坏形态进行了可靠度校准分析,初步了解了现行规范中组合主梁的总体可靠度水平,其中在对弯剪复合应力状态下的可靠度进行校准分析时,考虑了不同荷载效应比值B的影响,并采用非线性的极限状态方程按双重迭代的方法求得相应的可靠指标。     

平面钢闸门主梁可靠度校准分析

考虑平面钢闸门主梁的破坏特点，将主梁破坏形式分为弯曲、剪切和弯剪复合破坏３种，分别进行其可靠度校准分析，得到不同的可靠度。然后，运用结构体系可靠度计算方法，得到主梁体系可靠度，当抗力为正态分布时为３．５３９；当抗力为对数正态分布时为３．９４。     

平面钢闸门主梁的可靠度分析及概率设计

概率设计法在工程设计各领域中已逐步得到应用，而作为水工建筑物重要组成部分的水工金属结构，目前的设计方法是按现行的设计规范－《水利水电工程钢闸门设计规范》的许用应力法进行设计的。因此，水工金属结构的设计准则向概率设计法过渡已是大势所趋。现以平面闸门主梁为研究对象，对水工金属结构的概率设计问题进行了研究，建立了主梁的设计表达式并确定了各分项系数值；探讨了水工金属结构概率设计的一般方法。     

水工钢闸门主梁的最优梁高

对水工钢闸门主梁高度的确定多以经验公式为主,理论不完善,未全面考虑截面形式与支座位置对梁高影响的问题,依据现行钢闸门设计规范,以满足强度、刚度、稳定性和几何构造要求为约束条件,以主梁和竖向隔板总用钢量最小为目标函数,分别建立单轴、双轴对称截面下的简支式和双悬臂式主梁梁高的优化模型。采用半解析法推导出简支式和双悬臂式主梁的最优梁高理论公式。通过与已建工程对比,结果表明:推导的最优梁高公式计算的梁高均与实际工程中的梁高接近,且公式有进一步优化的空间;通过减小隔板高厚比与主梁腹板高厚比可达到降低梁高的目的。该理论公式一方面可应用于工程实践,另一方面也可为完善规范提供理论基础。     

弧形钢闸门主梁布置位置优化研究

弧形钢闸门的使用对保证水利枢纽的正常运行具有重要作用和意义.文章以某水电站弧形钢闸门为例,利用数值模拟的方法,展开主梁布置位置的优化研究.根据模拟计算结果,认为上主梁与中主梁的间距为6.0 m,中主梁与下主梁的间距为4.5 m时主梁的关键部位应力计算结果最优,为最佳方案,建议在工程设计中采用.     

弧形钢闸门主梁悬臂长度优化数值模拟研究

弧形钢闸门的使用对保证水利枢纽的正常运行具有重要作用和意义.本文以赵家堡子水电站为例,利用数值模拟的方法,展开主梁悬臂长度优化研究.根据模拟计算结果,认为主梁悬臂和主梁跨度之比为0.25时,即主梁悬臂长度为3.0 m时的主梁位移和挠度计算结果最优,为最佳方案,建议在工程设计中采用.     

平板闸门主梁位置确定的理论方法

水工平板闸门主梁位置的确定方法，长期以来，一直采用静水压强分布图的图解法和经验公式法，本文导出的理沦公式及其相应的图解法，要比原方法方便、简单、准确，可以取代现行教科书、手册、规范中有关内容。     

增加弧形钢闸门高度的方案设计初探

现状防洪堤防上存在一定数量的水闸工程,且大中型水闸工程中,弧形钢闸门的应用比较广。实际防洪工程中,在某种条件下遇到弧形钢闸门挡水高度或防浪高度不够的问题,有必要对闸门的加高措施进行研究和探讨,以保证防洪系统的运行安全。文章根据某弧形钢闸门的加高问题,设计探讨通过门体结构整体加高,实现提高挡水高度或防浪高度,可为今后弧形闸门的加高设计提供参考。     

基于有限元法的中低水头钢闸门主梁梁高优化研究

针对目前中低水头平面钢闸门主梁截面形式多样、梁高取值不合理的情况,建立了工字型等效 组合截面主梁几何特性表达式及其受力模型。经分析,在水压、自重等载荷作用下闸门产生的应力、挠 度与主梁梁高的三次方成反比。在此基础上,借助有限元分析方法,通过比较不同工况下闸门的应力、 变形的分布及重量变化情况,得出了实例闸门主梁梁高的优化方案。     

平面闸门主梁有限元分析的几种建模方法比较

以材料力学解为基准，分析比较了6种不同的平面闸门主梁有限元计算模型，得出了一种满足精度要求的主梁建模方法，可供从事闸门结构有限元计算的人员参考。     

水工平面钢闸门主梁多失效模式相关的系统可靠度分析

根据水工平面钢闸门主梁的破坏机理,确定了主梁受弯、受剪和弯剪复合破坏3种主要失效模式的极限状态方程,建立了考虑多失效模式相关的主梁系统可靠度分析的概率故障树模型。采用截尾正态分布主梁可靠度分析中的随机变量（闸门水荷载及主梁的腹板及翼缘的厚度等）。采用自适应重要性抽样方法计算了主梁多失效模式相关的系统可靠度,并与上下限法和层次分析法的结果进行了比较。结果表明,概率故障树模型能够有效地分析主梁多失效模式相关的系统可靠度问题,自适应重要抽样方法能够有效地计算主梁多失效模式相关的系统可靠度。忽略主梁失效模式间的相关性将会低估主梁的系统可靠度水平。主梁的抗力和静水压力的敏感性因子较大,它们对主梁可靠指标有非常明显的影响。建议将主梁系统的目标可靠指标取为：大中型闸门3.0,小型闸门2.0。     

水工钢闸门主梁多失效模式相关的系统可靠度分析

根据水工平面钢闸门主梁的破坏机理,考虑了主梁受弯、受剪和弯剪复合破坏三种主要的失效模式,建立了三种失效模式的极限状态方程,并推导了弯剪复合破坏时抗力计算模式不确定性的计算公式。采用自适应抽样方法评价了主梁多失效模式相关时的系统可靠度,并与上下限法和层次分析法的结果进行了比较。结果表明自适应抽样方法能够合理地考虑主梁多失效模式间的相关性,它在分析主梁系统可靠度时是有效的。忽略失效模式间的相关性将会低估主梁的系统可靠度水平。现行设计规范的平面钢闸门主梁系统可靠指标分别为：露顶门3.0（大中型闸门）和2.3（小型）;潜孔门3.0（大中型）和2.1（小型）。     

水工钢闸门主梁模糊失效概率计算方法研究

为合理计算水工钢闸门主梁模糊失效概率,分别将主梁相对变形当作一个随机变量及三个变量的组合,采用积分法、当量随机化方法及蒙特卡罗法进行了计算。当相对变形为一个随机量时,采用积分法及当量随机化方法计算,两者的差别在于积分法用隶属函数描述模糊限值,当量随机化方法是将模糊限值当量作为一个随机量。当相对变形看作三个变量的组合时采用蒙特卡罗法进行计算,该方法考虑了三个变量的分布特性,更符合实际情况,模糊限值也用随机量表示。计算表明,积分法与当量随机化方法结果相近,验证了当量随机化方法的精度;蒙特卡罗法结果与相对变形服从正态分布时、用当量随机化方法计算的结果接近,故主梁相对变形服从正态分布更为合理。三种计算方法中,当量随机化方法计算失效概率相较于其它方法有计算过程简便,效率高的优点。     

齐齐哈尔市橡胶坝工程平面钢闸门设计

闸门是设置在水工建筑物各种过水流道上的控制设备,是水工建筑物的重要组成部分之一。在不同使用情况下按照要求开放或关闭过水流道,发挥控制水流,调节水位,泄放流量等作用。通过对齐齐哈尔橡胶坝工程平面钢闸门设计的详细介绍,阐述了钢闸门作用及设计经验。     

弹性固支平板钢闸门主梁的可靠度分析

针对目前平板钢闸门结构形式存在的内力分布不均,主梁跨中弯矩大的问题,根据超静定结构承载力高于静定结构的原理,提出了弹性固定支座平板钢闸门主梁新型结构形式。以跨中截面与支座截面等安全度为原则,确定弹性固定支座截面合理转角;根据结构可靠度理论评价该结构主梁的可靠度指标,并与现行结构形式主梁的可靠度进行比较。结果表明：该新型结构可以在主梁截面不变情况下提高可靠度指标 1.44 ,在可靠度指标不变情况下减少材料30%,可靠度沿跨长的分布均匀,为一种经济合理、安全可靠的结构形式。     

小型平面钢闸门埋件的一体化设计

小型平面钢闸门埋件,采用传统的散件式设计方案,施工中存在多部件配准难,二期混凝土浇筑安装振捣困难等诸多问题。笔者根据多年实际工作经验,提出一个简单的一体化埋件设计方案,通过辅件支持,将埋件一体化加工制作完成后,可一次安装,一期混凝土浇筑完成。这样,既降低了埋件安装的施工难度,保证闸门施工质量,还有效地缩短施工工期,降低了工程费用,同时保证了闸门工程的整体质量。