底轴驱动式翻板闸门的若干关键技术问题及工程措施研究

首先阐述了该型闸门的受力和变形特性,提出了结构设计所关注的方向;随后分别讨论了闸门结构的不均匀沉降及底轴受力变形特性、底轴沉降量对支座反力作用的影响,指出了控制闸室底板不均匀沉降的重要性;此外对底轴驱动式翻板闸门的振动问题进行了试验研究,取得了泄流流态与动水压力特征、闸门结构振动加速度特征等数据资料,并对影响闸门结构动力安全的负压空腔、通气孔设置和门顶破水器体型布置等进行了专门研究,并提出了相关技术要求。根据底轴驱动式翻板闸门存在的消能工安全问题,给出了闸下底板失稳试验结果,提出了确保消力池底板稳定的设计原则。     

基于三维有限元模拟的水闸地基不均匀沉降监测预警指标研究

苏州河河口水闸采用了迄今为止国内最大的底轴驱动翻板闸门的超常规设计方案,单孔闸门宽100 m。因闸址南北两岸存在不均匀沉降,危害水闸底板、底轴等主体结构的安全。为了保障水闸的正常运行,以设计规定的底板门轴线处差异沉降不超过1.5 cm以及底板不会发生受拉破坏作为控制条件,通过改变南北岸地基沉降量ΔZ_南、ΔZ_北模拟地基不均匀沉降并进行有限元分析,推求得到南北闸墩不均匀沉降监测预警指标为：南边墩相对北边墩最大差异沉降1.08 cm,北边墩相对南边墩最大差异沉降1.27 cm。     

侧吊扇形闸门

侧吊扇形闸门是提升式水闸岸坡闸室闸门的一种,用以封闭岸坡上的闸孔。该闸门平面形状采用扇形,垂直水流方向竖立在岸坡闸室倾斜式闸底板上。闸门扇心用铰轴固定在闸底板坡顶。启闸吊索与启闸机设在闸门扇弧端上。闸门启闭时绕扇心铰轴转动。这样,出闸水舌断面成三角     

浅谈开敞式水闸的结构优化

结构优化是一种在结构满足稳定、应力、抗裂等约束条件下使工程造价(或工程量)最小的设计方法,在水利工程中发挥着重要作用,本文在水闸CAD软件的研制基础上,就水闸闸室段结构优化进行分析和说明。1水闸结构优化模型的建立1·1水闸结构优化的变量选取水闸系统实际上是一个大系统,从底板、闸墩到上部结构,涉及的变量很多,对每一个变量进行优化意义不大。闸室段最主要的结构是闸底板和闸墩。除底板、闸墩的尺寸影响结构外,另外闸门的位置,防渗布置又会反过来影响结构尺寸和内力,因此可以选底板的厚度、长度,闸墩的厚度、闸门的位置,铺盖的长…     

泄洪洞有压出口渐变段及工作闸门室体型优化

针对黄金坪水电站1号泄洪洞原设计方案有压出口渐变段顶板存在负压,在工作闸门小开度运行时工作闸门室底板出现大范围负压,容易引起空蚀等问题,根据水力学模型试验,提出通过增加有压渐变段长度、改变工作闸门室底板连接形式,对有压出口渐变段及闸门室体型进行优化。试验实测结果表明,优化后的有压段出口顶板及闸门室底板在各种运行工况下均没有出现负压,闸门室底板水流空化数显著增加,提高了泄洪洞安全运行的可靠性。     

软弱地基上井字梁底板式水闸的有限元分析

正为改进厚底板、大闸墩、多根灌注桩的传统水闸形式,新疆巴音郭楞蒙古自治州开都河第二分水枢纽水闸采用了井字梁底板式水闸,即利用公路桥的上游两根桥柱作为闸门的支承墩,闸墩只承担分孔和启闭力的作用,闸墩下部为灌注桩,其上为闸槽柱,闸门水压力全部由桥柱承担。采用油压启闭设备,活塞柱放在闸墩内,不需设启闭台及闸房。公路桥柱与闸底板刚性连接,闸底板采用"井"字形梁格式底板,使桥柱作用在梁格交点上。如此,桥     

基于无线传感器网络的多沙渠道闸门量水装置的设计

充分考虑泥沙淤积对于闸门引水流量的影响,利用无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)多节点协作采集、传输和处理的优势,通过多类传感器获取闸门开度、闸门上下游水位、闸底板淤积泥沙厚度,并将量水建筑物尺寸结构与泥沙淤积情况结合,修正闸门量水建筑物参数,得出闸门过水流量。所设计的量水装置可以在水体含沙量大的条件下,以较高精度实现自动化闸门量水,同时为渠道清淤和闸门自动化启闭提供理论技术支撑。     

我国建设节约型社会的中长期目标

1水闸改造位山引黄灌区骨干渠道上的各类水闸大部分建于20世纪六七十年代,当时设计标准低,全为手动启闭螺杆启闭机,90年代,对一部分水闸启闭装置进行了改造,将手动启闭机改为手电两用。改造后减轻了管理人员劳动强度,改善了灌区调配水工作条件,但也存在如下问题:以往手动降落闸门,闸门接触底板后手感觉到便停止摇动手柄,而改造成电动降落后,闸门接触到底板后,电动机仍持续产生下降动力,底板对闸门产生反作用力(顶托力),顶托力通过螺杆传递给启闭机,使启闭机顶断其自身固定螺栓后升起或启闭机连同机架梁一同升起,造成建筑物的破坏和对人身安…     

液压坝底板铰支座计算分析

文中建立了液压坝底板铰支座作用力的求解方程并对其进行了验证,进而分析了2.0 m、3.7 m、5.0 m三种坝高闸底板铰支座的受力特性,最后求得铰支座预埋件设计参数。结果表明:1)计算模型合理可信,求解方程正确,计算结果准确。2)立坝运行时,闸门铰支座受到斜向下游的拉力作用,液压支撑杆铰支座受到斜向下游的压力作用。3)在降坝行洪过程中,闸门铰支座的压力方向斜向下游,液压支撑杆铰支座的压力方向自斜向下游转变为斜向上游。4)堰上水头0.5 m工况为液压升降坝最不利工况,随闸门设计高度的增加,闸底板铰支座受到的作用力则逐渐增大。分析液压升降坝闸底板铰支座的受力特性,对同类工程的设计提供参考依据。     

山区泄水建筑物斜向进水消力井直径优化研究

通过水工模型试验,研究在斜向进水条件下,狭窄河谷泄水建筑物消力井沿径向不同井径下的底板动水压强时均值及不均匀系数、脉动压强方差和频谱特性的变化规律。成果表明:在一定泄洪功率时,受下附壁射流和底部潜流影响,射流远端冲击区底板区域动水压强时均值、不均匀系数以及脉动强度方差均明显大于射流轴线左、右侧底板和靠近泄槽末端消力井底板区域。相较于消力井井径由0.15m增大到0.30m,在井径进一步增大到0.45m时,无论消力井底板动水压强,还是底板脉动压强均呈下降趋势。     

PLC在螺杆式启闭机预防螺杆压弯保护中的应用

螺杆式启闭机在日常使用下降过程中螺杆被压弯的现象时有发生,其主要原因是水闸门槽或闸室底板有较大坚硬异物一般不易被运行管理人员察觉,若异物没有被及时清理,会导致闸门运行缓慢甚至停滞。现有的保护系统很难做到及时、精准的动作,可能会造成螺杆被不同程度地压弯。通过直接跟踪闸门实时位移速度这一途径,利用PLC快速精准测量速度,并在螺杆启闭机发生异常时及时断电停机,可有效避免上述现象的发生。     

五里河翻板闸更新改建工程设计

水闸是一种既能挡水,又能泄水的水工建筑物,通过使用挡板完成储水和排水工作,是国民经济发展的一项重大民生工程,在水利工程中发挥着至关重要的作用,具有防洪减灾、调节水势和管理河道的功能。尤其是在灌区的工程建设中,水闸起到十分关键的作用,同时还能规避许多水利风险。五里河翻板闸已运行40余年,出现闸门漏水、闸底板冲蚀严重、闸门启闭困难、管理失控、闸房老化等问题,需要对此水闸进行更新改建,在进行五里河翻板闸更新改建设计时尤其应当注意结合现场环境,对闸门及闸后支墩、闸底板、闸室过流能力复核、闸室稳定性复核等进行合理、优质的设计,旨在保障水闸的安全运行。     

大型钢闸门轨道与混凝土基础接触问题分析

水工钢闸门轨道底板与混凝土基础间的接触,是决定轨道和混凝土基础复合系统服役能力的关键.以大型水工钢闸门轮轨支承体系为对象,基于三维接触有限元数值实验和物理模型试验综合分析,探讨轨道截面尺寸、砼基础厚度及砼强度等对轨道-砼基础接触压应力的影响效应.取得研究成果包括:(1)揭示了轨道-砼基础接触压应力在轨道长度、宽度方向上呈现出中部凸起的二角帽形状分布规律;(2)观察到轨道后砼基础厚度取大于2倍轨道高度时轨道应力已趋于稳定,为取混凝土厚度为无限大对轨道进行分析提供了依据;(3)鉴于压应力从轨道腹板传到底板,扩散范围有限,提出tw+3hι为底板宽度的优化取值,可使压应力扩散较为充分而又不存在过多的小应力区.此外,考虑轨道高度和轨道底板宽度对减小混凝土最大压应力的不同贡献,且计及混凝土不同弹性模量时的影响,提出了计算轨道底板混凝土承压应力的设计建议.     

苏州河河口水闸闸门轴变形监测系统

上海市苏州河河口水闸闸门轴变形监测系统采用真空激光准直系统,监测闸门轴变形时只考虑径向变形,在垂直于闸门轴轴线方向选择7个典型断面,监测各断面中心在平行和垂直于门叶方向上相对于两轴端的变形。真空激光准直系统和闸门同时安装,可自动化监控。监测结果表明,各项功能及技术指标达到设计要求。     

不同闭门速度下的闸门水动力特性数值模拟

采用RNG k-ε湍流模型、VOF模型及动网格技术,对平面闸门动水关闭过程进行了数值模拟,分析了闭门时闸门区的流场特征及闸门门体水动力特性,发现闸底附近压力梯度大,闸下压力沿水流方向逐渐减小;研究了以不同速度闭门时闸门底缘的压力情况,发现闭门速度对底缘压力影响较小,可适当增大闭门速度,快速闭门,确保闸门体系的安全运行。研究结果可为事故闸门的水力设计及运行提供一定的参考依据。     

升卧式闸门

升卧式闸门,是平板闸门的一种,当闸门关闭时直立挡水,闸门提升时由于其自重和吊绳组成的倾翻力矩的作用,使闸门在上升中沿轨道自动地逐步向下游倾翻,闸门全开时,水平卧于闸墩顶部(见图一)     

升卧式闸门

升卧式闸门,是平板闸门的一种,当闸门关闭时直立挡水,闸门提升时由于其自重和吊绳组成的倾翻力矩的作用,使闸门在上升中沿轨道自动地逐步向下游倾翻,闸门全开时,水平卧于闸墩顶部(见图一)。     

复杂供水系统的图解法

水在管路中流动或通过闸门及异形配件时,都会引起水头下降。当水的流动方向是上向流时,重力也是产生阻力的原因之一,如水泵向上部水柜供水就是这种情况。由于阻力的作用,水流的流动动能(水头)不断下降。各种复杂的供水系统,均可用图解法很快地求出整个管路的水力情况。在求解前我们先作如下规定;图中能量曲线以P_1、P_2、P_3     

淮阴闸加固工程新闸门振动分析与处理

淮阴闸新安装的弧形钢闸门在工程完工后发现在一定开高时有振动现象,通过对项目的设计、施工过程和闸门振动发生发展情况的研究,对振动原因进行了初步分析,并采取试验的方式逐步排除,最终得出引起闸门振动的原因和解决闸门振动问题的措施.闸门振动原因是闸门开到一定开高时,底缘形式引起的切向水流冲击底板,出现门后水流的强烈不稳定流态,加上由此而引起的气泡并破裂产生强大负压,引起闸门振动.对闸门底支承板进行割除处理能够有效解决新闸门的振动问题,同意对淮阴闸新闸门全部进行底支承板割除处理.     

松北水城天玑湖进水闸应力分析与结构计算

松北水城天玑湖进水闸的设计基本情况是,闸门采用底轴驱动式翻板闸门,具有双向挡水功能,通过对该闸的主要建筑物部位进行应力分析计算,进行结构配筋。由于该节制闸所处位置地质条件为细砂,承载力偏低。设计采用对闸底板基础采用碎石桩进行基础处理。