三峡船闸反弧门水弹性振动初步试验研究

本文简要介绍了水弹性振动模型相似准则,对三峡船闸反弧门采用近似满足水弹性振动相似准则的有机玻璃模型进行流激振动试验,并在空气中进行模态分析。试验表明阀门的振动是随机振动,不仅有质量振动,而且有结构振动,有若干阶模态被激发参与振动。在开门和关门过程中,阀门面板脉动压力和阀门的流激振动是不大的,与葛洲坝船闸阀门段内不出现大空泡溃灭时的振动水平相当。由于采用的常压模型不能模拟阀门段的空化现象,对于廊道内可能产生的空泡溃灭所引起的阀门振动尚须通过减压模型进行研究。     

闸门流激振动全水弹性模型试验的原型验证

由于弹性结构与其周围流场存在着复杂的相互作用,单纯数值方法还不能正确预报这种水弹性振动,因此,水弹性模型试验已成为预报流场中结构原型行为的唯一方法.在对水弹性振动模型相似准则和研制的闸门水弹性振动模型材料性质简要介绍的基础上,对三峡大坝导流底孔弧形闸门全水弹性模型振动试验成果和其原型振动观测成果作了多方面对比分析.结果表明:全水弹性模型试验预报的原型闸门的动力特性、振动加速度、结构动静应力与原型闸门在相近条件下的实测成果颇为一致,从而验证了闸门全水弹性模型对原型闸门流激振动行为预报的可靠性.     

葛洲坝工程船闸廊道阀门原型观测研究

本文阐述葛洲坝3号船闸输水廊道反向弧形阀门的原型观测,发现在阀门面板上产生的蚀损分布与被水流激发的振动型态相当吻合,建立了蚀损不仅与空穴水流有关而且与阀门振动特性有关的概念。     

三峡船闸输水系统反弧门启闭力特性研究

 三峡船闸输水系统阀门设计拟采用双面板式反向弧形门。通过比尺为17的物理模型，对阀门启闭力进行了试验观测， 并分析了启闭力的时均变化过程、启闭力脉动及其频域特性。从减小阀门动水启门力的角度， 对反弧门几何体形进行了优化。     

三艘船闸设计中的关键技术问题是如何解决的(下)——船闸技术的新发展

问题8三峡船闸输水系统反向弧形阀门是如何解决高水头频繁操作的启闭问题的? ——谈高水头大型反向弧形阀门及其启闭机技术 三峡船闸输水系统反向弧形阀门的最大工作水头45.2m,支铰单侧最大拉力990t,启门力1500 kN,闸顶竖缸液压启闭机吊杆的最大长度约70m。阀门需能频繁快速开启,对     

三峡船闸输水系统正向弧形阀门布置及其特性研究

针对三峡船闸中间级阀门初始淹没水深较大的特点 研究了输水系统采用正向弧形门布置的可行性。 通过对门区流态、门井水位、门后水流空化特性及阀门启闭力等的试验观测研究,得出三峡船闸中间级输水弧形阀门采用正向布置是可行的,且与反弧门布置相比,有其独特的优点。     

五强溪水电站高水头船闸输水系统动水压力与反向弧门流激振动

本文介绍了五强溪船闸二闸首于1996年12月12日～13日进行的原型观测成果与分析.着重从高水头船闸输水系统不恒定流压力瞬态变化和反向弧门流激振动两方面，分析输水廊道突扩体发生空化空蚀的可能性，以及反向弧门流激振动的危害程度，并对其安全运行作出评估.     

葛洲坝船闸廊道阀门原型观测研究

葛洲坝工程三号船闸在运行数年后,在其输水廊道反向弧形工作阀门上,出现蚀损及局部损坏。本文根据对原型进行动态特性及动水压力试验成果,对阀门蚀损机理进行了研究及理论探讨,提出了蚀损不仅与空穴水流有关,而且与闸门振动特性有关,即由于损伤累积造成了蚀损。     

葛洲坝船闸输水阀门空穴流研究

葛洲坝船闸采用反弧形阀门进行灌泄水,对这种门型的模型及原型,进行了大量的空穴流试验及观测。其中2号及1号船闸阀门进行了模型比尺L_r=25的减压模型试验,并对流态及空化类型进行了分析。试验表明,当阀门开度n=0.3～0.7时,阀门底缘发生空化。由于在输水过程中,阀门段廊道顶面始终存在正压,故设计特殊的通气布置方案,并经试验验证可行,方案已为设计部门采用。对3号及2号船闸的输水阀门进行了原型空穴流的声学测定,据测定资料经分析认为,在顶止水缝隙处存在空穴流,并对输水过程中出现的啸声及雷鸣声进行了分析判断。     

水工结构流激振动响应的反分析

水流诱发工程结构振动在工程中十分常见，如溢流拱坝、泄水管道、导墙、闸门等的振动．有时会影响工程安全运行，甚至破坏，一直受到设计和管理人员的重视．当前比较现代的解决流激振动研究方法是采用水动力学和结构动力学“合二而一”的水弹性模型，同时要求满足两方面的相似条件．但在实践上有很大困难，难免存在一些不相似的因素，致使原型预报发生一些问题．本文从作用荷载出发，首先提出了整体（面）脉动荷载的相关系数求解方法，表明面脉动压力的相关系数可近似采用点脉动压力的相关系数．提出的水工结构流激振反分析方法，可用于由少量测点的动位移实对值反馈分析出整个结构在水流动力荷载作用下的动位移场和动应力场，同时还可用于水弹性模型模拟中不相似因素对振动响应影响的修正，从而解决模型与原型关系问题．通过对几个高水头、大泄量的高溢流拱坝和三峡导墙流激振动研究表明，这一方法在理论上与实践上是统一的和切实可行的．     

大藤峡船闸关键水力学问题研究

大藤峡船闸闸室有效尺寸为280 m×34 m,最高通航水头为40.25 m,是世界上首个水头超过40 m的大型超高水头单级船闸。单级船闸的特性以及闸室规模、工作水头和输水时间要求决定了其单次输水水体、输水最大流量以及进入闸室的能量,超过闸室尺度相近的三峡多级船闸,借鉴三峡船闸输水系统体型的初设方案闸室内船舶停泊条件问题突出。为此开展了1∶30比尺船闸整体模型试验,结合减压及局部模型试验与数模计算,通过输水系统体型创新、输水系统阻力及阻力分配调整和阀门运行方式优选,解决了大藤峡船闸闸室内船舶停泊条件及输水系统水流空化等关键水力学问题。研究获得的新型自分流全闸室出水输水系统布置型式,很好地解决了闸室高效输水和船舶停泊安全问题,显著拓展了等惯性输水系统对水头的适应性,其成果可供超高水头大型船闸设计借鉴。     

三峡升船机上闸首结构抗震分析研究

对三峡升船机上闸首结构，导出了档水面上动水压力的附加质量计算式，和直接滤频法按顺河向和横河向分别求得了上闸首的前５阶频率的振型。据此，采用安全二次型组合法对三峡升船机上闸首的地震反应进行了详细的分析研究，研究方法和研究成果可供设计部门参考应用。     

船闸末级闸首超长输水廊道泄水水力特性数值模拟

拟建的三峡枢纽水运新通道船闸末级闸室超长输水廊道运行水头高、输水量大、输水时间短、输水距离长,水流具有强非恒定性,保障其安全运行非常重要,故对高水头船闸末级闸首超长输水廊道的阀门开启过程的非恒定水动力特性进行数值模拟,研究不同输水廊道长度、不同阀门开启时间下,闸室流量过程、闸室水位过程、阀门井水位过程等水力要素的变化规律和影响因素。研究表明:船闸末级闸首输水廊道长度加长会增加惯性超降值、增长惯性超降波动周期、延长泄水时长、降低闸室水位升降速度,同时减少阀门开启过程中阀门井水位降落值;加快阀门开启速率会减少泄水时长、增加闸室水位升降速度、减少阀门开启过程中阀门井水位降落值。研究结果可供三峡枢纽水运新通道末级闸首超长泄水廊道设计参考。     

葛洲坝船闸水力学问题综合分析

对葛洲坝3座船闸在接近设计水头27m条件下运行中出现的水力学现象和原、模型观测资料进行综合分析。内容包括；船闸充泄水时上、下游引航道中的流速、流态、涌浪传播、间室充、泄水水力特性，阀门段水流空化及声振现象，阀门启闭力及阀门振动特性等。对船闸运行和检验中发现的问题及处理改善措施亦作了介绍，葛洲坝3座船闸运行了20a来的经验证明船闸按静水通航动水冲沙的原则指导设计是正确的，船闸输水系统布置型式是成功的。     

三峡船闸系统联合调试期水力学原型观测

三峡船闸金属结构及机电设备无水、有水(抽水)系统联合调试条件下，各级输水系统的原型水力学监测工作于2002年6月至2003年5月间进行。安全监测的主要项目包括闸室输水特性、阀门区段输水特性、门楣通气、闸室空化特性、阀门段空化特性、阀门及人字门启闭特性、阀门与人字门门体动力特性，监测内容多达20项。抽水调试期中间级闸首工作水头分别达到了30m、40m、46m和设计工况的45．2m，初始淹没水深达到了26m的设计条件，并进行了双边输水和单边输水、现地控制和集中控制等操作运行条件的比较。本次监测成果系统性及完整性较好，不仅为各级闸阀启闭控制系统的调试提供了可参比数据，也为船闸的验收、鉴定、运行管理提供了科学依据，保证了三峡围堰期蓄水发电和五级船闸试通航目标的实现，对国内外开展高水头船闸的设计和运行亦有十分重要的参考价值。     

贵港二线船闸输水系统水力特性原型观测

贵港二线船闸是西江航运干线中的重要通航枢纽,采用简单的闸墙廊道侧支孔出水及双明沟消能的分散输水系统布置型式。为验证输水系统布置及闸阀门运行方式是否合理,对船闸输水系统进行了水力特性原型观测试验。观测结果表明:闸室水力特性及船舶停泊条件基本满足规范及设计要求,船闸进出水口及闸室内流态较好;在当前船闸水头及推荐的阀门运行方式下,输水末期闸室内的超高、降超出了规范要求,改善闸阀门运行方式后,有效降低了惯性水头;船闸原型与模型间流量系数存在偏差,偏差值不超过6%;双线船闸在不同工作时序下运行,相互影响不大。     

红水河桥巩水电站船闸设计

红水河桥巩水电站船闸设计水头为24.6 m,属高水头船闸,船闸输水廊道工作阀门采用平板门,突破了平面阀门在船闸的应用范围。重点介绍了桥巩船闸的主要技术特征、船闸建筑物总体布置、输水系统等方面的设计,并对船闸输水系统的主要技术特点进行了概括和总结,为高水头船闸的设计提供参考。     

三峡工程双线五级船闸中隔墩岩体变形监测成果分析

本文对三峡双线五级船闸中隔墩岩体变形监测资料进行了分析．通过分析认为,中隔墩由于三面临空且各部位地质条件差异较大等原因,在闸室开挖过程中变形较为复杂,总体上岩体呈现向临近闸室临空面位移;在二、三、四闸首部位两侧表层测点呈现同向位移,仅反映表层岩体位移情况,主要受闸首地质条件及两侧闸室开挖次序有关;中隔墩岩体变形在开挖结束后收敛很快,目前变形稳定。     

三峡升船机上闸首结构静力模型试验研究

 介绍了结构静力模型的概化设计，采用大量内部埋片测量技术及复杂的加荷手段与方法等试验技术，提出并着重分析了闸首结构的主要部位如闸首建基面、闸室边墙、底板等，在施工期和完建期不同工况｀不同水位下3个方案最终状态下的应力及应力分布规律。对三峡升船机上闸首结构应力状态进行了综合评价，认为上闸首基础稳定，结构安全。