峡江水利枢纽弧形闸门设计及关键技术研究

峡江水利枢纽工程是目前为止江西省最大的水利枢纽工程。工程泄水闸采用弧形工作闸门+液压启闭机的布置方案,孔口尺寸大且泄流工况复杂。论文首先对弧形工作闸门运行过程中可能存在流激振动和侧向失稳等问题进行分析,并从设计角度提出了解决方案。在此基础上建立水力学模型,模拟分析了不同工况下闸门运行情况,为闸门安全运行提供了理论基础。工程自2016年建成至今已运行5年,泄水闸经多次开启泄洪,未出现任何险情。此研究成果可为大型弧形工作闸门的设计提供一定借鉴与参考。     

弧形闸门启吊点的选择

三门滩水利枢纽溢流坝采用弧形闸门启闭的型式,是QPQ系列平板门机后拉式起吊弧门。其优点是坝顶建筑物布置互不干扰;露顶式弧形闸门运行质量可改善;扩大启闭机的选用可减轻自重。通过对三门滩水利枢纽溢流坝弧形闸门启闭布置的设计,使工程做到投资省,见效快。经1992年～1998年的运行,取得了满意的效果。     

飞来峡水利枢纽金属结构设计介绍

简要介绍飞来峡水利枢纽工程溢流坝、电站厂房、船闸三大系统金属结构设计；总结归纳溢流坝弧形工作闸门设计特点；介绍电站进水口检修闸门与尾水事故闸门的设计特点，电站前沿污物的综合治理措施，船闸输水工作闸门减免闸门底缘空化和门槽气蚀。     

飞来峡水利枢纽金属结构设计

本文针对飞来峡水利枢纽总体布置的特点、水库频繁且特殊的调洪运行方式、贯流式发电机组的特性以及航运需要等,介绍在主体建筑物溢流坝、厂房、船闸上设计相应的工作闸门、事故闸门、检修闸门、拦污栅等以及它们的启闭机械。着重介绍了在泄洪水力学条件十分复杂的情况下,溢流坝弧形工作闸门的设计及其斜吊式油压启闭机的选用。设计中注意引用新技术、新材料、新工艺,精心设计,力求优化。     

水工弧形闸门半主动减振控制

水力学边界条件优化和结构优化是降低水工弧形闸门流激振动的重要措施,但这些措施对流激振动的削弱仍然有限,且不能应用于已建成闸门的减振。采用结构控制的方法是解决流激振动问题的进一步措施,且对已建成闸门的减振有重要意义。针对某大型水利枢纽导流底孔弧形闸门,在闸门上布置若干MR阻尼器,采用半主动控制来减小振动。计算结果表明采用半主动控制能有效地抑制弧形闸门流激振动反应。     

百色水利枢纽表孔弧门液压启闭机设计

介绍百色水利枢纽工程溢流坝表孔弧形工作闸门的液压启闭机的结构布置特点以及设计中采用的新方法、新材料.     

深孔式弧形工作闸门流激振动危害评价及防振

文章主要叙述流激振动对云峰水电站深孔式弧形工作闸门的振动响应影响,通过介绍振动测试方法、流激振动响应特性分析等,进行水电站深孔式弧形工作闸门流激振动危害程度评价,并提出闸门防振建议,以供类似工程借鉴.     

弧形闸门流激振动及智能控制探讨

介绍了水工弧形钢闸门流激振动的原因及危害,分析了现在工程上对闸门流激振动采取的工程措施及运行措施的局限性,提出了利用MR阻尼器,采用智能控制的手段来解决弧形闸门流激振动的新思路.并简要介绍了MR智能阻尼器的工作特性、智能模糊控制的工作流程图及智能振动控制的优点.这表明,应用智能控制手段来解决水工弧形闸门的振动是可行的,也是必要的.     

深孔弧形闸门静动力特性及流激振动

弧形闸门由于其启门力小、无门槽及运行操作方便等优点,在水工建筑物中得到广泛应用,但不少闸门由于结构设计、布置或运行操作不合理等原因,在运行中会发生强烈振动甚至结构破坏,影响闸门结构的运行安全,特别是高水头、有局部开启控泄要求的大跨度弧形闸门。通过水力学试验、三维有限元静动力分析和流激振动试验,系统研究了深孔弧形闸门的水力学特性、静动力特性、流激振动特性,揭示了闸门结构的流激振动共振现象,并针对分析过程中出现的应力、变形过大问题,提出了加强闸门结构强度和刚度的优化措施,确保其安全平稳运行。     

沙沱发电厂弧形工作闸门锈蚀原因分析及处理

沙沱水电站于2013年4月28日下闸蓄水,溢流坝表孔弧形工作闸门投入运行。闸门运行3年半后,闸门本体及附属结构出现锈蚀情况,如不及时处理会威胁水电厂大坝安全运行,降低大坝的防洪能力,减少闸门的使用寿命,笔者对溢流坝表孔弧形工作闸门锈蚀原因进行了分析,并总结了对锈蚀部位的除锈处理措施及结果。     

飞来峡水利枢纽溢流坝闸门设计的主要问题

飞来峡水利枢纽溢流坝设１５带双胸墙的泄洪孔口和１孔排漂表孔。泄洪孔宽１４ｍ，高１２ｍ，其上设置弧形工作闸门，设计水头１６ｍ。汛斯弧门需频繁全部或局部开启运行，以适应水库复杂防洪调度的需要。并且泄洪时闸孔上，下游水位差不大，闸室水流呈高淹没度面流消能，流态复杂。     

飞来峡水利枢纽泄水建筑物设计

飞来峡水利枢纽泄水建筑物运用频繁,运行条件比较复杂。坝址下伏基岩为中细粒花岗岩,经比较采用带胸墙大孔口型式的岩基溢流坝,弧形闸门挡水,油压启闭机操作,堰顶高程8.5m,孔口净宽14m,高12.5m,共15孔,采用面流消能方式。     

丰满重建工程泄洪兼导流洞弧门流激振动原型观测成果研究

弧形闸门是水工建筑物中运用最广的门型之一,但不少闸门运行中发生强烈振动。动水作用下闸门结构的流激振动、动力稳定性及安全可靠性等问题正受到越来越多的重视。对丰满重建工程泄洪兼导流洞弧门开展系统的闸门流激振动和静、动力原型观测,取得闸门运行的第一手实际动态资料。通过系统分析评价,为闸门的安全运行制定合理操作规程,并指导未来的工程运行管理,具有十分重要的工程指导意义和科学价值。     

草街航电枢纽工程冲沙闸弧形工作闸门设计

草街航电枢纽工程冲沙闸工作闸门属于超大型表孔弧形闸门,闸门操作工况复杂,在校核洪水位泄流闸门全开时,闸门底缘仍处于水面以下14.18m。介绍了该弧形闸门的总体布置、结构设计形式、启闭机选型等主要技术问题,进行了闸门结构的流激振动模型试验研究,验证了设计的合理性。     

三峡工程泄洪坝段弧形工作闸门动力检测

本文系统地介绍了三峡水利枢纽导流底孔、泄洪深孔弧形工作闸门的动力特性检测情况及导流底孔泄流时对闸门产生的流激振动检测成果。检测结果表明,在动水开门和关门全过程中,在底孔闸门小开度时熏闸门底缘的脉动压力幅值较大;闸门门叶和支臂上的静应力在允许值之内,动应力很小;闸门的振动加速度较小,没有发生危害性振动。     

普定水电站弧形闸门改造

介绍了普定水电站溢流坝弧形闸门支铰在运行中出现的故障及对弧形闸门支铰和液压启闭机改造的过程。     

陆水水利枢纽主坝溢流坝弧形门支臂纠偏措施

陆水水利枢纽主坝溢流坝1号孔弧形闸门投入运行多年,年久失修,在水库除险加固工程中换装了新闸门。在新闸门安装过程中,支臂与门叶连接时出现较大的连接偏差,支臂相对于支臂与门叶主梁组合面的中心位置向外偏移70 mm,超出规范要求。在分析闸门支臂偏差产生原因的基础上,决定采用楔子板纠偏。该纠偏方法耗时短,保证了闸门在汛期来临前投入运行。      

基于流固耦合的弧形闸门-闸墩体系的流激振动研究

实际工程中弧形闸门与闸墩联系紧密,在水流脉动压力下二者相互影响,形成一个体系。为了揭示闸门与闸墩的相互影响规律,采取流固耦合理论对弧形闸门-闸墩体系开展流激振动研究。以某水利工程弧形工作闸门为例,针对弧形闸门单体和弧形闸门-闸墩体系分别建立三维有限元模型,计算两种模型的自振频率,基于模态分析的结果对两种模型进行动力响应分析,总结闸门和闸墩在动力特性和流激振动响应方面的相互影响规律。结果表明：闸墩对闸门动力特性及动力响应具有较大影响,考虑闸墩影响时,弧形闸门自振频率下降,其中以支臂振动为主的第4阶自振频率下降幅度最大,为61.45%,面板及支臂顺河向动位移分别减小44.58%及增大37.93%,面板及支臂动应力分别下降41.70%及增加30.71%;闸门流激振动对闸墩应力有显著影响,相较于闸墩按动力系数计算的最大应力增大了4.713 MPa。采用弧形闸门-闸墩体系模型可以更加准确而全面地评估弧形闸门及闸墩在流激振动下的安全特性。     

超大型潜孔斜支臂弧形闸门设计及试验研究

闸门的结构稳定及抗振性能是水工闸门设计的重点问题。以落久水利枢纽工程溢洪道超大型斜支臂潜孔式弧门为例,采用平面体系法进行基础结构设计,并行FEM强度、刚度安全复核计算过程,交叉验证了平面体系法设计的合理性与有限元计算的可靠性。同时,基于水弹性模型的弧形闸门流激振动试验表明,闸门全开时,优势振频集中在0～5Hz,振动加速度随水头减小而减小;设计水位时闸门局部开启,门体及支臂在大开度工况振动较剧烈。该过程及试验结果可为类似弧形闸门设计及安全运行提供参考。     

锦屏一级水电站深孔闸门流激振动水弹性模型

锦屏一级水电站挡水建筑物为305 m高的双曲拱坝,由坝身表孔、深孔和泄洪洞承担泄洪,深孔工作闸门为弧形闸门,出口尺寸为5 m×6 m(宽×高),操作水头91 m,闸门流激振动问题是设计极为关注的问题.为保证闸门泄洪安全,开展了闸门流激振动全水弹性模型仿真试验研究,并辅以三维有限元动力和静力计算,综合评估闸门的流激振动安全性.模型比尺Lr=20,用水弹性材料制作水弹性模型,试验模态分析得到的动力特性与计算值吻合.振动试验表明,该闸门在运行中未发生水力共振现象,闸门的动、静应力在安全范围内,可以安全运行.