水工钢闸门面板可靠度分析

基于可靠性原理,建立了闸门面板可靠度分析的极限状态方程。利用统计分析所得的数据,对影响闸门面板可靠度的荷载及抗力统计数据进行了分析计算,得到其统计参数。然后采用JC法对《水利水电工程钢闸门设计规范》中闸门面板的可靠度进行了校准计算和分析。结果表明,闸门面板的可靠指标满足一级建筑物的安全水准,并且大于闸门主梁的目标可靠指标。同时提出了水工钢闸门面板结构设计的目标可靠指标取值建议。     

现役平面钢闸门动态可靠性评估

基于可靠度理论，在对现役钢闸门结构荷载及抗力统计分析的基础上，采用JC法对现役平面钢闸门基本构件的时变可靠指标进行了计算和分析，在此基础上，采用层次分析法对现役平面钢闸门动态可靠度进行了评估，并用算例进行了说明，结果可供制定现役钢闸门结构可靠性鉴定标准时参考或使用。     

水工钢闸门模糊刚度可靠度进一步研究

为了合理分析水工钢闸门模糊刚度可靠度,确定主梁变形隶属函数,基于现有荷载统计参数,采用当量随机化方法及JC法求出隶属函数为降半梯形分布时不同模糊上下限及降半正态分布所对应的可靠度指标。结果表明,当露顶门与潜孔门模糊下限取为钢闸门设计规范规定的变形允许值,其模糊上限分别为1.1与1.05倍下限时的可靠度指标最为合理;采用两种隶属函数所对应可靠度指标差异不大,从而建议相对变形限值隶属函数为降半梯形分布。     

水工钢闸门的可靠度分析

闸门作为水工建筑物的重要组成部分,其日常的良好运转,可以保障水利枢纽工程的运行安全,发挥水利枢纽的综合效益。水工闸门由于自身工作环境、使用年限的影响,容易出现可靠度问题,因而需要通过合理计算与可靠度分析,综合考虑闸门特点、运行环境,计算分析相应的可靠度指标,由此了解钢闸门的荷载、材料性能等相关信息,进而能够采取合理防护措施,保证钢闸门使用寿命,为其可靠度维持提供理论基础与重要保障。。     

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。     

水工钢闸门可靠度分析有关问题探讨

在分析目前水工钢闸门可靠度研究成果的基础上，对荷载效应、抗力等不定性统计参数和分布规律的研究思路和方法作了进一步的分析讨论，同时还对闸门构件和结构失效模式的确定、体系可靠度计算等问题进行了讨论，提出了一些想法和建议，并指出目前闸门可靠度分析应重点开展的几个方向的研究。     

失效树模型在弧形钢闸门可靠性评估中的应用

针对影响弧形钢闸门可靠性的因素存在较大不确定性,本文引入失效树分析方法,建立了弧形钢闸门结构体系可靠性评估模型。该模型根据弧形钢闸门自身结构原因及运行条件,确定了影响弧形钢闸门可靠性的最小割集。通过对最小割集事件概率计算,得到弧形钢闸门可靠运行的概率,在理想条件下换算得到弧形钢闸门的可靠度指标,从而实现对弧形钢闸门可靠性评估。实例计算结果表明:某二级水电站弧形钢闸门可靠度指标为3.09,与极限状态值相比,认为是较为安全的;该计算结果得出的结论与该弧形闸门安全检测结论较为吻合,一定程度上验证了评估方法的正确性和实用性。     

水工钢闸门可靠度分析研究进展

 由于各种不确定性因素的影响,采用可靠度理论进 行水工钢闸门的安全性评估和寿命预测是十分有必要的。为此,从水工钢闸门设计规范修编 和钢闸门安全度评估及寿命预测两方面阐述了水工钢闸门可靠度研究的意义。根据钢闸门可 靠度分析的特点提出了水工钢闸门可靠度分析的流程图,并分别从钢闸门的安全性(荷载的 统计参数、抗力的统计参数、钢闸门可靠度校准及分项系数的确定、钢闸门动力可靠度分析 )、适用性和耐久性(现役钢闸门可靠度评估、现役钢闸门寿命预测、现役钢闸门疲劳可靠度 分析)等方面,详细地评述了国内外水工钢闸门可靠度研究的主要成果和进展。最后讨论了钢闸门可靠度研究要解决的主要问题和今后的研究方向。     

水工钢闸门可靠度分析述评

对目前有关水工钢闸门可靠度分析方面的文章进行了分析比较，指出了各种分析方法的可取之处及其存在的问题。对一些有争议的问题，如荷载统计参数，抗力统计参数，闸门自重影响，闸门体系可靠度等作了进一步的分析。提出了合理的建议供有关研究钢闸门可靠度的人员参考，并指出了今后研究的重点和方向。     

水工钢闸门结构系数的确定

在前期所做的对闸门设计规范可靠度校准的工作基础上，根据《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》等规范的有关规定，对闸门设计规范承载能力极限状态设计表达式中的5个分项系数的取值作了说明，根据给定的目标可靠指标及用钢量与现行规范相比变化不大的原则，着重对结构系数的取值作了计算分析，提出了结构系数的取值建议，为闸门设计规范采用可靠度理论设计方法提供了一些基本思路，结果可供闸门设计规范修订时参考。     

我国闸门结构可靠度分析的现状

从荷载和抗力的统计分析、可靠度计算、闸门设计规范的校准、可靠度设计表达式和分项系数的确定等方面,对可靠度理论在我国闸门结构设计中的应用进行了较为系统的总结和讨论。针对我国闸门结构可靠度分析中存在的问题,提出相应的解决方法。论述了闸门设计规范采用可靠度理论的必要性和可行性,认为我国水利水电工程领域最终会全面应用可靠度理论,将闸门的设计规范修改成按可靠度理论设计宜早不宜晚。     

水工钢闸门构件剩余寿命估算和可靠性分析

运行多年的水工钢闸门都不同程度存在锈蚀现象,严重的锈蚀会导致水工钢闸门构件强度的降低,影响钢闸门的运行安全.如何对既有水工钢闸门进行合理鉴定,并估算其剩余寿命和可靠性是一个值得探讨的课题.主要采用数理统计理论的方法,结合工程实践,探索水工钢闸门结构在不同锈蚀条件下的剩余寿命估算方法,分析既有(包括超期服役)水工钢闸门剩余寿命的可靠性.     

既有水工钢闸门耐久性评估方法研究

分析了目前水工钢闸门耐久性评估现状和方法特点,阐述了利用专家的经验,通过合理分配目标权重和专家评估意见权重,综合评价水工钢闸门运行状态的专家评估方法基本概念,并以此建立了水工钢闸门耐久性模糊评判准则和维修策略。     

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。     

弧形钢闸门主框架的动力稳定分析

分析国内外某些低水头弧形钢闸门的失事破坏情况,指出在振动荷载作用下弧形钢闸门的支臂丧失稳定性是引起大多数闸门破坏的主要原因,据此利用B-R准则对弧形钢闸门主框架的动力稳定性进行研究,得出了几种简单荷载作用下主框架的动力稳定承载力,由此可知外荷载的类型及频率对结构的动力稳定承栽力有显著影响。此研究思路和方法可为弧形钢闸门动力稳定性的深入研究和工程应用提供参考。     

CFRP在水工钢闸门修复中的应用研究

为解决水利工程中常用水工钢闸门的锈蚀问题,针对粘钢加固技术存在的闸门加固部位更易锈蚀、加固部位易产生应力集中等问题,充分发挥纤维增强复合材料(FRP)比强度高、耐腐蚀性好、不改变母材特性等优点,提出采用CFRP修复的方法。首先采用与试验结果对比的方式验证数值方法分析CFRP修复的可行性和正确性,然后采用数值方法对某水工钢闸门在未锈蚀、锈蚀和CFRP修复三种状态下的强度和刚度进行分析。分别采用改变单元厚度法和共结点重单元法对锈蚀和CFRP修复的闸门模型进行数值模拟。结果表明:以未锈蚀闸门的计算结果为基值,主横梁腹板、支臂腹板和面板中下部发生2 mm锈蚀时,主梁、支臂、面板的强度和刚度分别降低25.95%和23.73%、25.52%和24.24%、24.43%和25.00%。采用单层厚0.167 mm的CFRP修复后,主梁、支臂、面板的强度和刚度分别提高30.28%和26.43%、29.46%和24.53%、28.47%和29.87%。采用CFRP修复加固水工钢闸门具有明显的效果,研究成果可为闸门规范的修订完善和实际工程中采用CFRP修复提供理论依据。     

基于IG-SFPA-BP的水工钢闸门安全等级识别

针对BP神经网络对水工钢闸门安全等级识别能力差的问题,提出基于信息增益(IG)与自适应花授粉算法(SFPA)的BP神经网络模型。采用IG理论对水工钢闸门安全等级评价中的特征进行精简,降低冗余特征的影响,缩短网络模型的训练时间;利用SFPA优化BP神经网络初始权重及阈值,提高网络模型的收敛速度,防止其陷入局部最优,提高网络模型对水工钢闸门安全等级的分类能力。根据IG-SFPA-BP、标准BP、IG-BP、IG-FPA-BP、IGPSO-BP及IG-GA-BP等神经网络模型在水工钢闸门安全等级数据集上进行多次独立运行的试验结果,从识别正确率、运行时间及模型均方误差等多个角度验证了IG-SFPA-BP网络模型对水工钢闸门安全等级识别的适用性。IG-SFPA-BP网络模型提高了神经网络模型在水工钢闸门安全评价领域的实用价值,也为类似工程提供新的模型参考。