东风水电站溢洪道工作门槽的空化特性研究

本文针对东风水电站溢洪道,着重分析研究了其门槽的空化特性,指出了影响门槽空化的因素:来流条件、进口边墙、堰面曲线、门槽结构尺寸、过闸流态。通过试验研究为设计部门推荐出了适合于工程的合理方案。     

特大型梁式渡槽支座动力计算及结构特性分析

由于地震是危害特大型梁式渡槽结构安全的原因之一,渡槽支座是槽身的主要承力部位,因此需要计算分析支座的结构动力特性。笔者采用地震动力计算分析理论,结合实际工程建立三维有限元模型,基于三维有限元软件计算分析支座的动力响应特性及其关键节点位移和应力的时程变化规律。工程实例计算分析结果表明：渡槽支座的最大位移为顺槽向位移,出现在边墩上部的支座上;最大压应力与最大拉应力均为整个渡槽结构的应力最大值,其最大拉应力超过了支座混凝土的抗拉强度,会出现拉裂破坏。该文为同类渡槽的支座动力特性研究提供了计算案例。     

恰克拉克渡槽结构静力分析

对恰克拉克跨河渡槽结构特性进行了三维有限元分析,给出了静力分析结果:渡槽纵、横、竖向应力分布和竖向剪应力分布、跨中和悬臂端槽底竖向位移,分析其受力性能。计算结果表明渡槽结构应力、变形满足设计要求,为工程实践提供依据和指导建议。     

某导流洞闸室门槽结构截面承载力分析

随着平板闸门挡水水头的增加,闸门门槽受力越来越大,但是门槽的斜截面承载力计算规范中并未给出具体的计算方法,致使工程设计缺乏依据。以某水电站导流洞闸室门槽为例,首先采用ANSYS软件对闸门门槽结构进行了应力计算,其次对门槽的局部受压及斜截面承载力进行计算,通过计算得出闸门门槽结构满足设计要求。     

大型渡槽有限条法自振特性分析

根据有限条法原理,把渡槽槽身划分为若干有限条,推导出渡槽槽身结构的单元刚度矩阵、质量矩阵的显示表达式;采用空间梁单元模拟渡槽支架;联接槽身和支架的盆式橡胶支座采用弹性元件单元模拟。编写程序具体计算了某大型渡槽的自振频率,并用ansys对大型渡槽进行模态分析,对比计算结果验证本文模型的正确性。并分3种工况对大型渡槽结构自振特性进行分析。     

带导流墙的门槽结构在闸门全开工况下的应用

从空穴特性、流态特征方面出发,分析了带导流墙的门槽结构在闸门全开泄洪情况下改善流态、降低门槽受冲刷和空蚀危险性方面的作用,认为其在深孔泄水道闸门及其他高水头平面闸门中有很好的推广应用价值。     

导流洞平面闸门门槽结构计算分析

随着大型水利水电工程导流洞进口孔口尺寸变大、挡水水头变高,平面闸门门槽承受的推力也相应变大,对混凝土结构安全运行的要求越来越高。文章结合中国导流洞进口平面门槽结构运行条件,采用规范方法和有限元方法对门槽混凝土结构的受力和变形进行了对比计算分析,提出了门槽混凝土结构的破坏形式、受力特征、变形方式、裂缝开展方向以及配筋方案,为今后大断面、高水头导流洞进水口平面门门槽结构的设计提供借鉴。     

高水头附环闸门水力特性及闸门启闭力试验研究

结合某水电站泄洪中孔在140 m水头条件下的附环闸门,采用模型试验的方法对其相关水力特性,包括流速达40 m/s量级的门槽区水流空化特性、附环闸门启闭过程中的门槽区水力变化特性、门后通气设施的掺气效果、闸门启闭力等进行研究。实验中测量了门槽段的时均压力分布、脉动压力与能谱以及附环事故闸门后通气管风速等。结果表明:附环闸门不会造成水流空化现象,且错台高度控制在0.02 m设计范围内其安全性能有保障;在闸门闭门过程中,闸门连接杆先承受拉力后承受压力,可据此选择相应的闸门启闭力容量。     

水工弧形工作闸门结构动特性研究

通过1∶20的弹性相似模型应用试验模态分析方法和ANSYS有限元计算方法分别研究弧门的结构动特性.研究结果表明,采用ANSYS有限元计算弧门结构得到的频率和采用模型试验模态分析方法得到的数据结果符合性良好.弧门结构设计合理,弧门结构二、三阶模态频率已基本脱离水流激励的主频区域(0～3 Hz).ANSYS在计算弧门结构的动特性方面是常规试验方法的一种有效辅助工具.     

某工程闸门水力特性及闸门启闭试验探讨

应用模型试验方法对某水工附环闸门水力特性、门槽区域水流空化特性、门后通气设施掺气效果、闸门闭门力等进行分析探讨,并进行了门槽段时均压力分布、能谱、脉动压力及通气管风速等的测量分析.分析结果显示,附环水工闸门在闸门全开、启闭及闸门附环与流道形成错台等情况下均无水流空化现象出现,错台高度不超出0.02m时闸门运行的安全性有...     

矩形渡槽结构纵向翘曲的动力计算方法

矩形渡槽槽身为开口薄壁结构,其在约束扭转时,横截面的纵向位移受到约束,将产生约束正应力和相应的剪应力.采用槽身横截面中线上任一点纵向位移表达式,根据势能驻值原理及弹性系统动力学总势能不变原理,推导了渡槽结构在考虑槽身纵向翘曲时的动力计算模型.通过对工程实例自振特性的计算表明,所建模型的数值解与理论解吻合得较好,符合精度要求,验证了模型的正确性.     

溪洛渡水电站泄洪洞事故闸门动水下门试验研究

溪洛渡水电站泄洪洞具有泄量大、流速高等特点,事故闸门动水下门过程中的水力学特性以及门体结构的动力性能直接关系到泄洪洞运行的技术可行性和安全可靠性。通过模型试验研究了事故闸门关闭过程中泄洪洞内的水流流态、门体的水动力荷载特性以及门槽段动水压力特性、通气孔风速,并根据试验结果分析了该闸门动水下门过程中的可靠性,通气孔风速特性和门槽段压力特性。     

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。     

积石峡水电站中孔泄洪洞工作闸门门槽体形研究

 对于闸后为无压明流的平板工作闸门门槽,其水力特性与处在压力段内的事故闸门门槽相差较大。借助于数值计算的帮助,通过对积石峡水电站中孔泄洪洞工作闸门门槽体形试验研究,包括对原设计方案在内的6个方案的水力特性的比较,最后确定第三组修改方案,即加大门槽错距,扩大其下游棱角的弧半径及平缓后接坡度的优化方案,效果是比较好的。     

东江扩机水电站上水库进（出）水口门槽结构有限元计算

门槽结构是进（出）水口应力状况较为复杂的关键受力部位，文章对上水库进（出）水口结构分别采用平面有限元和三维有限元方法进行了计算分析，比较详细地介绍了上水库进（出）水口门槽结构的两种方法的计算结果，并对两种算法进行了比较分析。结合结构体型和所承担荷载的特点提出了门槽配筋，并对此次计算作了总结。     

江口水电站斜门槽水力特性研究

 结合江口水电站溢流坝中孔检修闸门，进行了高水头斜门槽水力特性试验研究。试验内容包括闸门在动水下降过程中的闸门区水流空化特性、闸门关闭速度、闸门底缘体形、水流流态、通气孔风速、进气量对闸门持住力的影响。试验成果表明：中孔检修门槽布置符合我国高压闸门设计规范推荐的平面门槽形式；当闸门在全开及设计水位运行下，门槽区水流空化数为0.8～0.9，不会有空化发生,但因中孔为斜门槽，为克服水流对斜门槽的冲击力变化，应适当增大错台。推荐了方案5底缘布置形式。     

泄洪洞有压段体型优化的三维数值模拟

采用VOF方法和标准k ε紊流模型相结合的方法,对滩坑水电站泄洪洞有压段进行了三维数值计算,数值模拟结果和模型试验成果的对比分析表明,采用的数值方法具有较高的计算精度。针对事故闸门井门槽体型设计方案存在的不足,提出了修改方案,由原来的圆角斜坡错距式门槽改为椭圆错距门槽,结果表明修改后的门槽水力特性有明显的改善,其体型比原设计方案更合理。     

弧形闸门自振特性研究

以密云水库第二溢洪道弧门动力问题为背景，考虑禀不对闸门自振特性的影响，采用MSC公司开发的结构计算软件NASTRAN的流固耦合的附加质量数值模型，对该弧门的自振特性进行了分析。通过将该弧门自振频率的有限元计算结果与原型实测值进行对比，验证了有限元计算模型的正确性。同时，还探讨了流固耦合对换闸门自振特性的影响。结果表明，库水对弧形闸门自振频率和振型有显的影响，在弧形闸门设计中，支臂截面特性的选取对弧门的动力特性影响较大。     

拉西瓦水电站泄洪底孔事故闸门及门槽设计

拉西瓦水电站泄洪底孔4m×9m-132m事故闸门属于目前中国高水头门型。门槽水力学比较复杂,采取何种措施以防止闸门振动、保证闸门和门槽运行安全,具有广泛的代表性。通过对该闸门门型的选择、闸门和门槽的结构特点、数值分析、水力学和振动试验、三维有限元计算等方面的介绍,可为此类型闸门设计提供参考。     

门槽充水对塔式进水口工作性态的影响研究

坝下涵管作为重要输水建筑物,在土石坝工程中被广泛应用。其进水口启闭竖井塔柱结构遭遇设计洪水位甚至校核洪水位时,竖井内工作门槽及检修门槽常常会充水,此时结构受力状态与常水位下存在差异。采用有限元法对某工程进行仿真分析,分析门槽充水对塔式进水口工作性态的影响。研究结果表明,各工况下结构位移和应力分布规律基本一致,且数值均较小。校核洪水位下,检修闸门门槽及工作闸门门槽内充满水体,结构位移及主拉应力均小于正常蓄水位工况,门槽充水对结构的稳定性和安全裕度具有增强作用。