張家界水利閘門隨著科技的發(fā)展和水資源的利用,灌區(qū)灌溉用水效率的要求也在不斷加強(qiáng)。在這一指導(dǎo)思想下,灌區(qū)信息化建設(shè)也在積極的開展當(dāng)中,旨在把人工控制的灌區(qū)向自動(dòng)化控制發(fā)展,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)設(shè)施的及時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)控,達(dá)到水資源的配置。灌區(qū)渠道的自動(dòng)控制是整個(gè)灌區(qū)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、信息化的基礎(chǔ),而灌區(qū)渠道閘門是渠道控制的基本單元。本文在研究渠道的運(yùn)行機(jī)制和控制后,針對(duì)現(xiàn)行灌區(qū)渠道閘門的使用情況和工作任務(wù),有針對(duì)性的閘門控制器,并將其應(yīng)用于灌區(qū)實(shí)際。結(jié)果表明,控制器能夠很好的完成閘門控制,完成閘門調(diào)水的任務(wù)。同時(shí)對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)電力供應(yīng)的閘門控制,進(jìn)行了初步研究。閘門控制器的是在分析了渠道運(yùn)行準(zhǔn)則、渠道運(yùn)行、閘門運(yùn)行技術(shù)等渠道運(yùn)行的基本原理后,尋找為實(shí)現(xiàn)渠道佳運(yùn)行方案的節(jié)制閘及配水閘的控制技術(shù)。將水位控制器應(yīng)用于寶雞峽灌區(qū)帝王抽水站節(jié)制閘的控制運(yùn)行,實(shí)際模擬結(jié)果表明,控制器設(shè)計(jì)思想正確,控制合理。在節(jié)能、低耗、可控制這一主弧形鋼閘門在水利及水電工程中應(yīng)用非常廣泛。在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中多采用結(jié)構(gòu)力學(xué)，其主要部件采用桿件、剛架、梁等平面及板殼模型進(jìn)行計(jì)算，這種存在的主要問題是不能正確地反映鋼閘門空間受力的實(shí)際情況。為了準(zhǔn)確反映鋼閘門空間受力情況，采用空間有限元法計(jì)算不失為一種有效的。但有限元計(jì)算涉及到板(殼)、剛架、梁、柱等多種空間結(jié)構(gòu)形態(tài)以及復(fù)雜的單元選擇、網(wǎng)格剖分和連接等問題，在實(shí)踐中遇到很多困難。因此，對(duì)弧形鋼閘門進(jìn)行空間有限元法計(jì)算分析的建模研究，探討鋼閘門各部件單元形態(tài)的選擇及連接顯得十分重要。本文和研究了用空間有限元計(jì)算弧形鋼閘門結(jié)構(gòu)的建模，討論了鋼閘門各部件單元形態(tài)的選擇及連接處理的具體措施；探討了人型弧形鋼閘門合理的結(jié)構(gòu)布置原則及結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算模型，為弧形閘門的設(shè)計(jì)開辟了新的途徑； 以喜河水電站弧形鋼閘門為例，利用大型有限元ADINA建立模型，計(jì)算分析了弧形閘門各主要構(gòu)件的應(yīng)力分布規(guī)律和位移分
工程概況萬(wàn)年閘船閘位于山東省棗莊市、京杭運(yùn)河韓莊運(yùn)河段下游。船閘于1996年9月正式開工,2000年11月正式通航。船閘級(jí)別為Ⅱ級(jí),閘室有效尺寸為230 m×23 m×5 m。船閘上、下閘首工作閘門均采用橫梁式人字閘門,閘門門扇寬度為13.53 m、厚度為1.36 m。上閘門總高度為9.3 m、約為53 t,下閘門總高度為13.8 m、約為69 t。閘門頂樞采用法蘭螺母作調(diào)節(jié)器,頂樞軸采用45#鍛鋼,軸套采用鑄鋁鐵青銅,頂樞軸采用油杯。底樞采用微動(dòng)式結(jié)構(gòu),蘑菇頭材料采用40Cr,蘑菇頭襯墊材料同樣采用鑄鋁鐵青銅,底樞沒有設(shè)置裝置[1]。2船閘2.1現(xiàn)場(chǎng)概況2004年6月,萬(wàn)年閘船閘單位發(fā)現(xiàn),船閘下閘首右邊人字門頂樞制動(dòng)板上8個(gè)螺栓全部被剪斷,閘門啟閉時(shí)油壓達(dá)5～6 MPa(正常工作壓力2～3 MPa)。從拆下的頂樞軸看,軸上出油孔、油槽均已被堵死,油槽內(nèi)堵塞物到需用小鐵錘才能敲下,軸上有嚴(yán)重磨損痕跡.
水工弧形鋼閘門在開啟、關(guān)閉和開啟一定的角度的當(dāng)中,水工閘門會(huì)發(fā)生不同程度的振動(dòng)現(xiàn)象。水工閘門的振動(dòng)的程度在某些情況下會(huì)十分的嚴(yán)重,情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成水工閘門的和臨近構(gòu)筑物的一并。在目前的研究中,對(duì)于水工弧形鋼閘門振動(dòng)問題的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以某水電站洞中的一扇弧形鋼閘門為研究對(duì)象,采用流固耦合理論,利用附加法對(duì)其進(jìn)行靜力分析、動(dòng)力特性分析以及水體脈動(dòng)壓力作用下的動(dòng)力響應(yīng)分析;通過數(shù)值模擬計(jì)算了水工閘門在背后有水、無水及水工閘門的不同開啟角度情況下的自振和振型特征,還有水工閘門的自振變化情況隨閘門開度變化的內(nèi)在變化規(guī)律。本文的主要結(jié)論如下:(1)靜力分析結(jié)果顯示,水工閘門的橫梁以及縱梁的應(yīng)力變化幅度相對(duì)較小,而且分布相對(duì)對(duì)稱。閘門的上下臂在受力方面比較均勻,桿件的應(yīng)力分布無論從規(guī)律上看還是從大小上看比較相似,說明弧形閘門的結(jié)構(gòu)形式布置是合理的。水工弧形閘門的總體結(jié)構(gòu)變.對(duì)于面板,止水及銳緣均在閘門上游面的定輪式垂直閘門來說,當(dāng)其銳緣高度取值不合理時(shí),閘門僅靠其自重是不能關(guān)閉的,這是由午閘下水生很大的上托力所致。本文提出一種銳緣高度與閘門厚度佳比值,'用來解決這類問題。 在過去的30年中,砌石壩、土壩及填筑壩的建設(shè)已取得了很大進(jìn)展,筑壩高度亦不斷。但是,這些的高壩卻給附屬工程的設(shè)計(jì),特別是象緊急事故l司門和控制隧洞、壓力管或輸水管內(nèi)水流的閘門設(shè)計(jì),帶來了很多新的問題。過去,高壩和高水頭水利工程的閘門,或因設(shè)計(jì)不當(dāng),或因運(yùn)行不善,常造成失事。經(jīng)分析,其具體原因隋飛 ·高速水流引起的氣蝕或空蝕損壞。 ·振動(dòng)引起過大的噪音及危及結(jié)構(gòu)的。 ·動(dòng)水壓力的。.、 Robertson和Ball曾在他們發(fā)表的報(bào)告中指出,有一種可預(yù)計(jì)的動(dòng)水壓力能迫使閘門升降。Gole及他的助手和Sagar、Tulhs也曾介紹過,不能關(guān)閉的閘門,和其它嚴(yán)重事故一樣,帶來的損失也是慘重的,高水頭閘門
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