赵兰浩,郑拓,杨校礼

• 1:河海大学水利水电学院

摘要(Abstract)：

为研究大型弧形钢闸门在脉动压力作用下的动力特性及安全问题,采用附加质量法计算闸门的自振特性,对试验测得的脉动压力进行频谱分析得到其优势频率;采用随机振动的方法,将脉动压力转化为节点荷载施加在闸门数值模型上,得到闸门的动力响应。以贵州平寨水利枢纽为例进行计算,研究结果表明,在水体的作用下闸门的自振频率减小,随着开度的增加,闸门的自振频率呈增大的趋势。闸门1阶振型频率在1.1 Hz左右,脉动水流的优势频率最大0.15 Hz,二者相差较大。闸门最大动位移3.61 mm,发生在正常蓄水位543.00 m开度50%工况下,而在20%和50%开度下闸门动应力较大,最大动应力为43.56 MPa,发生在543.00 m开度50%工况。因此,闸门发生共振的可能性不大,闸门在动水作用下较为安全,但需注意闸门在20%和50%开度下的振动情况,避免在此开度下长时间停留。

关键词(KeyWords)： 弧形闸门;模型试验;自振特性;随机振动;动力响应

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家重点研发计划“水库大坝安全诊断与智慧管理关键技术与应用—大型复杂水工结构性能演化测试装备与智能诊断技术”(2018YFC0407102)

作者(Author): 赵兰浩,郑拓,杨校礼

DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2020.06.007

参考文献(References)：

• [1] 王正中,张雪才,刘计良.大型水工钢闸门的研究进展及发展趋势[J].水力发电学报,2017,36(10):1- 18.
• [2] 严根华.大跨度特型闸门流激振动及控振措施研究[J].水利与建筑工程学报,2018,16(5):1- 11.
• [3] 上官林建,许闯,孔垂雨.水工金属结构钢闸门振动响应测试试验研究[J].水利技术监督,2018(1):10- 12.
• [4] 李火坤,练继建,杨敏.新政航电泄洪弧形闸门水动力特性模型试验研究[J].中国农村水利水电,2006(10):61- 65.
• [5] 李桑军,秦战生.基于ANSYS的流固耦合弧形闸门振动特性研究[J].水力发电,2018,44(1):64- 67.
• [6] 王湘,白新理,张振宇.考虑流激振动的弧形钢闸门的动力特性研究[J].山西建筑,2017,43(27):205- 207.
• [7] 严根华,陈发展.溢流坝表孔弧形闸门流激振动原型观测研究[J].水力发电学报,2012,31(2):140- 145.
• [8] 刘景,李俊杰.不同开度时溢流坝弧形闸门水流三维数值模拟[J].水电能源科学,2013,31(11):191- 194.
• [9] 牛文宣,赵冉,苏林王,等.大跨度弧形闸门静动力学数值分析[J].水电能源科学,2013,31(7):173- 176.
• [10] 赵兰浩,骆鹏.大型水工弧形钢闸门流激振动物理模型—数值模型计算分析[J].水电能源科学,2017,35(12):173- 177.
• [11] 刘亚坤,倪汉根,叶子青,等.水工弧形闸门流激振动分析[J].大连理工大学学报,2005,45(5):730- 734.
• [12] 韩彰,苏怀智,陈健,等.水工弧形空腔闸门动力特性数值分析[J].水利水运工程学报,2018,38(2):26- 34.
• [13] 万继伟,燕军乐,张文远,等.三河口水利枢纽泄洪放空底孔事故闸门水力学及流激振动试验研究[J].水利水电技术,2019,50(1):118- 125.