水工钢闸门结构应力在线监测研究

要验证水工钢闸门在运行工况下的强度是否满足设计要求,需要对水工钢闸门的结构进行应力测试。目前采用在闸门上贴应变片的方法可以近距离短时间的得到应力数据,但要想得到水工钢闸门全寿命周期的应力数据,就需要对水工钢闸门结构进行在线应力监测。本文针对水工钢闸门所处的特殊运行环境,提出了一种可长期且远距离监测应力的方案,经现场试验该方案是可行的。     

现役水工钢闸门的实时在线监测方法

针对现役水工钢闸门在水力发电枢纽工程中的特殊重要性,分析水工钢闸门实时在线监测的必要性,阐述水工钢闸门的结构应力、结构动力响应、结构姿态、启闭机启闭力等监测内容及实施方法,并在此基础上以某水电站弧形钢闸门为例进行工程实践,为今后现役水工钢闸门的在线监测与安全评估研究提供有益参考。     

闸门结构中焊接残余应力的作用

根据焊接残余应力对焊接钢材的破坏机理，提出闸门结构应力计算中计入残余应力的方法，以及如何减小焊接残余应力对水工闸门结构影响的措施和方法。     

水工金属结构异种钢材焊接试验研究

针对在焊接过程中可能产生的质量问题，对标准与牌号均不相同的进口与国产的异种钢材的可焊性、焊接工艺、焊接质量以及用异种钢材焊接而成的水工钢闸门所产生的残余应力对闸门面板应力的影响等方面作了一些研究，根据力学性能和化学成份将几种国产和进口钢材分成几类，从而选用不同的焊条和焊接工艺，并采用盲孔法测试了闸门面板应力     

峡江水利枢纽水工钢闸门的焊缝超声波探伤

峡江水利枢纽水工钢闸门主要通过焊接而成,焊缝质量决定了水工钢结构产品的质量.本文介绍峡江水利枢纽水工钢闸门的焊缝超声波探伤.     

基于LES的水工钢闸门流激振动数值模拟研究

针对钢闸门流激振动机制的复杂性以及钢闸门流激振动在工程实际中的多发性,以二维平板钢闸门为例,基于ADINA有限元分析软件,建立了不同开度的流场有限元模型和固体有限元模型,探究了不同开度时水工钢闸门动力响应规律,阐明了单、双向流固耦合作用下钢闸门动力响应差异,揭示了水工钢闸门流激振动机制。结果表明：1)随着开度的增大,流场不同位置处脉动压力逐渐减小,钢闸门附近旋涡脱落的频率逐渐降低;2)对于水工钢闸门而言,可以采用单向流固耦合代替双向流固耦合进行计算;3)水工钢闸门流激振动产生的机制主要是钢闸门周围旋涡脱落频率与钢闸门结构第一阶自振频率一致或相近,导致钢闸门发生了共振。     

关于水工钢闸门焊缝的探讨

水工钢闸门制造与安装常规采用焊接连接,构成水工钢闸门的各类焊缝的可靠度是水利水电工程安全运行的重要保证,金属结构专业对其焊接钢材可焊性、焊接接头的选择与设计和焊缝缺陷进行综合分析,设计出质量优良的焊缝,保证水利水电工程效益发挥。     

弧式水工钢闸门锈蚀影响有限元模拟及分析

水工钢闸门锈蚀及锈蚀影响水工闸门的应力状态是客观存在的。文章借助ANSYS系统,针对水库泄洪洞弧式钢闸门,围绕锈蚀敏感部位云图计算及分布、锈蚀影响下的面板最大应力单元所在列的应力曲线分布以及基于锈蚀深度变化的闸门面板应力演化规律,开展弧式钢闸门锈蚀影响有限元模拟及分析研究,以为同类工程技术应用提供研究参考。     

浑河闸钢闸门结构应力检测与分析

水工钢闸门等金属结构应按规范要求定期进行安全检测。文章采用电测方法对浑河闸21号钢闸门的结构静应力、动应力进行了现场检测。根据相关规范计算钢闸门主要构件的容许应力,并与静应力、动应力实测值进行比较分析。分析结果表明:钢闸门的结构静应力、动应力均小于材料的容许应力值,满足规范和工程运行要求。     

基于水工闸门流激振动的分析

水工建筑物比较关键的结构之一就是钢闸门,由于钢闸门激流振动而造成的事故是近年来闸门失事的主要原因。分析了闸门振动的原理及特点,根据闸门振动的特点,提出具体的处理方案,减少因闸门振动而带来的损失。     

大跨度上翻式拱形钢闸门振动特性及抗振优化

针对大跨度上翻式拱形钢闸门的水力结构特点,研制了闸门水弹性振动模型,通过水动力荷载特性、结构动力特性和流激振动特性等系统试验研究,反演了闸门结构的共振现象,取得不同工况下作用于门体的水流脉动压力荷载和闸门振动加速度、动位移及动应力等动力响应参数的数字特征和谱特征。针对存在问题,对闸门结构的底缘体型进行了修改,取得了良好的抗振优化效果。     

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。     

钢闸门腐蚀病害的指纹特征及其度量方法研究

腐蚀病害是影响钢闸门正常运行的重要因素,研究腐蚀病害的特性并量化其对钢闸门安全影响具有重要的现实意义。通过对钢闸门腐蚀检测成果的分析和在役闸门的小子样力学试验,获得钢闸门腐蚀病害存在的统计特性,提出了腐蚀病害指纹的概念及其度量方法,并印证了钢闸门腐蚀病害存在标示性的指纹特征。这为钢闸门腐蚀病害的量化诊断和工程应用提供了依据。     

三峡导流底孔弧形钢闸门结构应力有限元分析

以三峡导流底孔弧形钢闸门为研究对象,采用大型有限元软件MARC进行应力计算分析,提出了一种板壳单元应力成果整理方法,并介绍了应力转换的理论公式。针对弧形门这样的大型复杂钢结构的应力有限元分析,采用了在满足计算精度的前提下,控制计算规模的方法。同时给出了门叶结构中面板和纵、横梁各构件的应力分布规律和受力特征。计算结果表明,三峡泄洪坝段导流底孔弧形钢闸门,除局部承压的角点应力较大外,各构件应力均小于钢材允许应力,满足设计要求。     

关于水工钢闸门的防锈喷涂施工工艺探讨

水工钢闸门除锈喷涂是闸门制作的重要环节,本文在介绍水工钢闸门腐蚀原理及水工钢闸门常用防腐措施基础上,重点探讨了喷涂的方法、施工工艺、具体要求和检查标准,并以簸箕李西引黄涵闸除险加固工程为例,对电弧焊喷涂外加涂料封闭防腐处理技术防腐效果进行分析。结果表明：运行6年后簸箕李西引黄涵闸平板钢闸门各构件防腐涂层厚度合格率为100%,远超现行规范要求的85%,防腐效果良好。     

上桂峡水库弧形闸门存在的问题及处理措施

从弧形闸门导轨、支臂及铰点的制造和安装质量等方面分析了兴安县上桂峡水库弧形闸门开闭时出现振动的原因,论述了该水库弧形闸门开闭抖动及局部卡滞问题的处理方案选择和处理方法。     

泽城西安水电站(二期)导流洞进出口段闸门及埋件防腐蚀施工及质量控制

泽城西安水电站(二期)导流洞进出口段共设置了三套闸门,二套为平板钢闸门,孔口尺寸为4 m×8 m,一套为弧形闸门,孔口尺寸为7.0 m×6.5 m。文中叙述闸门及其埋件的防腐蚀施工及质量控制,具体内容包括:闸门金属表面的预处理、金属表面喷涂工艺和金属表面涂料涂装。     

考虑流固耦合效应的弧形钢闸门地震动力响应研究

在地震高发的中国西南地区,地震激励对弧形钢闸门的安全持续稳定运行影响较大,有必要对弧形闸门在地震作用下的动力响应及安全性进行研究。以某工程表孔弧形钢闸门为例,通过建立考虑水体和结构耦合作用的三维数值模型,研究了弧形钢闸门地震动力响应,然后利用重力坝-库水流固耦合模型验证了计算方法的准确性和有效性,最后对弧形钢闸门进行动力时程响应分析,计算了弧门地震动水压力,并与规范方法进行对比。结果表明:本文提出的考虑流固耦合效应的动力响应分析方法适用于闸门地震动力响应计算;流固耦合效应对弧形钢闸门地震动力响应影响较大,考虑流固耦合效应的闸门动力响应计算结果比规范明显增大,两者最大比值达到2倍以上。闸门结构动位移响应峰值在闸门面板顶部中心,动应力响应峰值发生在下主横梁跨中;流固耦合的动力计算表明该闸门结构刚度满足规范要求,强度不能满足,上、下主横梁处为结构动力响应薄弱环节;对高水头采用规范法计算的地震动水压力偏大,对低水头动水压力计算结果偏小。考虑流固耦合的闸门结构动力响应分析研究能反映其真实力学特征,对于地震高发区弧形钢闸门的结构设计和安全评价具有参考意义。     

小浪底水库孔板洞弧形工作闸门流激振动原型观测研究

针对小浪底水库1#孔板洞在249.0 m水位附近(运行水头约113 m)偏心铰工作弧门在局部开启运行工况及连续开启过程中,门体不同部位振动动应力、加速度及动振位移响应结果进行了观测分析,并与2#孔板洞在248.0 m水位附近(运行水头约103 m)工作弧门的振动观测结果进行比较分析,对工作弧门的运行安全作出评价。总之,有关观测成果对类似工程工作弧门的运行操作具有一定的参考价值。     

振动时效消应技术在清河电站岔管安装中的应用

清河电站钢岔管安装过程中,采用振动时效消应技术消除焊接残余应力。本文介绍了振动时效消应处理的技术方案,定性和定量分析了振动时效处理结果,明确了振动时效消应技术不仅可使应力平均值降低大于30%,还可使高应力区消除50%以上的残余应力且残余应力低于材料屈服强度的50%,高于相关规范标准要求。