水工钢闸门振动现象分析及解决对策

《水工钢闸门振动现象分析及解决对策》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水工钢闸门振动现象分析及解决对策（2页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、水工钢闸门振动现象分析及解决对策摘要钢闸门是水工建筑物一个十分关键的结构部分，目前，从闸门失事的调查结果来看，振动是造成事故发生的主要原因。从闸门振动的自身特点出发，分析闸门振动的机理找出原因，从多方面因素来解决振动问题。关键词闸门振动振动特性振动机理解决对策水工闸门对于整个水工建筑物有着极为重要的作用，多数闸门在启动、关闭状态下都会出现不同程度的振动情况，遇到振动较大的情况时，需要对其进行深入研究，并制定相应的紧急应对措施，这样才能将振动造成的不利影响控制在紧小范围内，否则将会对闸门产生巨大的破坏。一、优良的水工钢闸门，庆具备如下性能：1结构安全可靠，能在规定的工况下正常工作。满足局部开启要

2、求，泄水能力大，无严重空蚀，无强烈振动。2启闭操作灵活方便，能及时开放或关闭过水孔道。3.止水装置严密，其漏水量及由漏水而产生的其他不良现象均应在容许范围内。二、闸门振动的的危害闸门在运行时，一般情况下振动是很轻微的。当闸门产生共振时振幅剧增振动强烈，在门叶结构内出现不平常的应力和应变，引起闸门金属构件疲劳、变形、焊缝开裂、紧固件松动，止水损坏，以致使闸门整体结构遭到破坏。此外，闸门强烈振动常使门槽损坏。三、闸门振动机理及原因分析（一）振动机理（1）自激振动这类振动因结构物的振动导致周期性的作用力，此作用力叉加大了结构物的振动，激荡频率是门体与水流因耦合而派生的。（2）强迫振动这种振动通常是随

3、机的。结构运动对流体作用力不产生明显的影响。激荡频率是外力固有的。对于某个具体闸门来说，其诱发振动的因素可以是一种机制起作用，也可以是多种机制的组合。总的说来都是由于动水作用下的不平衡力或脉动力引起的。（3）门后淹没水跃在闸门大开度时闸下产生淹没水跃，跃头是不稳定的，淹没水跃旋滚猛烈地、周期性地冲击闸门背面，激荡力就是水跃作用在闸门上的脉动压力如果激荡力的频率接近或等于闸门的自振频率时，闸门便产生强烈振动。（二）振动原因（1）闸门底缘形式运行实践表明，平面闸门的底缘形式对振动的影响颇大。闸门底缘形式不好闸门泄流时，不仅会产生较大的下拖力，而且还会引起负压和空穴，产生脉动压力，冲击闸门，产生强迫

4、振动。如民便蓄水闸因为闸门底部。（2）止水漏水闸门止水座安装不平直，或止水造型不合适，柔性不够，或止水损坏。在上游静水压力作用下，止水与止水座之间不连续接触形成间隙射流，促使闸门产生自激振动。（3）闸门开启度在一定的边界条件下闸门会在某一开启度时发生振动：如民便河蓄水闸在闸门提升到l0cm时。门体就开始振动。当提升到40cm对振动最强。将闸门稍予提高强烈振动就消失了。类似情况在朱码阐也曾出现。（4）门槽结构形式闸门门槽结构形式不当，如门槽宽深比大小不适宜或门后渐变段形状不好，使过闸门槽处的水流紊乱。产生空蚀现象，对闸门产生脉动冲击力，使闸门产生强迫振动。（5）刚度较差闸门结构的刚度较差，在前述

5、同样条件下，也容易发生振动。（6）波浪冲击波浪冲击闸门，闸门受到脉顽固压力作用，产生强迫振动。四、防止振动措施（一）从闸门的结构设计着重来保障闸的刚度与强度结构设计时应充分了解闸门运行工况，对于可能发生又无法量化估计的荷载，如动水作用力和振动，在设计中应充分考虑关适当增大安全系数。门叶结构的整体刚度在现行设计规范中无明文规定，整体刚度无法衡量，设计时只能进行强度验算。当水荷载作用时门叶变形过大，止水漏水亦会引起强烈振动，故设计中应特别注意加大整体刚度。（二）加强闸门的管理运行振动和响声是闸门管理运行中应特别引起注意的两种情况。当下游水位较高，易出现淹没水跃和明满流交替，对门叶造成很大的冲击力。

6、运行高度中应尽快使门叶脱离出剧裂振动工况，应重视局部开启工况，掌握闸门振动交大的最不利开度，并避免出现。（三）制定合理的闸门操作规程，振动时改变闸门的运行方式，调整闸门的位置，改变过闸水流形态。（四）调整闸门止水位置或止水材料尺寸，使之与门槽止水座板紧密接触不漏水，减少对闸门的冲击力。（五）在闸门上游加设消浪设施减小风浪对闸门的冲击力。（六）改变闸门底缘结构形式.使闸门底缘下游倾角大于300。当不满足30O的要求时可采取适当的补气措施。对于利用水柱的平面闸门，其上游倾角不应小于45。以减少水流对闸门的冲击力。（七）改进门槽的形式，改善门槽处过水流态。试验研究表明，当边墙坡度为12：1，转折点是的压力大致接近于参考压力，故不致发生空蚀现象及由此而引起闸门振动。结束语引起闸门振动的原因很多，尽管在设计阶段经过充分研究和论证，但由于设计时无法全面预见到闸门投入动行后，闸门发生振动的可能性和强烈程度，有时只能在出现振动现象后再来研究处理。因此，对闸门的动行管理和维护保养也必须予以重视。多种方法加以解决。参考文献【1】潘锦江.闸门振动问题探讨J，水利水电科技进展，2001.21（6）.【2】严根华，水动力荷载与闸门振动J，水利水动工程学报，2001（2）3】林敦志，闸门振动现象及振动特性分析，科技资讯，2010年16期4】陈永芳，浅析水闸闸门振动现象及防治措施，江苏水利，2003年第十期