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超大有轨弧形平面双开钢闸门研制与应用
日期:2014年08月25日 16:02:16点击数:字号:【

钟楼防洪控制工程是武澄锡西控制线上新增的主要防洪控制性工程,按照省政府协调提出的兼顾水利和航运利益,以"不设梯级、不阻航、特大洪水断航"为建闸控制原则,力求使钟楼防洪控制工程做到防洪安全,航运便捷,环境协调。本课题围绕工程总体布局,设计方案选择,钢结构安全研究,钢结构闸门制造和运行等关键技术,从方案比选和结构设计,科研试验,施工工艺和技术参数确定等三方面深入研究。

本项研究在广泛收集国内外现有资料基础上,根据工程规划和功能要求,对门型进行了全面比选和研究,提出了一种新型闸门-一超大有轨弧形平面双开门。迄今为止,该门型在国内外水利水电工程中未见应用。该门型有效兼顾了防洪和通航两个基本功能,闸门运行操作方便,达到预期目标。在确定基本门型基础上,对工程整体布局、钢闸门结构型式、启闭装置选用等又进行了精心的研究和设计,提出采用平面轨道运行、浮箱式弧形面板挡水、管系空间将架式支臂连接、自润滑球绞固定、非标卷扬式启闭系统启闭等创新设计。形成了一套具有中国特色的大跨度新型闸门结构形式。

闸门水弹性振动试验采用全相似水弹性模型和非恒定流控制方法考查闸门开启或关闭条件下的振动情况,实现对闸门结构的流激振动特性进行正确反演。通过水动力荷载、结构动力特性及水弹性振动研究成果的综合分析,提出了增加闸门支臂联结刚度、调整箱体端部体型的抗振优化方案。推荐方案不仅增强了闸门箱体和支臂抗振能力以及整体性,而且有效改善了门体绕流条件,减小了水动力作用,保证了闸门运行平稳性。通过对门内液位与闸门强烈振荡相关规律性研究,提出了在不同上下游水位时,门体箱内液位、导轨垂向压力、启闭力变化与闸门平稳运行之间关系和操作条件,为制定闸门运行操作规程提供了科学依据。

根据本工程水闸设计参数,在分析国内外大型钢闸门制造和施工技术现状基础上,提出了适合本工程闸门施工不断航、结构庞大、对接精度要求高等特点的质量控制标准、制造加工工艺、质量检测方法和实施细则,所采用的新技术和新工艺在大型(超大型)复杂结构的平面弧形门中具有较好的推广运用前景。

本工程的圆满实施,是创新设计理念、先进科学试验论证、以及特有制造安装工艺和技术标准等在设计、科研和施工制造三方面的完美结合。该工程在多方面具有创新性,为推动水利工程科技进步取得新的进展。

关键词:超大型有轨弧形平面双开门,平面轨道运行、非标卷扬式启闭机、管系空间桁架式支臂结构、水弹性振动非恒定流试验,门内液位与闸门强烈振荡相互关系的规律性研究,端面体型与控振措施,不断航施工技术,超大型复杂结构质量控制标准。

成果获“大禹水利科技二等奖”。

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