我国大跨度闸门应用趋势与抗振对策 Application tendency and anti-vibration countermeasure of large and wide gates in China.pdfVIP

第4期 水 利 水 运 工 程 学报 N。．4 ANDENGINEERING 2009年12月HYDRO．SCIENCE DPr．2009 我国大跨度闸门应用趋势与抗振对策 严根华 (南京水利科学研究院，江苏南京210029) 摘要：在分析我国大跨度闸门研制开发进展、应用现状和趋势的基础上，指出大跨度闸门的研发和应用既丰富 和提高了我国水利工程建设水平和挡泄水结构的多样性．又表明我国的金属结构设计和制造水平得到显著提 高，但由于结构尺寸的增大和运行方式的不同，闸门结构的流激振动问题也日益突出，成为影响工程安全运行 必须考虑的首要问题之一．为此，文中阐述了各类新型闸门的运行特征和流激振动特点，给出闸门结构的动态 优化和振动控制措施． 关 键 词：大跨度闸门；应用趋势；流激振动；抗振对策 中图分类号：TV66 文献标识码：A 随着我国水利水电、水运工程建设的快速发展，以及对航运、水环境和生态要求的日益提高，具有综合功 能的新型大跨度闸门结构近年来不断诞生．在原有常规的直升式平面闸门和弧形闸门门型基础上，开发应用 了如弧形E翻式闸门、平面有轨对拉式闸门、底轴翻板式闸门、桁架式平面闸门等新门型，丰富了我国闸门结 构的多样性，提高了闸门结构的设计水平．但由于大跨度闸门结构尺寸大，结构刚度相对较弱，闸门产生强烈 振动或共振的机率大大增加．因此，需根据工程具体情况，进行抗振优化设计，提出控振对策，确保工程安全． 1 大跨度闸门应用趋势 大跨度闸门形式多样，随工程对象、所处位置和功能要求而变化，目前我国已建或正在规划设计中的大 型闸门均具有不同特色，形式和功能多样，开始实现水利工程功能化、景观化于一体的环保型工程的目标． 1．1弧形上翻式闸门 弧形上翻式闸门又称护镜门，最早诞生于荷兰，该闸门主要用于挡潮．江苏南京秦淮河三汉河I=I水闸采 用这种设计理念，建成了我国第一座具有防洪、冲淤、排污换水及调节河道景观水位的综合性效益的城市水 利枢纽工程(见图1)．该水闸对改善南京市的城市水环境、提高居民的生活质量起到很大作用． 秦淮河三汉河口水闸门型采用双孔护镜门，为大跨度、大宽高比(达5．7：1)的圆弧型箱体结构，单孑L闸 门净宽40m，高7m(水位5．15—6．65 m可调)，闸门为半圆形的E铰拱结构，是目前国内外尺寸最大的轻型 护镜式景观闸门，圆半径为22m．双孔护镜门的半圆形闸门门叶两侧的拱脚用铰链连接后支承在边墩和中 墩上．闸门在水平状态时挡水或门顶过流，闸门上的活动门叶升降以调节水位．采用盘香式启闭机启闭．荷兰 挡潮闸有类似外形的闸门，但结构形式和运行功能简单，仅起挡潮作用．而本工程闸门同时在弧形大门上设 置垂直升降的6扇小门，属世界首创．具有大门关闭蓄水、开启泄洪及冲淤，小门调节水位并溢流形成景观瀑 布等功能，该闸门景观效果极佳．但体型特殊、运行条件复杂，国内外尚无类似工程的设计和运行资料． 收稿日期：2009—03一18 作者简介：严根华(1956一)，男，上海人，教授级高级工程师，主要从事水工水力学、结构流激振动及动态优化设计研究 E—mail：ghyan@nhri．crl 万方数据 第4期 严根华：我冈大跨度闸门应用趋势与抗振对策 135 图1 南京秦淮河三汊河u水闸 Fig．1SluiceofSanchaRiverinNanjing 1．2大型平面有轨弧形对开型闸门 位于江苏常州的钟楼防洪控制工程以大型平面有轨弧形对开型闸门为主体工程，是我国首座修建在平 原水系，需要同时满足防洪、航运、环境等多方面要求的水利枢纽工程．该方案按照“不设梯级、不阻航、特大 洪水断航”的原则进行设计，力求节制闸具有安全、可靠、新颖特点．在水闸的设计理念、科学研究方法和施 工工艺技术