摘要：根据《水利水电工程钢闸门设计规范》、结构可靠度理论及弧形钢闸门空间框架的失效模式，提出其空间框架体系可靠度计算的串联模型及计算方法；在对钢闸门基本构件可靠度研究的基础上，应用该串联模型及计算方法，分析了弧形钢闸门空间框架体系的可靠度。结果表明：按现行规范设计的双支臂弧形钢闸门空间框架体系的可靠度指标最低为３．４（１６Ｍｎ钢）或３．２（３号钢），比基本构件的可靠度指标小０．８５，与建筑《设计标准》的可靠度指标一致。

摘要：通过分析现行弧形钢闸门支臂稳定设计方法的不足,参考修订后的GB 50017—2003《钢结构设计规范》,利用能量法,选择恰当的挠曲函数,提出弧形钢闸门主框架柱计算长度系数的实用计算方法。该方法计算简单方便,物理概念明确,计算结果准确,可方便工程设计。

摘要：针对撞击过程中闸门损伤的瞬时多变性等问题,本文采用有限元法模拟船舶撞击弧形钢闸门。利用ANSYS建立船与闸门的接触模型,采用LS-DYNA3D进行有限元仿真分析。研究了不同速度和船舶质量的船舶撞击力,不同工况下闸门的位移、等效应力和等效塑性应变以及撞击过程中的能量特征曲线。根据闸门受力特点布置压杆,研究其对支臂的保护作用。计算结果表明:支臂和面板是受到闸门结构安全防护的重点部件,在支臂的分叉点与纵梁翼缘上均匀布置压杆,能够吸收撞击动能,减少闸门损伤。仿真模拟结果展现了船舶与弧形钢闸门碰撞全过程,为闸门的设计和制作提供了真实可靠的数据,也对现有闸门的加固提供了参考。

摘要：弧形钢闸门纵向主梁实为曲梁,其截面正应力仍沿用直梁理论进行计算。本文从曲梁挠曲线微分方程出发提出了一种基于曲梁理论的计算方法。通过对应力计算中结构特征系数公式的推导,提出了弧门箱形截面纵向主梁偏心距e的计算方法,分析了曲率对曲梁截面弯曲正应力分布的影响,并对曲梁理论和直梁理论计算结果进行详尽的误差分析。分别运用曲梁理论及直梁理论对工程实例进行计算,直梁理论相对有限元方法计算结果的误差达到14.23%,而曲梁理论相对有限元方法计算结果的误差仅为2.23%,可见基于曲梁理论的计算精度显著优于直梁理论,采用基于曲梁理论的计算方法更加安全可靠。本文方法可为相关工程设计提供参考和理论依据。

摘要：根据现行SL74-95《水利水电工程钢闸门设计规范》对弧形钢闸门主框架构造的要求及GB50017-2003《钢结构设计规范》的规定,提出弧形钢闸门主横梁门式框架的屈曲模态为弱支撑框架有限侧移反对称屈曲,通过对主横梁门式框架计算简图的分析,利用转角位移法,提出了弧形钢闸门主框架柱的计算长度系数的精确公式。由于此弧形钢闸门框架柱计算长度系数的精确公式是超越方程,不便于求解,针对此问题,考虑了临界荷载与支撑刚度的关系,从而又进一步提出了弧形钢闸门框架柱计算长度系数近似计算公式。研究结果表明,推导的计算弧形钢闸门主框架柱的计算长度系数的近似公式计算简捷方便,在一定的侧向支撑刚度范围内精度较高,可供工程实际应用。

摘要：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。

摘要：为了估算泥沙淤积对弧形钢闸门启门力的影响,提出了一个计算公式.该公式将门前淤泥考虑为由粗细颗粒组成的宾汉体,同时考虑了泥沙附着力的力矩、梁格中附带泥沙重力的力矩、转动铰摩阻力的力矩、止水摩擦力矩、下吸力的力矩以及闸门重力和外加重力的力矩对弧形钢闸门启门力的影响.并利用该公式计算的弧形钢闸门启门力和西洱河二、四级电站泄洪闸门的实测资料进行对比得出:在门前泥沙淤积厚度较低的情况下,弧形钢闸门的启门力矩主要由闸门重力和外加重力决定,但是由泥沙引起的启门力矩变化也是不容忽视的,是导致闸门开启困难的影响因素之一,因此在设计过程中应充分考虑泥沙淤积对闸门启门力的影响,制定出合理的操作和维护方案,以防止闸门启闭困难情况的出现;该公式在计算门前有泥沙淤积情况下的启门力时,其计算精度能够满足工程实际需要.

摘要：弧形钢闸门以其合理的构造形式和良好的运行效果,在水工建筑物中获得广泛的应用。实践表明,绝大多数孤门经受了设计条件考验,运用性能良好。但是,由于弧门结构中传递水压的细长支臂对动力作用非常敏感,稳定问题尤为突出,运行中也发生了一些问题。我国早期建造的部分水库溢洪道及各类水闸用的低水头弧形钢闸门,由于种种原因,有的发生了强烈振动,有的甚至遭到破坏。日本、美国、葡萄牙等国也有类似事故发生。总结分析弧门事故,探讨其破坏机理,对防止事故继续发生、改进闸门设计及完善制造安装均有重要意义,同时也可把理论研究推进一步。

摘要：根据某水库泄洪洞弧形钢闸门,建立了三维有限元模型,在相同的条件下对有、无面板加劲肋构件的模型进行了非线性分析,得出设计水头下无加劲肋构件模型的应力不能满足强度要求,而有加劲肋构件模型的应力和位移均能满足规范的要求。分析表明:对弧形钢闸门进行非线性分析时要考虑加劲肋构件的受力作用,同时要考虑面板局部锈蚀对弧形钢闸门应力的影响。通过分析面板不同锈蚀区域的计算结果,得出了该弧形钢闸门的锈蚀敏感部位及闸门最大应力随锈蚀深度的变化规律。

摘要：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。