小浪底水库孔板洞弧形工作闸门流激振动原型观测

本文介绍了小浪底水利枢纽排沙洞偏心铰弧形闸门自1999年10月投入运行后的情况。

孔板洞偏心铰弧形闸门的安装工作,从施工组织、施工方案、施工技术等方面都经过了反复的探讨和论证,为了保证其方案的可行性,根据闸门的具体结构、布置形式等进行了电脑模拟动作演示,以校核在施工方案中选定的卷扬机布置位置、钢丝绳走向位置、各吊点布置位置、施工方法等是否合适,相互之间有无干扰和影响等现象存在,并给予适当修正。

陡河水库输水洞工作闸门原设计荷载按全开泄水计算,若局部开启则会引起闸门振动,1959年经分析得出闸门振动较大的2个开度。1963年通过进一步观测得出闸门振动的2个主要原因是顶拱负压和闸门底缘负压,并对振动条件下闸门应力进行校核计算,提出闸门各种工作条件下应采取的措施。

陡河水库输水洞工作闸门原设计荷载按全开泄水计算,若局部开启则会引起闸门振动,1959年经分析得出闸门振动较大的2个开度。1963年通过进一步观测得出闸门振动的2个主要原因是顶拱负压和闸门底缘负压,并对振动条件下闸门应力进行校核计算,提出闸门各种工作条件下应采取的措施。

介绍了控制高压深孔弧门曲率半径的各种关键工艺。施工中分别采用了焊后整体去应力退火、精铣弧面和对称退步焊等工艺,使弧门的曲率半径符合设计和规范要求,确保了水库的下闸蓄水。

根据"十二五"期间河南济源段黄河小浪底库区环境质量监测数据,主要分析评价了叶绿素a(chla)、总磷(tp)、总氮(tn)、透明度(sd)和高锰酸盐指数(cod_(mn))共5项,采用spearman秩相关系数法进行相关性分析,进一步判断小浪底库区营养化状况及变化趋势,结果表明:小浪底库区为中营养。

偏于小浪底水库一隅的孟津黄河湿地，现在成了候鸟过冬的天堂。这里水禽云集、天鹅曼舞、鹤声阵阵。辽阔的黄河滩涂上，构成一幅万羽竞翔、鸟唱水吟的天然图画。随着黄河小浪底水库的蓄水，库区小气候发生了变化，周边湿地生态状况大为改观，呈现一派生机勃勃的景观，生态效益凸显。

洛阳空军5715厂有七八十位’业余垂钓爱好者，分成上班族和退休族二拨人马。黄河小浪底水库建成后，每年的5～9月是水库野钓的黄金时期，只要黄金时间一到，这些垂钓爱好者便弃水面600米宽的洛河而奔向小浪底水库。

第1页共3页 小浪底水库工程大坝设计 特征码标签特征码] 小浪底水库工程大坝设计是非常有特色的，根据实际情况出发然 后设计出具有特色并且实用价值高的小浪底水库工程。我们就小浪底 水库工程大坝设计和大家一起讨论一下。 小浪底水库工程主坝为壤土斜心墙土石坝，上游围堰为坝体的一 部分，坝基采用混凝土防渗墙，工程初步设计为斜墙坝型，后优化为 斜心墙坝型，两者的主要区别在于前者以水平防渗为主，垂直防渗为 辅；后者以垂直防渗为主，水平防渗为辅。大坝的设计有以下几个特 点： 1、适度地考虑了库区淤积的防渗作用,使坝基防渗效果更为可靠； 第2页共3页 2、上爬的内铺盖改善了上游坝坡的抗滑稳定性,既实现了库区淤 积的连接,又不会对坝坡产生太大的影响； 3、减少了上游围堰的土方填筑量及基础处理工程量,使截流后比 较紧张的工期得以缓解； 4、与斜墙坝相比,混凝土防渗

随着我国水利水电工程技术的发展,越来越多的大尺寸弧形闸门投入使用,对弧形闸门的原型观测试验技术手段提出了更高的要求。在现阶段国内外尚无水工金属结构设备原型观测专项技术标准状况下,本文针对弧形闸门的工作特点,提出了弧形闸门原型观测试验整体技术方案。并以蜀河水电站泄洪闸2^#弧形闸门原型观测试验为例,通过采用先进的测量仪器和数据分析技术,对弧形闸门的结构应力、位移、动力特性、振动响应、启闭力等各项工作特性参数进行了综合评价和分析。发现了支臂侧向作用面上承受较大弯矩、下泄水流的动水荷载与弧形闸门和闸墩的低频区已形成不利组合、启门瞬间液压启闭机的启门力超出启闭机容量等弧形闸门的运行安全隐患,对确保工程安全具有一定的参考价值。

随着我国水利水电工程技术的发展,越来越多的大尺寸弧形闸门投入使用,对弧形闸门的原型观测试验技术手段提出了更高的要求。在现阶段国内外尚无水工金属结构设备原型观测专项技术标准状况下,本文针对弧形闸门的工作特点,提出了弧形闸门原型观测试验整体技术方案。并以蜀河水电站泄洪闸2^#弧形闸门原型观测试验为例,通过采用先进的测量仪器和数据分析技术,对弧形闸门的结构应力、位移、动力特性、振动响应、启闭力等各项工作特性参数进行了综合评价和分析。发现了支臂侧向作用面上承受较大弯矩、下泄水流的动水荷载与弧形闸门和闸墩的低频区已形成不利组合、启门瞬间液压启闭机的启门力超出启闭机容量等弧形闸门的运行安全隐患,对确保工程安全具有一定的参考价值。

以某水电站泄洪洞平板闸门为实例,依据水弹性模拟原理研制了水弹性模型,对平板闸门不同开度工况的流激振动响应进行了测试;提出用三维板壳单元建立闸门空间数学模型,以测得的面脉动荷载为动荷载输入进行了流激振动响应计算;并将两种模型所得的结果进行了相互验证,并联合物理模型和数学模型对其动力响应特性进行了预测,对该闸门的动力安全进行了分析,提供不利于闸门振动的开度范围,为该闸门设计与安全运行提供重要参考依据。

为了充分论证小浪底枢纽孔板泄洪洞充水平压管道的可靠性,对其在上游库水位为252.30m及50m工作水头下的管道振动特性进行了原型观测,通过对原型观测成果的分析研究,得到振动应力在允许值范围内,但振动位移较大的结论,这为今后小浪底水利枢纽孔板洞充水平压管道的改进和安全运用提供了理论依据。

水库弧形闸门的止水设计探究

对工作闸门的原型观测了解闸门的受力状况、应力分布规律和振动特性，分析闸门产生振动的原因，并考核了启闭机容量，为闸门的安全运行提供了可靠依据

采用完全水弹性相似模型试验的方法,对巴基斯坦汗华水电站表孔弧形闸门的流激振动情况进行了研究.动力响应试验结果表明:大弧门和舌瓣门的自振频率均避开了水流脉动压力高能区,运行中可避免因振动频率相近而引发的自激振动.另一方面,闸门振动加速度的大小与止水设置情况密切相关,在闸门运行过程中,应尽量避开加速度最大和动应力最大的工况.

小浪底水库运行以来，黄河口来水来沙减少，与1976—1996年平均年水量261亿m3／a、年沙量6．5亿t／a、平均含沙量25kg／m3相比，2002年调水调沙以来，黄河口来水量减少27％、含沙量减少68％，致使河口感潮段从1976—1996年的淤积，变化为调水调沙以来的冲刷，冲刷速率为34m3／a·m。河口延伸速率从1976—1996年的1．4km／a降到小浪底水库运行以后的0．3km／a，但远离行河口门的海岸蚀退。建议减少进入黄河口的沙量，或者来沙量较大时，把泥沙分散到三角洲整个蚀退海岸和洲面以抬高洲面高程，可以达到降低行河河口延伸速率、降低防潮堤前海岸冲刷速率、改良盐碱地、改善三角洲海域生态等目的。

黄河小浪底枢纽主体工程于1999年10月25日下闸蓄水。蓄水后,随着库水位的升高将引起库区水文地质条件的一系列变化,对周围的环境造成了不同程度的影响。本文就水库诱发地震、岸坡变形破坏、水库渗漏、水库浸没等环境工程地质问题进行了评价。

为研究乌江思林水电站溢流坝弧形工作闸门可能出现的闸门流激振动问题,通过制作几何比尺为1/35的完全水弹性模型进行流激振动试验,研究该闸门在有止水和无止水2种工况下的静动力特性及不同开度的动力响应,提出了该闸门安全运行的合理化建议.检测采用电测法,共进行静力试验2组,动力试验16组.静力试验结果表明该闸门结构设计合理,结构强度满足规范要求.动力试验结果表明结构的自振频率范围避开了水流脉动压力的高能区,正常运行情况下(止水良好)产生强烈振动的可能性不大,结构加速度最大值为0.228g,动应力最大值为0.92mpa,各测点动力系数小于1.08,动力响应满足闸门抗振设计要求.闸门振动不利开度为0.6h和0.7h左右(h为水头).在漏水工况下运行时闸门振动加剧.

介绍了石头河水库泄洪洞弧形工作闸门存在的锈蚀、焊接质量差、启闭设备动力不足等问题,论述了除险加固中,金属结构及机电设备更新改造工艺及方法。

通过1∶20的弹性相似模型应用试验模态分析方法和ansys有限元计算方法分别研究弧门的结构动特性。研究结果表明,采用ansys有限元计算弧门结构得到的频率和采用模型试验模态分析方法得到的数据结果符合性良好。弧门结构设计合理,弧门结构二、三阶模态频率已基本脱离水流激励的主频区域(0~3hz)。ansys在计算弧门结构的动特性方面是常规试验方法的一种有效辅助工具。

根据黄河小浪底地区的地球动力学环境,本文采用扩容一沟通(dl)模式,对小浪底水库诱发地震进行了分析和计算。结果表明,位于水库淹没区的塔底断层北段、东段和石井河断层西段是危险性最大的三个潜在诱发地震源,而对大坝危害最大的震源是连地断层,但它们的最大震级都不会超过5.0级。此外,对于预防诱发地震发生,本文也提出了建议。