自貢小型水庫閘門制造廠前言水工閘門和啟閉機(jī)是水利工程中的重要組成部分,它與水利工程防洪體系的安全性有著重要的影響。設(shè)備老化、設(shè)備腐蝕問題、水利設(shè)備缺乏有效維護(hù)和早期水利工程的技術(shù)性所帶來的不利影響,是水利工程安全事故的主要誘因。自新中國(guó)成立以來,水利工程安全事故已經(jīng)給國(guó)家和人民群眾的財(cái)產(chǎn)帶來了重大的損失。對(duì)水工閘門和啟閉機(jī)等設(shè)備的安全隱患問題也成為了國(guó)家病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固工作開展過程中所不可忽視的問題。
1在役水利水工閘門與啟閉機(jī)質(zhì)量隱患從全國(guó)大中型水庫的閘門、啟閉機(jī)安全檢測(cè)結(jié)果來看。現(xiàn)役閘門與啟閉機(jī)的安全質(zhì)量問題主要表現(xiàn)在了鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力超標(biāo)問題、金屬閘門材料選用缺乏合理性的問題和木閘門、混凝土閘門的老化、失修問題[1]。鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力超標(biāo)問題的存在,會(huì)讓閘門構(gòu)件在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)構(gòu)件變形或斷裂的問題、金屬閘門材料選用不合理的問題會(huì)讓閘門在腐蝕現(xiàn)象的影響下出現(xiàn)承載能力下降的問題。木閘門混凝土閘門年久失修的問題會(huì)給汛期的泄洪工作帶來不利的影響。 問題的提出弧形鋼閘門是水工建筑物中運(yùn)用zui廣泛的門型之一．１９４９年以來，通過*的工程實(shí)踐，我國(guó)在弧形閘門設(shè)計(jì)、制造及運(yùn)行等方面都積累了不少經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)水平也有了很大提高，絕大多數(shù)閘門經(jīng)過*運(yùn)行，經(jīng)受了設(shè)計(jì)條件的考驗(yàn)，運(yùn)行性能良好．但是，全國(guó)一些工程的低水頭弧形閘門失事破壞的實(shí)例也不少見，據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，已有２０多起．在國(guó)外，這種大跨徑輕型低水頭弧形閘門失事的實(shí)例也時(shí)有發(fā)生，如日本和知壩堰頂弧形閘門、美國(guó)麥克萊倫克爾阿肯河航運(yùn)系統(tǒng)的弧形閘門等也遭到了破壞．通過對(duì)國(guó)內(nèi)外弧形閘門事故的調(diào)查分析［１］發(fā)現(xiàn)，雖然失事原因是多方面的，諸如水工結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)、制造安裝要求不嚴(yán)、運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)不足及閘門支臂剛度較差等等，但是，仔細(xì)研究這些事故后，也能找出一些規(guī)律性．盡管這些失事閘門的運(yùn)行條件、結(jié)構(gòu)尺寸、構(gòu)造型式各不相同，破壞時(shí)的直接觸發(fā)原因也多種多樣，但從破壞特征來看，有兩點(diǎn)共同特征值得注意：①?gòu)钠茐膬?nèi)因分析，失事閘門全是因支臂喪失穩(wěn)定，三峽水利樞紐三大主體工程之一的雙線連續(xù)五級(jí)船閘,總水頭113.0m,其中中間級(jí)設(shè)計(jì)水頭46.0m,閘室有效尺寸280m×34m×5m(長(zhǎng)×寬×zui小水深),一次可通過1+9×1000t或1+4×3000t的萬噸級(jí)頂推船隊(duì),年通過能力5000萬t,是世界上水頭zui高、規(guī)模zui大、技術(shù)zui復(fù)雜,也是我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)地位zui為重要的船閘工程。三峽船閘的科研工作始于20世紀(jì)50年代,僅輸水閥門就進(jìn)行過國(guó)家“七五”、“八五”科技攻關(guān)及若干重大專項(xiàng)等研究[1]。對(duì)不同門型(豎梁門、改進(jìn)型豎梁門、雙面板門)、不同底緣型式(65o、90o與105o)、支臂包裹形狀、頂緣型式及單節(jié)吊桿長(zhǎng)度等進(jìn)行了比選與,其后又對(duì)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了閥門水力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與*水彈流激振動(dòng)等試驗(yàn)研究在船閘的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備中,輸水閥門[1]是船閘的主要設(shè)備之一。一般來說,對(duì)于中、低水頭的船閘,其輸水閥門大多數(shù)是采用平板式鋼閘門,閥門門頁的橫梁等間距布置,在邊柱上設(shè)行走輪(4個(gè))。其啟閉方式[2]采用液壓操作或卷揚(yáng)機(jī)操作。在運(yùn)行中,由于輸水閥門工作較為頻繁,當(dāng)其工作一段時(shí)間后,會(huì)因?yàn)楦鞣N原因,造成其工作異常而不能正常運(yùn)行,并且會(huì)由此而經(jīng)常檢修,進(jìn)而影響船閘的通行狀況和運(yùn)輸能力。以下針對(duì)輸水閥門在運(yùn)行中出現(xiàn)的一系列工作異常情況,對(duì)其原因進(jìn)行分析,并提出處理措施。1輸水閥門工作異常的具體情況輸水閥門在運(yùn)行中,所出現(xiàn)的工作異常情況主要有以下幾種:在提門和落門時(shí)出現(xiàn)油缸壓力增大并有爬行和跳動(dòng)現(xiàn)象(且伴有較大聲響);閥門及油缸有較大的振動(dòng)和擺動(dòng);閥門漏水等;而在有些有拉桿抱箍的輸水閥門中,還會(huì)出現(xiàn)閥門不能下落或提升的問題。如湖南的大源渡船閘(1998年12月投運(yùn)),在2003年10月,下右輸水閥門出現(xiàn)較大漏水,并在提門時(shí),其壓力偶爾會(huì)增大水工閘門的控制［英國(guó)］Ｊ．Ｌｅｗｉｎ［摘要］水工閘門控制系統(tǒng)的發(fā)展趨向是用程序邏輯控制器（ＰＬＣ）進(jìn)行自動(dòng)控制，特別是在需要滿足復(fù)雜且有時(shí)相矛盾的多種要求的場(chǎng)合。論述了閘門控制系統(tǒng)的類型和閘門運(yùn)行情況。主題詞閘門，控制系統(tǒng)，應(yīng)用程序控制，自動(dòng)控制，發(fā)展趨勢(shì)，英國(guó)水工閘門根據(jù)其操作要求控制方式很多。對(duì)溢洪閘門來說，其主要（有時(shí)甚至是*的）功能就是防止水庫水位上升至距壩頂只有幾米，從而避免漫頂，確保大壩安全。對(duì)于水電工程及許多灌溉工程，重點(diǎn)是在汛期末使水庫的蓄水量達(dá)到zui大，以zui大發(fā)電量及灌溉水量，這與安全準(zhǔn)則并不矛盾。有些工程在設(shè)計(jì)時(shí)可能對(duì)操作者有一個(gè)或幾個(gè)有關(guān)洪水演算的要求，比如減小泄洪量，這就要求水庫有足夠的儲(chǔ)存能力，或者根據(jù)洪水警報(bào)或融雪預(yù)報(bào)蓄水位。在某些國(guó)家，河谷內(nèi)人口稠密，旦河水供人游泳、或用作動(dòng)物的飲用水，對(duì)于這種情況，水庫的初始排放量應(yīng)較小，然后再慢慢增加，以提醒人們注意安全。啟閉機(jī)被使用在很多排水工程的建設(shè)中,啟閉機(jī)的作用自然就不言而喻,啟閉機(jī)主要分為兩大類,一類是螺桿式啟閉機(jī),一類是卷揚(yáng)式啟閉機(jī),螺桿式啟閉機(jī)有著很久的發(fā)展歷史,人們對(duì)螺桿式啟閉機(jī)的應(yīng)用相對(duì)也較熟練,但是有些工程的建設(shè)中必須要有卷揚(yáng)式啟閉機(jī)的參與,才能順利完成工程的建設(shè),因此,卷揚(yáng)式啟閉機(jī)閘門閉落困難成為了在使用當(dāng)中亟待解決的問題。1問題的由來很多工程建設(shè)都離不開節(jié)制閘,很多節(jié)制閘都是使用卷揚(yáng)式啟閉機(jī)來實(shí)現(xiàn)的,閘門主要采用的是平面鋼筋的結(jié)構(gòu),選擇的上升方式也相對(duì)比較落后,因?yàn)橘Y金的原因,工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)質(zhì)量都比較低,制作的工藝也相對(duì)比較粗糙,機(jī)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著一些先天的不足,機(jī)械中的部分零件由于多年的使用以及對(duì)養(yǎng)護(hù)工作的忽視,很多部件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性都不是很強(qiáng),近年來我國(guó)的洪澇和干旱現(xiàn)象比較嚴(yán)重,所以對(duì)卷揚(yáng)式啟閉機(jī)的使用也愈加頻繁。當(dāng)今,對(duì)這個(gè)機(jī)械的關(guān)閉操作主要是由操作員在水下進(jìn)行,這對(duì)于機(jī)械的運(yùn)行會(huì)造成非常不利的影響。前言水利自控翻板門是隨水位漲落自動(dòng)啟閉的控水建筑物,結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單,在河道、港叉、溢洪道等蓄泄節(jié)制工程中廣泛采用。根據(jù)翻板閘門的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性,可分為單鉸、多鉸和復(fù)合運(yùn)動(dòng)型等。然而這種閘門在一定上、下游水位時(shí),會(huì)出現(xiàn)啟、閉兩可的不利現(xiàn)象,易誘發(fā)不穩(wěn)定的門體晃動(dòng),產(chǎn)生“拍擊”現(xiàn)象。為解決自控翻板門的穩(wěn)定性問題,國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了多方面的研究,但由于閘門過流的復(fù)雜性及具體工程的多樣性,至今沒有得到很好解決。內(nèi)蒙古興安盟根據(jù)當(dāng)?shù)睾恿鞫笣q陡落的特點(diǎn),通過與天津大學(xué)水利系合作,在水力自控翻板門的基礎(chǔ)上,提出了應(yīng)用液壓驅(qū)動(dòng)翻板門的新設(shè)想,并在實(shí)際工程中進(jìn)行嘗試,取得了一定進(jìn)展,獲得了較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。這一結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是采用液壓推拉桿支撐閘門,由液壓調(diào)控閘門的運(yùn)行,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,閘門啟閉不受水位控制,運(yùn)行靈活,啟閉操作方便,并且有助于克服門體晃動(dòng)、水流拍擊等不利因素。在水力自控翻板門上設(shè)置簡(jiǎn)單的液壓控制系統(tǒng),開辟了改善自控翻板門穩(wěn)定性的新途徑。研究背景我國(guó)西北地區(qū)多泥沙河流的水庫普遍存在閘門受泥沙淤堵的問題,嚴(yán)重的泥沙淤堵使得閘門無法正常啟閉,有不少閘門由于多年淤堵已廢棄不用。另有一些水庫,如陜西關(guān)中平原灌區(qū)等地的水庫,為了防止淤堵,閘門只好常年以微小開度運(yùn)用,以約0·5m3/s的流量向下游放水,而這些水則是從幾百公里外的寶雞峽水庫輸送來的。對(duì)嚴(yán)重缺水的西北地區(qū)來說,如此寶貴的水白白流走,十分可惜,也造成相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)損失。另一方面,我國(guó)在多泥沙河流上修建的水利工程的進(jìn)水口閘門前都存在一個(gè)很深的沖沙漏斗,如官?gòu)d水庫的漏斗已深17m,如遇地震等突發(fā)事故,閘門極易被泥沙淤死,這一問題一直是水工建筑物的心腹之患。因此,在多年研究成果的基礎(chǔ)上,探求一種有效實(shí)用的方法,使閘門能夠在泥沙淤堵條件下順利啟閉,有著重要的工程應(yīng)用價(jià)值。飽和砂土在振動(dòng)作用(或其他作用)下,土體中孔隙水壓力升高,有效應(yīng)力減小,導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度降低,當(dāng)孔隙水壓力升高到等于圍壓力時(shí),有效應(yīng)力等于0,土體失去抗剪能力
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