您的位置: turnitin查重官网> 工程 >> 工程项目管理 >> 公共项目管理 >水工闸门止水结构动力特性和体型优化

水工闸门止水结构动力特性和体型优化

收藏本文 2024-03-18 点赞:6754 浏览:23035 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着当前我国水利事业的快速发展,加强水利工程的建设和管理已成为人们关注的热点话题,在水利工程的施工和管理过程中,水工闸门的建设是较为关键性的问题,做好它的结构设计和优化对于水利工程的发展具有重要意义。本文就从这一问题出发,针对当前水利工程建设中的一些问题进行分析,同时重点探讨和论述了水工闸门止水结构动力特性与体型优化的相关问题。
关键词:水工闸门 止水结构 动力特性 体型优化
水利工程作为重要的工程建设项目,它对于社会的发展和人民的生产生活起着重要的作用。随着当前大型水利工程项目的施工建设,加强水利设施的设计、水利结构的规划等成为必须要面对和解决的问题。对于水利工程中的水工闸门建设来说,它是给排水系统中的重要组成部分,做好水工闸门的止水结构设计和体型优化是施工过程中关键性的问题。我们知道,止水结构的设计关系到水资源系统的调控和管理,在这方面必须要根据水库的具体情况进行动力特性的分析,进而采取科学的设计保证闸门的稳定性。

一、对于水工闸门止水结构的基本认识

在水工闸门的建设过程中,止水结构的设计和规划是其重要的组成部分,同时它也是水工闸门系统中的关键性组件,水工闸门作为重要的水资源调度和控制管理系统,其重要作用体现在排水和止水的控制上,保证排水和止水的效果就要在止水结构的设计上加强分析,进而采取适合水工闸门的止水结构。在以往的一些水利工程建设中,很多的水工闸门在止水的效果上并不理想,这样一来不仅浪费了珍贵的水资源,同时对于水工闸门的稳定性也带来了一定的影响,例如因为止水系统的欠缺,就很有可能造成止水的自激振动,这种现象的发生是止水的自激振动频率与结构的某阶固有频率达成一致或接近,通常来说,这个时候就会引起闸门结构产生共振。而往往我们的水工闸门采用的是钢闸门结构,这种结构的阻力一般很小,而共振放大因子则相对较大,这就会造成水工闸门的破坏。所以,在我们的止水结构设计和体型优化上就要考虑到这些问题,进而优化止水系统,实现止水系统的良性运行。
在当前我国水利工程项目的建设和运行过程中,从总体上看大多数的水利工程运行相对良好,但是也存在着一些普遍性的问题,在一些大型的水利工程建设过程中,大多配置有泄水的建筑物和控制闸门,在这些水工闸门的运行过程中,其中主要存在的问题突出的表现在止水系统的设计和结构规划上,其中一些水工闸门的结构在物理性能和止水效果上没有达到相应的标准,这是一系列因素影响的结果,这些就需要根据具体的情况结合结构学、动力学的相关专业要求进行分析,全面掌握和了解止水结构的动力特性,找出其中存在的问题和缺陷,进而在止水结构或者是体型上进行优化调整,以保证其系统的稳定性,避免遭到进一步的破坏。

二、水工闸门止水结构动力特性与体型优化分析

通过以上的相关分析,我们对于水工闸门的止水系统已经有了一个基本的认识,针对其中常见的止水问题,我们就要在闸门的建设和施工的过程中进行探讨分析,在这个过程中主要的就是要解决好自激振动止水的问题,这是止水系统的建设的关键性问题,对此,笔者通过相关的模拟对止水结构的动力特性进行分析,进而了解和掌握止水结构的相关动力特性和规律,以便更好的实现止水系统的优化。
1、常见止水结构破坏的类型以及影响因素分析。做好止水结构的建设,首先就要全面的分析和考察其中存在的风险因子和破坏因素,对于止水结构来说,一个基本的要求就是保证其密封性,与此同时具有相对的强度和耐久性,这些是为了避免止水过程中动力冲击所带来的不利影响,如果没有很好的强度和密封保证,就会在止水系统运行的过程中产生振动和气蚀的现象,从而对止水系统造成破坏。其破坏的表现主要体现在两个方面,第一,止水结构密封性遭到损坏,进而在止水的过程中出现漏水的情况,这种情况的出现并不是因为自激振动所引起的,而是因为在止水密封结构的设计上不够科学和严谨,进而造成了水封结构的缺陷。针对这一问题,我们就要做好水封结构型式的调整,要选取止水性能相对较好、质量有保证的材料,与此同时在安装水封底板的时候要严格的进行分析,力求水封底板的平整性,对预压量进行充分的估算,确保其稳固性和耐久性。第二,因为止水过程中自激振动所带来的破坏,自激振动是止水过程中常见的现象,他对于止水系统结构的危害是长期性的,但是如果不加以注意和防范的话就会带来严重的后果,对此,需要做好闸门结构的防自振动设计,闸门止水所采用的橡胶和一些聚合性的材料要保证其适度的弹性,既不可过大,也不能过小,要通过动力特性的分析科学的选取施工材料。
2、止水结构物理性能的设计和体型的设计优化分析。水工闸门中的止水系统设计是一个系统化的过程中,它涉及到力学、水力学以及结构学等多个学科的问题,进行止水结构的设计就必须综合这些问题来进行考虑。一般来说,水工闸门通常要面对的一个重要问题就是水动力作用的影响,对此我们需要首先调查和分析水动力荷载的具体情况,然后从动力特性的角度进行仿真性的模拟,对闸门结构的性能做出科学有效的评估,目的是为了保证闸门动力结构的安全。在这个过程中,还需要重点做好闸门结构的抗振动结构性分析,对止水橡胶等的力学性能进行计算,以满足工程结构设计的应用性能。
3、从实际的情况出发,充分考虑止水系统运行过程中的各种变动因素。止水结构的稳定性需要在长期的运行过程中进行分析,在闸门的设计过程中,水幅的变动情况、整个止水结构的刚度、弹性模量等都需要综合起来进行分析,针对这一问题,我们可以通过建立动态数学模型的方式来掌握变动的情况,从而进行有效的调整。对于已经建成的水工系统来说,我们需要根据这些具体的变动情况进行结构上的优化和调整,只有这样才能够降低和减少其中存在的风险,实现水工止水系统的良好运行。对于其中的出现的问题,需要根据变动情况制定相应的调整和施工方案,结合技术、施工工艺的相关要求采取科学的方式和方法进行调整和改进。
4、进行止水结构的体型优化是做好止水调控的重要环节,一般来说,止水结构的体型优化需要分析和考察闸门系统中缝隙水流的相关特征,同时对止水结构的固有频率和阻力大小进行分析计算,这些都是止水结构体型调整中必须要考虑到的因素,其中止水结构的固有频率和体型优化有着较为密切的关系,那么,在具体的设计中应该如何进行设计呢?对此,笔者进行分析认为,我们可以通过调整止水带结构进行调整,同时也可以在止水带结构不变的情况下,通过改变止水压板的位置和P型头部孔的半径来进行优化,当然这就需要分析止水结构在外作用力的激励之下的位移响应,P型头部半径的大小是和止水结构的稳态响应成正相关的,据此,我们可以进行P型头部的调整,从而更好的制止或者是抑制止水过程中的自激振动。

三、结束语

综上所述,在水利工程项目的建设施工过程中,加强工程结构的设计和优化管理尤为重要,作为整个水利工程系统的重要组成部分,水工闸门的结构设计问题是较为关键性的问题,如何科学的进行设计,保证止水的效果需要综合考虑到动力变动情况、止水结构的情况以及运行过程中的参数变化等,止水结构的动力特性和体型优化是一个系统化、综合化的问题,需要有完善的评估和规划程序,通过精确的计算和模拟分析,从而选取适合的止水结构和体型。与此同时,还需要进行长期性的动力特性分析,针对新的变动情况进行优化和调整,只有这样,我们的水利系统建设才会更加科学,运行的更加顺畅。
参考文献:
严根华. 水工闸门自激振动实例及其防治措施[C] 2009 年度全国水利水电工程金属结构专业信息网大会论文. 南京: 南京水利科学研究院, 2009.
严根华. 水动力荷载与闸门振动[J] . 水利水运工程学报, 2001(2) : 10-15.
[3] 古华, 严根华. 水工闸门流固耦合自振特性数值分析[J] . 振动、测试与诊断,

源于:毕业设计论文www.udooo.com

2008, 28(3) : 242-246, 301.
[4] 阎诗武. 国外水工闸门止水结构的发展动向[J] . 水利水运译丛, 1982, 2(3) : 16-18.
[5] 李国瑞. 大河水库(电站) 泄洪洞工作闸门水封破裂的分析处理[J]. 甘肃水利水电技术, 2004, 40(3) : 215-216.

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号