韶關(guān)鑄鐵閘門(mén)定制 弧形鋼閘門(mén)支臂計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的確定”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“確定”)一文,曾經(jīng)原水電部修訂組審定,并請(qǐng)華東水利學(xué)院、武漢水利電力學(xué)院、長(zhǎng)江流域規(guī)劃辦公室、水電部成都勘測(cè)設(shè)計(jì)院等12個(gè)單位進(jìn)行過(guò),同時(shí)還經(jīng)教研組有關(guān)同志的,然后修改定稿的?，F(xiàn)就章繼光同志的關(guān)于“對(duì)弧形鋼閘門(mén)支臂計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的確定一文的幾點(diǎn)商榷”(簡(jiǎn)稱(chēng)“商榷”,見(jiàn)《西北農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)1981年第1期)一文的三個(gè)問(wèn)題,談幾點(diǎn)看法,與“商榷”一文的作者商榷。 一、弧門(mén)支臂的上端及下端按彈性支承考慮,導(dǎo)得了方程通式。支臂下端的彈性抗轉(zhuǎn)剛度如何確定,是一個(gè)很重要的問(wèn)題。“確定”一文按一般工程力學(xué)原理導(dǎo)得了 閘門(mén)是水工建筑物的主要組成部分,弧形鋼閘門(mén)主框架是特定約束條件下的鋼框架,鋼框架性的研究是鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)突出問(wèn)題,在各種類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)中,都會(huì)遇到問(wèn)題。對(duì)框架性分析的一個(gè)重要就是計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)法。國(guó)外許多學(xué)者進(jìn)行了鋼框架柱長(zhǎng)度系數(shù)的研究。國(guó)內(nèi)對(duì)框架的問(wèn)題研究起步較晚,余衛(wèi)華等[1]利用三層柱的框架結(jié)構(gòu)計(jì)算模型,引入梁柱線剛度比修正系數(shù),采用螺旋彈簧模擬橫梁對(duì)柱子的約束彎矩及節(jié)點(diǎn)連接的半剛性,考慮連接的非線性彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系,建立梁柱有側(cè)移半剛性連接轉(zhuǎn)角位移方程,推導(dǎo)了有側(cè)移半剛性鋼框架柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的公式。邱德修等[2]分析了國(guó)內(nèi)外某些低水頭弧形鋼閘門(mén)的失事情況,指出在振動(dòng)荷載作用下弧形鋼閘門(mén)的支臂喪失性是引起大多數(shù)閘門(mén)的主要原因。本文是在前人研究的基礎(chǔ)上利用轉(zhuǎn)角位移法基本原理研究弧形鋼閘門(mén)橫向框架的性,并提供弧形鋼閘門(mén)各種橫向框架的性設(shè)計(jì)中采用的柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。1計(jì)算模型在實(shí)際工程中框架結(jié)構(gòu)的閘門(mén)啟門(mén)力是啟閉機(jī)容量選擇的重要依據(jù)之一,吊耳位置不同,啟門(mén)力大小亦有所改變。因此根據(jù)閘門(mén)形式和運(yùn)行工況,合理選擇吊耳位置來(lái)啟門(mén)方案,對(duì)于閘門(mén)的正常運(yùn)行和結(jié)構(gòu)的整體尤為必要。針對(duì)露頂式弧形鋼閘門(mén)吊耳布置在閘門(mén)上游側(cè)和閘門(mén)下游側(cè)兩種情況,通過(guò)計(jì)算不同開(kāi)度下啟門(mén)力的數(shù)值,閘門(mén)開(kāi)啟中啟門(mén)力隨開(kāi)度變化曲線。
1啟門(mén)力力臂計(jì)算弧形鋼閘門(mén)啟門(mén)力力臂是指閘門(mén)在開(kāi)啟中弧形閘門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心(即支鉸中心)到啟門(mén)力作用線的垂直距離。在閘門(mén)整個(gè)開(kāi)啟中,啟門(mén)力力臂是不斷變化的。吊耳位置的差異也會(huì)造成啟門(mén)力力臂的不同。在實(shí)際工程中,露頂式弧形鋼閘門(mén)吊耳一般布置在閘門(mén)下主橫梁與支臂連接位置處的面板上游側(cè)(即閘門(mén)上游側(cè))或下主橫梁兩端(即閘門(mén)下游側(cè))[1]。1.1吊耳布置在閘門(mén)上游側(cè)閘門(mén)底坎上為全關(guān)工況,閘門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)到底緣高于面板頂部高度時(shí)(即閘門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)了面板弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角度時(shí))為全開(kāi)工況。弧形閘門(mén)具有閘門(mén)門(mén)葉較輕、啟閉力小、運(yùn)行速度快、操作靈活、運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn),同時(shí)它所對(duì)應(yīng)的閘墩高度和厚度也較小,是眾多的閘門(mén)中為經(jīng)濟(jì)的一種門(mén)型,在水利水電工程中了廣泛應(yīng)用。1安裝特點(diǎn)大型水工弧形閘門(mén)主要由門(mén)葉、支臂、支座、止水、液壓?jiǎn)㈤]機(jī)和電控組成,其結(jié)構(gòu)上比平面鋼閘門(mén)復(fù)雜,安裝精度也較平面閘門(mén)要求高。大多數(shù)水工大型閘門(mén)安裝位于深山區(qū),作業(yè)場(chǎng)地狹小,給弧形閘門(mén)的運(yùn)輸、起吊、安裝了難度。2安裝工藝的優(yōu)選2.1制作與安裝之間的關(guān)系根據(jù)弧形閘門(mén)結(jié)構(gòu)尺寸特點(diǎn)、加工廠加工能力、施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)及起重吊裝設(shè)備等條件,將大型水工弧形閘門(mén)合理分成若干構(gòu)件,在工廠內(nèi)完成各構(gòu)件的制作、預(yù)組裝及防腐等工作,然后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拼裝。與此對(duì)應(yīng),弧形閘門(mén)施工分為兩個(gè)階段,前期是工廠內(nèi)分段、分塊制作,后期是現(xiàn)場(chǎng)分段、分塊拼接,并安裝就位。工廠制作優(yōu)點(diǎn)包括:1化整為零,可以操作速度;2可以實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn),制作精度與;3可以大化實(shí)現(xiàn)機(jī)械作關(guān)于弧門(mén)主框架失穩(wěn)變形的假設(shè) 在主框架中,支臂上端與橫梁固接,受到橫梁的彈性約束;下端與支餃相連,對(duì)于常見(jiàn)的圓柱鉸,在框架平面內(nèi)亦屬?gòu)椥怨潭?。確定主框架的支承形式和失穩(wěn)變形狀態(tài),是分析的前提.根據(jù)弧門(mén)的特定和具定構(gòu)造,可提出圖1所示的三種失穩(wěn)變形狀態(tài),即:有側(cè)移的反對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)變形、無(wú)側(cè)移的對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)變形和有約束側(cè)移的反對(duì)稱(chēng)失變形。川片寸 圖1框架失穩(wěn)的形式 顯然,對(duì)于支臂而言,圖1一a所示的反對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)無(wú)疑是危險(xiǎn)的一種失穩(wěn)情況,求得這種情況的卜值,便可知協(xié)值變化范圍的上限.但是,結(jié)合閘門(mén)的實(shí)際構(gòu)造考慮,二側(cè)有-角墻,閘門(mén)與側(cè)墻間隙中,又有止水橡皮填緊,因此,也可能發(fā)生其它兩種失穩(wěn)變形,即圖1一b,1一c。圖1一b為下端彈性固定的框架,在水流荷載對(duì)稱(chēng)、止水橡皮嵌緊的情扭下,未產(chǎn)生側(cè)移的對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)變形。圖l一c則為由于荷載不對(duì)稱(chēng)、結(jié)構(gòu)制造偏差、側(cè)向止水稼皮壓縮等原因發(fā)生的有約束側(cè)移的反對(duì)稱(chēng)失穩(wěn)變形。下面將對(duì)各種失穩(wěn).
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