韶關鑄鐵閘門定制 弧形鋼閘門支臂計算長度系數的確定”(以下簡稱“確定”)一文,曾經原水電部修訂組審定,并請華東水利學院、武漢水利電力學院、長江流域規劃辦公室、水電部成都勘測設計院等12個單位進行過,同時還經教研組有關同志的,然后修改定稿的。現就章繼光同志的關于“對弧形鋼閘門支臂計算長度系數的確定一文的幾點商榷”(簡稱“商榷”,見《西北農學院學報1981年第1期)一文的三個問題,談幾點看法,與“商榷”一文的作者商榷。 一、弧門支臂的上端及下端按彈性支承考慮,導得了方程通式。支臂下端的彈性抗轉剛度如何確定,是一個很重要的問題。“確定”一文按一般工程力學原理導得了 閘門是水工建筑物的主要組成部分,弧形鋼閘門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構的一個突出問題,在各種類型的鋼結構中,都會遇到問題。對框架性分析的一個重要就是計算長度系數法。國外許多學者進行了鋼框架柱長度系數的研究。國內對框架的問題研究起步較晚,余衛華等[1]利用三層柱的框架結構計算模型,引入梁柱線剛度比修正系數,采用螺旋彈簧模擬橫梁對柱子的約束彎矩及節點連接的半剛性,考慮連接的非線性彎矩-轉角關系,建立梁柱有側移半剛性連接轉角位移方程,推導了有側移半剛性鋼框架柱計算長度系數的公式。邱德修等[2]分析了國內外某些低水頭弧形鋼閘門的失事情況,指出在振動荷載作用下弧形鋼閘門的支臂喪失性是引起大多數閘門的主要原因。本文是在前人研究的基礎上利用轉角位移法基本原理研究弧形鋼閘門橫向框架的性,并提供弧形鋼閘門各種橫向框架的性設計中采用的柱的計算長度系數。1計算模型在實際工程中框架結構的閘門啟門力是啟閉機容量選擇的重要依據之一,吊耳位置不同,啟門力大小亦有所改變。因此根據閘門形式和運行工況,合理選擇吊耳位置來啟門方案,對于閘門的正常運行和結構的整體尤為必要。針對露頂式弧形鋼閘門吊耳布置在閘門上游側和閘門下游側兩種情況,通過計算不同開度下啟門力的數值,閘門開啟中啟門力隨開度變化曲線。
1啟門力力臂計算弧形鋼閘門啟門力力臂是指閘門在開啟中弧形閘門的轉動中心(即支鉸中心)到啟門力作用線的垂直距離。在閘門整個開啟中,啟門力力臂是不斷變化的。吊耳位置的差異也會造成啟門力力臂的不同。在實際工程中,露頂式弧形鋼閘門吊耳一般布置在閘門下主橫梁與支臂連接位置處的面板上游側(即閘門上游側)或下主橫梁兩端(即閘門下游側)[1]。1.1吊耳布置在閘門上游側閘門底坎上為全關工況,閘門轉動到底緣高于面板頂部高度時(即閘門轉動了面板弧長對應的圓心角度時)為全開工況。弧形閘門具有閘門門葉較輕、啟閉力小、運行速度快、操作靈活、運轉的特點,同時它所對應的閘墩高度和厚度也較小,是眾多的閘門中為經濟的一種門型,在水利水電工程中了廣泛應用。1安裝特點大型水工弧形閘門主要由門葉、支臂、支座、止水、液壓啟閉機和電控組成,其結構上比平面鋼閘門復雜,安裝精度也較平面閘門要求高。大多數水工大型閘門安裝位于深山區,作業場地狹小,給弧形閘門的運輸、起吊、安裝了難度。2安裝工藝的優選2.1制作與安裝之間的關系根據弧形閘門結構尺寸特點、加工廠加工能力、施工現場作業及起重吊裝設備等條件,將大型水工弧形閘門合理分成若干構件,在工廠內完成各構件的制作、預組裝及防腐等工作,然后運至現場拼裝。與此對應,弧形閘門施工分為兩個階段,前期是工廠內分段、分塊制作,后期是現場分段、分塊拼接,并安裝就位。工廠制作優點包括:1化整為零,可以操作速度;2可以實現工廠化生產,制作精度與;3可以大化實現機械作關于弧門主框架失穩變形的假設 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,對于常見的圓柱鉸,在框架平面內亦屬彈性固定。確定主框架的支承形式和失穩變形狀態,是分析的前提.根據弧門的特定和具定構造,可提出圖1所示的三種失穩變形狀態,即:有側移的反對稱失穩變形、無側移的對稱失穩變形和有約束側移的反對稱失變形。川片寸 圖1框架失穩的形式 顯然,對于支臂而言,圖1一a所示的反對稱失穩無疑是危險的一種失穩情況,求得這種情況的卜值,便可知協值變化范圍的上限.但是,結合閘門的實際構造考慮,二側有-角墻,閘門與側墻間隙中,又有止水橡皮填緊,因此,也可能發生其它兩種失穩變形,即圖1一b,1一c。圖1一b為下端彈性固定的框架,在水流荷載對稱、止水橡皮嵌緊的情扭下,未產生側移的對稱失穩變形。圖l一c則為由于荷載不對稱、結構制造偏差、側向止水稼皮壓縮等原因發生的有約束側移的反對稱失穩變形。下面將對各種失穩.
