涌潮荷載作用下大型桁架式平面閘門動力響應仿真分析

嚴根華,陳發展

(南京水利科學研究院,江蘇南京 210029)

涌潮荷載作用下大型桁架式平面閘門動力響應仿真分析

嚴根華,陳發展

(南京水利科學研究院,江蘇南京 210029)

通過三維有限元數值模型進行涌潮荷載作用下大型桁架式平面閘門動力響應仿真分析,研究大型桁架式平面閘門的結構動力特性,得出流固耦合條件下閘門結構的振動頻率變化特征。在此基礎上,通過涌潮荷載作用模擬對結構的動力響應進行仿真計算,得出閘門動位移和動應力值。采用水彈性振動模型對閘門結構的涌潮動力響應進行試驗驗證。驗證結果表明,仿真計算結果與試驗結果基本一致,仿真計算結果合理。最后,針對局部應力集中現象對閘門結構進行修改優化,并提出抗振優化方案。

桁架式平面閘門;流固耦合動力特性;動力響應;仿真計算;試驗驗證;曹娥江大閘

曹娥江大閘樞紐工程位于錢塘江下游右岸主要支流曹娥江河口,樞紐主要由擋潮泄洪閘、堵壩、導流堤、連接壩段以及管理區等組成,具有防洪(潮)、治澇、水資源開發利用、航運、改善水環境條件等多目標綜合效益。曹娥江校核洪水位為6.52m,設計洪水位為6.22m,正常蓄水位為3.90 m,最低水位為3.00m。擋潮泄洪閘閘孔總凈寬為560m,設計流量約為11340m3/s,共設28個孔,單孔寬度為20m,底板高程為-0.50m(黃海基面)。擋潮泄洪閘工作閘門采用潛孔式平面滑動閘門,胸墻底高程為4.00m,孔口尺寸為20.0m×4.5m(寬×高)。閘門跨度大,寬高比達4.4,閘門梁系采用空間桁架體系,結構布置見圖1～2。……