銹蝕后深孔弧形鋼閘門(mén)安全評(píng)估及壽命預(yù)測(cè)

韓林山，劉國(guó)龍，上官宗光，李 冰，李金興

(1.華北水利水電大學(xué) 機(jī)械學(xué)院，河南 鄭州 450045；2.河南省信陽(yáng)水文水資源勘測(cè)局，河南 信陽(yáng) 464000)

1 概述

深孔弧形鋼閘門(mén)具有啟閉省力、埋件少、泄流條件好、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于泄水建筑物中的工作閘門(mén)，其運(yùn)行穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)水利設(shè)施有著十分重要的意義[1- 2]。在實(shí)際運(yùn)行中深孔弧形鋼閘門(mén)受水流長(zhǎng)時(shí)間沖刷、反復(fù)浸泡以及惡劣環(huán)境等諸多因素的影響，經(jīng)多年運(yùn)行后面板處出現(xiàn)了嚴(yán)重銹蝕現(xiàn)象，對(duì)水庫(kù)大壩的安全運(yùn)行帶來(lái)了重大隱患[3- 4]。

一些學(xué)者對(duì)閘門(mén)銹蝕后力學(xué)性能進(jìn)行了諸多研究，楊光明[5]等收集分析了我國(guó)200多個(gè)單位的鋼閘門(mén)銹蝕速率相關(guān)數(shù)據(jù),提出我國(guó)水利水電工程鋼閘門(mén)銹蝕速率主要分布在0.016～0.055mm/a之間。張漢云[6]等采用數(shù)值仿真方法對(duì)某水電站工作閘門(mén)銹蝕后安全性能進(jìn)行了評(píng)估分析，結(jié)果表明有限元模擬方法可以準(zhǔn)確地反應(yīng)弧形薄壁空間結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)和應(yīng)力分布。余向明[7]等通過(guò)有限元法對(duì)銹蝕前后某弧形閘門(mén)強(qiáng)度和剛度進(jìn)行了分析，結(jié)果表明銹蝕對(duì)弧形鋼閘門(mén)內(nèi)力分布及靜力穩(wěn)定的影響不可忽視。王嬌[8]、王超[9]等研究了銹蝕對(duì)弧形鋼閘門(mén)靜力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明銹蝕對(duì)鋼閘門(mén)承載能力的影響較大，對(duì)剛度的影響較小，當(dāng)銹蝕坑位于面板銹蝕敏感部位時(shí)，對(duì)面板應(yīng)力的影響較大。黃勇[10]、董現(xiàn)[11]等分別對(duì)弧形和平面鋼閘門(mén)銹蝕后動(dòng)力性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象對(duì)鋼閘門(mén)自振頻率具有明顯影響，在水流頻率低時(shí)可能產(chǎn)生共振現(xiàn)象。……