|
.4
21.5
－94.6
－91.1
24.3
12.2
2.7
－8.40
－37.9
6.3
－6.1
－15.1
－27.1
－29.4
σy
－0.4
－33.7
－104.7
－28.0
－40.0
－128.7
－6.0
－9.3
－36.7
τ
－21.3
－30.7
－74.9
56.9
66.1
76.0
88.0
80.7
52.2
σ1
39.0
3.7
－24.5
52.1
44.2
5.2
81.6
68.6
20.5
σ2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
σ3
－11.9
－59.0
－174.8
－68.8
－96.0
－172.0
－94.5
－93.1
－84.4
σd4
46.1
60.9
163.3
105.0
124.1
174.7
152.6
140.4
96.5
表2 下支臂下杆实测轴向应力值
截面测点
(门号)
A－A
B－B
C－C
D－D
内
外
内
外
内
外
内
外
7＃门
－177.6
－126.0
－97.4
－81.9
－93.0
－72.0
－72.4
－82.5
3＃门
－127.4
－72.8
－94.9
－69.0
－84.0
－80.6
－75.2
－85.4
静态测试结果表明，支臂受力后轴向应力的分布是支臂内侧比外侧大，但靠近支铰的第D－D观测截面实侧应力内侧为－72.4MPa，外侧为－82.5MPa，说明支臂X向弯矩不为零，是一弯压组合变形。这与弧形闸门π型框架受力变形情况相同，最大轴向压力在支臂与主梁联接处附近A－A截面上的内侧翼缘处，其值为－177.6MPa大于1.1×［σ］＝176MPa，说明支臂在该处的强度不够。
表3 面板实测应力值 MPa
区格号
7＃门
3＃门
区格长边中点
区格形心
区格长边中点
区格形心
σx
σz
σx
σz
σx
σz
σx
σz
1
－69.1
－230.1
59.0
140.9
－72.7
－193.7
43.1
115.2
2
－62.3
－184.0
39.4
124.0
－92.3
－204.8
26.5
129.6
由于面板锈蚀严重，故测得应力较大，7＃门在低于正常高水位0.58m的条件下，实测应力最大值σzmax＝－230.1MPa，其值接近于弧形闸门材料A3钢的屈服极限σs＝235MPa，该部位在此条件下可能会出现一些塑性变形，应引起重视。
4 结论与建议
(1)弧形钢闸门实测结果与结构各部件受到水压力作用变形相符，说明该次测试成果可靠。
(2)在低于正常高水位177.0m的情况下，7＃门的3＃、4＃主梁与支臂联接处附近的腹板上有3个测点的折算应力σd4大于规范规定的容许应力［σ］＝160MPa，最大σd4＝201.9MPa，大于1.1×［σ］＝176MPa。此外支臂下杆在该处附近轴向应力也高达177.6MPa，所以可判定结构在该处附近的强度不安全，需对该水电站9扇弧形闸门在3＃、4＃主梁与支臂联接处采取结构补强措施，即增加主梁和支臂在它们联结处的截面面积，加大结点刚度，降低主梁和支臂在该部位的应力峰值。
(3)弧形钢闸门面板由于锈蚀严重，7＃门下段门叶在低于正常高水位0.58m情况下测试出Z方向最大应力达230.1MPa，接近A3钢屈服极限σs＝235MPa，说明弧形钢闸门面板处于正常高水位工作时，面板的某些局部位置会处于塑性应力状态，当开门泄洪时，可能会由于塑性变形而诱发异常振动，导致气蚀。因此，须对锈蚀严重的面板采取结构补强措施，即加厚面板或加焊次梁以减小面板应力。
参考文献
1 水利部东北勘测设计研究院，电力工业部东北勘测设计研究院主编.水利水电工程钢闸门设计规范.(DL/T5039-95).北京：中国电力出版社，1996
2 安徽省水利局勘测设计院.水工钢闸门设计.北京：水利电力出版社，1983.288～309
3 张如一，陆耀桢.实验应力分析.北京：机械工业出版社，1981.117～120
4 王龙甫.弹性理论.第二版，北京：科学出版社，1984.153～159
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