上翻式拱形閘門的流激振動控制及原型觀測驗證

嚴根華,董 家,3 ,孫云茜,3

(1.南京水利科學研究院水工水力學研究所，江蘇 南京 210029；2.南京水利科學研究院水文水資源與水利工程國家重點實驗室，江蘇 南京 210029； 3.河海大學水利水電學院，江蘇 南京 210098)

大型上翻式拱形閘門是一種新型大跨度輕型閘門，體型美觀、操作方便，適合于城市水環境建設，是近年來我國開始廣泛應用的新型特色門型。但其彎月形出流特性明顯區別于常規直升式平面閘門和弧形閘門，且其跨度大、結構輕、剛度弱，若體型布置不當，常常在動水荷載作用下產生強烈振動危害，因此為確保閘門結構的運行安全，需要對結構的水動力荷載、動力特性及抗振體型等進行仔細深入的研究，提出適合于各種運行環境的能夠安全運行的操作規程和抗振優化方案[1-4]。

這種門型的基本特征是閘門支鉸均布置在兩側閘墩，啟閉機采用固定式卷揚機或液壓啟閉機，約束條件弱，剛度低，結構共振頻率低，水流脈動壓力主能量往往集中在低頻區，容易誘發閘門結構產生共振現象。本文結合某城市水環境水生態整治工程，研究上翻式拱形閘門的流激振動及抗振優化方案，其經驗可為類似工程的設計和建設提供參考依據[5]。

1 大型上翻式拱形閘門流激振動特性

1.1 閘門結構布置特征

某工程采用上翻式拱形閘門，水閘孔口采用開敞式，泄水孔采用單孔，孔凈寬40 m，閘室長度25.0 m。水閘總長128 m，包括閘室段長25 m、外江防沖槽長8 m、海漫長22 m、鋪蓋長20 m、內河道鋪蓋長20 m、海漫長15 m、防沖槽長8 m等?！?br>