弧形钢闸门构件可靠性研究与结构优化设计

发布时间：2017-12-08 10:33

本文关键词：弧形钢闸门构件可靠性研究与结构优化设计

【摘要】：本文在文献分析和工程案例剖析的基础上，以湾湾川水电站弧形钢闸门为工程背景，提出了新的锈蚀函数并分析了锈蚀对闸门构件及其结构可靠性的影响，以该工程钢闸门结构为例进行了优化设计，同时分析了由于锈蚀所导致闸门各个构件尺寸的变化对闸门整体的影响。主要研究内容如下：（1）分析了既有水工钢闸门改造原因，总结得出了闸门改造的主要因素分为人为因素和非人为因素，在非人为干扰的情况下，，锈蚀是影响闸门改造的主要因素；（2）对运行34年的湾湾川弧形钢闸门材料做了性能实验分析，分析了锈蚀对水工钢闸门材料内部的影响，验证了锈蚀并不影响材料本身的化学成分及力学性能，证明了锈蚀使构件受力面积减小进而引起钢闸门结构的抗力衰减；（3）研究了既有水工钢闸门的锈蚀行为，改进并提出了新的非线性锈蚀函数，同时分析了在该锈蚀函数下，钢闸门构件的抗力衰减和可靠度指标的变化情况，指导运行中的工程闸门及时改造更新，降低结构失效的风险；（4）应用有限元软件及一阶优化法对弧形闸门整体结构进行了优化设计，得出了构件最优尺寸，不仅减少了工程的投资成本，同时降低了对启闭设备的要求；（5）对湾湾川水电站弧形钢闸门改造设计方案进行了敏感性分析，得出了由于锈蚀所导致各个构件尺寸变化对弧形钢闸门整体结构的影响，面板作为钢闸门的主要构件，闸门整体荷载效应对其尺寸变化敏感性十分显著，对于水头较高的闸门，闸门整体荷载效应对主梁后翼缘尺寸变化敏感性十分显著，该结论为既有水工钢闸门提出了合理的维护意见。本文的研究具有较强可行性和实用性，其成果对既有水工钢闸门的改造更新和运行维护具有很大的参考价值和实用价值。
【学位授予单位】：长春工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV663.2

【参考文献】

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