基于结构时变可靠度的平面钢闸门维护技术研究

发布时间：2020-05-05 05:45

【摘要】：水工钢闸门是水工建筑物的基本设施,其可靠运行直接影响水利枢纽的安全,因此,研究闸门的运行状态与相应的维修技术具有重要的意义。目前,水工钢闸门结构可靠指标还没有成熟的计算方法,其单一构件的研究居多,已有丰富的成果。本文以闸门核心构件——主梁为基础,对梁系进行简化,将闸门的次梁、竖梁等受力构件以等质量的形式分布、分配给相应的主梁,再将各个主梁串联即可得到闸门结构可靠指标。研究中,以平面钢闸门主梁体系可靠度分析为案列,利用Matlab软件编程分别对单一构件的可靠指标计算方法JC法和MC法进行计算与比较,发现JC法相对于MC法计算结果更为精确。基于此应用PNET方法进行了闸门结构可靠指标计算。结合工程实例,通过计算比较线性与非线性两种可靠度计算模式,发现将锈蚀率作为变量计算时变可靠度指标更符合实际。应用上述方法对丰满溢流坝平面闸门的时变可靠指标进行了计算,可靠度最大值为4.3567。依据现行钢闸门的设计规范(SL74——2013),充分考虑闸门安全储备,制定了检修和维修技术,建议时间段以4-10年为基础进行一般性检修;10年以后,依据一般性检修结果开展结构性检修,间隔不超过20年。同时,提出了一般性检修和结构性检修的具体内容。
【图文】：

概率分布,截面尺寸,一次二阶矩法

图 2-1 截面尺寸2.1 单失效模式可靠度计算方法比选1）JC 法C 法是在改进一次二阶矩法的基础上首先将非正态变量当量正态化，效的正态变量，然后再用改进一次二阶矩法计算可靠度。由于该法联合委员会（JCSS）采用，目前在世界各国广泛采用。典庆案例的参数带入 JC 法 Matlab 程序，其计算结果见表 2-2。表 2-2 JC 法计算结果抗弯抗剪弯剪大 4.8812 3.4095 2.9232中 4.1458 2.7644 2.1601小 3.82 2.4783 1.83262）MONTE-CARLO 模拟法问题涉及已知概率分布的随机变量时，就需要进行 MONTE-CARLO

示意图,平面钢闸门,示意图,前翼

图 2-1 平面钢闸门简化示意图本文以云峰水电站溢流坝平面钢闸门为例进行计算。云峰水电站溢流坝平面钢闸门尺寸为 11m×7.5m，闸门自重 76168kg，门叶结构 61094kg，设计水头 14.85m，面板厚度 12mm，腹板厚度 20mm，前翼缘厚 12mm，后翼缘厚 28mm。面板总重9021kg，主梁前翼缘总重 954kg，主梁总重 8577kg，主梁后翼缘总重 2232kg，简化后所需附加的质量为 40310kg，将附加质量分别附加在面板、腹板、前翼缘、后翼缘的计算结果见表 2-10。当附加质量附加在闸门跨度上时，闸门跨度从 11m 增加至 21.34m。表 2-10 附加质量后闸门尺寸表位置方案一方案二方案三方案四方案五、六面板厚度（mm）64.14 12 12 12 12前翼缘厚度（mm）12 12 519.10 12 12腹板厚度（mm）20 107.11 20 20 20
【学位授予单位】：长春工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV663.4

【参考文献】