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摘要
为了对大跨度齿轮驱动旋转式弧形下卧门运行安全性进行评估，采用不同运行工况下的水流流态、水流脉动压力和波高等水力参数，应用水弹性振动模型测试不同运行水位、闸门开度条件下的结构振动加速度及振动位移。在此基础上对闸门全开平卧、全关挡潮及旋转180°上翻检修等全工况条件下的启闭力进行测试，并通过有限元分析下卧门结构在正常挡潮、风浪超高等工况时闸门结构位移、应力分布以及结构流固耦合振动特性，以及对通航孔下卧门的运行安全性进行分析。结果表明，闸门在开度0.4或0.5时出现流态转换现象，在流态转化区易引发下游三滚波浪或二滚波浪，相应水流脉动压力荷载也明显增强，但规范操作情况下一般不会产生强烈的振动现象。水流脉动压力主要集中在1 Hz以内的低频区，不会产生对闸门结构的共振现象。在闸门启闭过程中，由于底水封的作用，门顶溢流引起的闸门下游面板脉动压力要大于凹槽内上游弧面面板的脉动压力。下卧门在正常运行状态下，其启闭力满足启闭机设计容量，闸门最大启闭力出现在空载调试状态。该研究成果以及提出的安全运行操作建议可为类似超大型水闸工程提供参考。
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单位水文水资源与水利工程科学国家重点实验室; 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院; 中水珠江规划勘测设计有限公司
