發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 13:11

　　 泄水閘是十分重要水工建筑物。我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)冬季氣溫寒冷,進(jìn)入冬季后,水流上層凍結(jié)成冰層,此時(shí)的泄水閘工作環(huán)境惡劣。根據(jù)我國(guó)《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》,閘門(mén)不應(yīng)承受靜冰壓力,應(yīng)采用相應(yīng)防冰和破冰措施�？蛇@兩項(xiàng)會(huì)大幅增加運(yùn)行維護(hù)成本,給運(yùn)行管理工作造成了一定負(fù)擔(dān)。而閘門(mén)要是具有足夠的強(qiáng)度、剛度,在保障安全性的前提下,取消防冰破冰措施,讓閘門(mén)直接承受一定的冰載荷,從而能夠大幅度降低運(yùn)行維護(hù)成本,對(duì)樞紐工程的運(yùn)行工作有著重要意義。本文首先分析了冰的特性和靜冰壓力的成因,找出靜冰壓力同溫升率存在線(xiàn)性關(guān)系的規(guī)律。然后研究影響靜冰壓力大小的各項(xiàng)因素,其中溫升率對(duì)冰層的溫度分布、靜冰壓力影響最大。溫升率越大,靜冰壓力值越大,而且冰層的靜冰壓力最大值出現(xiàn)在大約冰厚的1/3處。同樣溫升率下,溫度段起始溫度越低,反而靜冰壓力值小。冰厚越大靜冰壓力越大,豎直約束的靜冰壓力要大于斜坡約束。在確定各影響因素參數(shù)后,計(jì)算出三個(gè)年度的靜冰壓力值,最大值為0.118MPa。以此值作為靜冰壓力,與靜水壓力共同作用在閘門(mén)上,對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力仿真計(jì)算,得的閘門(mén)主要部件門(mén)葉、主梁、支臂和縱梁的第四強(qiáng)度理論等效應(yīng)力分別是200.63MPa、154.51MPa、134.41MPa和138.54MPa,最大剪應(yīng)力分別是110.93MPa、88.61MPa、77.4MPa和78.75MPa。主梁的最大位移變形為8.44mm。其結(jié)構(gòu)狀態(tài)滿(mǎn)足《水利水電工程鋼閘門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范》中強(qiáng)度與剛度要求。并將仿真結(jié)果與檢測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,兩者相關(guān)系數(shù)為0.86,屬于中度相關(guān),仿真分析符合實(shí)際情況。最后,在已知泄水閘閘門(mén)結(jié)構(gòu)和環(huán)境因素的情況下,本文經(jīng)過(guò)計(jì)算和試驗(yàn),認(rèn)為閘門(mén)能夠直接承受冰層靜冰壓力,可以不采取防冰和破冰措施度過(guò)整個(gè)冬季。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TV663
【部分圖文】：

T-50662-2011《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》，閘門(mén)設(shè)計(jì)規(guī)范》中均規(guī)定，閘門(mén)不應(yīng)承受靜冰壓冰壓力，就首先要使閘門(mén)門(mén)前的水面無(wú)法形成冰致可分為破冰措施和防冰措施[3]。但是無(wú)論采用和經(jīng)濟(jì)性的矛盾統(tǒng)一問(wèn)題。如果用傳統(tǒng)的人工方性就得不到保障。反之亦然，如果采用現(xiàn)代的科障，運(yùn)行維護(hù)的成本自然大幅度提高。這個(gè)矛盾，先做出一個(gè)假設(shè)：在整個(gè)結(jié)冰期，閘于常閉狀態(tài)，在這種工況下如果閘門(mén)在設(shè)計(jì)時(shí)就度足夠高，金屬結(jié)構(gòu)的性能足夠好，閘門(mén)不采取接觸承受靜冰和靜水壓力，如圖 1-1。如果閘門(mén)滿(mǎn)足了安全生產(chǎn)的需要，又將大幅度降低為防冰了大量人力物力，便于整個(gè)工程的管理工作。

的熱脹冷縮與冷脹熱縮規(guī)律分析世界中絕大部分物質(zhì)都是遵循熱脹冷縮的規(guī)律，受熱時(shí)體受冷時(shí)體積變小，密度變大。而有的物質(zhì)正好與此相反，的規(guī)律。而冰作為極其復(fù)雜而又十分特殊的物質(zhì)，它是即熱縮。體作為冰的原始形態(tài)，在 4℃以上時(shí)是熱脹冷縮的狀態(tài)，大，當(dāng)在 4℃至冰點(diǎn)之間，水分子剛剛締合成冰，這種狀分子”，此時(shí)水的密度變低，同時(shí)體積變大，這就是冰的冷溫度降至冰點(diǎn)后，此時(shí)水由液態(tài)變成固態(tài)，水分子組成一一個(gè)如圖 2-1 的四面體。其中每一對(duì)氧原子與一個(gè)氫原子子與一個(gè)氧原子相連，由此可見(jiàn)這個(gè)四面體的分子集團(tuán)的所以這就是溫度越低，冰的密度越小，體積越大，冷脹熱冰受到溫度上升的影響時(shí)，它又遵循熱脹冷縮的規(guī)律。

方法研究靜冰壓力，就要對(duì)它的理論根據(jù)——冰冰具有十分復(fù)雜的力學(xué)行為，所以至今仍未擁有如此，許多學(xué)者仍開(kāi)展了大量的研究，從宏觀和模型。具有代表性的有[30]： = / | / | 1 = ( / ) [1 { ( ) }] + ( / ) ][1 + (1 ( / ) )]( / 0) 模型中考慮到了物體非線(xiàn)性，但還不夠全面。因力屬于低應(yīng)變速率力學(xué)行為，在這種情況下冰不粘性效應(yīng)。表示的是冰試樣在低速加載荷中理想變形過(guò)程卸載后可以完全恢復(fù)。u1——瞬態(tài)蠕變。u3——長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)。u4——永久粘性變形。其中
【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2884797