水工闸门对于整个水工建筑物有着极为重要的作用,多数闸门在启动、关闭状态下都会出现不同程度的振动情况,遇到振动较大的情况时,需要对其进行深入研究,并制定相应的紧急应对措施,这样才能将振动造成的不利影响控制在最小范围内,否则将会对闸门产生巨大的破坏。
根据水力条件的各种情况可以将振源分成以下几个因素:
1. 闸门止水漏雨因素。这个发生在止水上的脉动压力会使得止水发生振动,当漏水量过大时使得闸门止水射出的水流不断拍打门叶背后的梁格,最后引起闸门的振动。针对这些情况应该对工程进行改进优化,以确保止水具备良好的密封性。对止水位置、材料、尺寸进行合理的规划安排,促进止水与止水座板的紧密接触,以防止闸门在漏水停止后出现振动。
2. 波浪冲击闸门的因素。当闸前水位接近胸墙周围时,其上游具备较大风浪作用时会在胸墙底部和闸门露出水面部分范围内造成封闭气囊,空气受到压缩,导致很大的气囊冲击压力,对闸门的安全造成冲击,在这种冲击作用下引起了振动,为避免这一情况的出现,应在闸门上游装置防浪栅、浪排,以防止波浪给闸门造成较大作用。对胸墙底部装置通气管时能够在正常泄流时发挥出较好的作用,能够有效避免闸门出现振动。
3. 闸门的底缘型式因素。根据实践经验得出,在平面闸门中使用水平底缘常常出现水力条件达不到要求的问题,这就不断增加了闸门启闭的难度,尤其是在造成用动水脉动压力出现后出现空蚀,以上都是闸门出现振动的关键因素。可采取以下措施进行防止:闸门底缘的设计需要注重刀刃形底缘及挑出的角度,情况是将闸门底缘上游倾角、下游倾角分别控制在45,30度以上,这样才能保证泄流时底缘流线的有效进行且阻碍振动的发生;时刻保持闸门开度大于底部主梁宽度,以此来防止形成小开度的强振区。
4. 平面闸门门槽空蚀因素:平面闸门是十分常见的门型,在高速水流通过闸孔时,由于门槽段的边界出现变化而导致局部压力降低后出现了空穴现象,以致于形成空穴破坏的问题。在这期间出现空蚀时会成闸门发生激烈的振动,影响了闸门的安全运行。在遇到不科学的槽形式时需要根据详细的标准进行调整。
5. 闸后淹没水流引起振动因素。闸门在一定开度下泄过程中造成的流水情况常常会不定期地给闸门造成影响,而闸门在水流强烈的脉动压力很容易出现振动现象,这类振动主要是随机载荷下出现的振动,具有强迫情,这就需要操作在运行时学会改变运行条件,避免闸门受到淹没水跃的影响,尽可能保持闸后水处于良好的状态,这就是从根本上控制了低振动的发生。在防止淹没水跃时,则需要增加闸门悬吊结构及支承结构的刚度。
