侯家坝闸钢闸门结构流激振动试验研究

冯佳佳，程 博，何仕强，姚 璐

（南京市水利规划设计院股份有限公司，江苏 南京 210000）

1 概述

1.1 工程概况

侯家坝灌区位于南京市浦口区石碛河上游，建于20世纪60年代,是以侯家坝电灌站、侯家坝闸为枢纽的灌区，具提水灌溉、蓄水、泄洪功能，目前灌溉面积约5.0万亩。侯家坝闸功能为蓄水、泄洪。

侯家坝闸拆建工程设计洪水标准为20年一遇，设计过闸流量277.78 m3/s。闸工程等别为Ⅲ等，规模为中型，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。正常蓄水位9.0 m；通过设计流量时闸前水位为9.7 m，闸下自由出流。

水闸采用开敞式结构，顺水流向依次为进口段、闸室控制段及闸室出口1∶3泄槽段，与河底顺接。闸门上游侧设检修门槽，闸孔总宽36 m，分为3孔，单孔净宽12 m，堰顶高程为6.8 m，闸门顶高程9.0 m，门库底高程5.7 m，闸墩顶高程11.2 m。整底板厚1～1.2 m，顺水流向长度13.5 m；中墩厚1（1.5）m，边墩厚0.9（1.15）m。闸上游侧设工作便桥，总宽3.0 m，采用预制空心桥板，厚0.85 m。

工作闸门采用长支臂平面下卧式钢闸门，闸门底槛高程6.8 m。闸门面板朝向石碛河侧，门背梁系朝向上游侧。闸门全关时门叶向上游倾斜20°以减小行程。闸门全开时平卧并完全没于门库中，门库底高程为5.7 m。

1.2 试验研究的目的和意义

闸门是水利工程中最常见的挡水结构，确保闸门的正常运行对整个水利枢纽尤其关键。闸门工作时，在动水作用下常发生流激振动，而剧烈的振动会影响闸门的安全可靠运行。研究闸门流激振动问题应从结构受到的外激励荷载和结构的自身固有特性入手。当进行门的动态分析时，将结构的固有频率与作用水流的脉动频率进行比较，使闸门的固有频率与水流的脉动频率相近，以确保闸门结构的动力安全[1-3]。……