基于检测数据的弧形钢闸门支臂可靠度分析

胡 强，王 姣，朱振寰

（1.江西省水利科学院，江西 南昌，330029；2.江西省水工安全工程技术研究中心，江西 南昌，330029；3.中铁水利水电规划设计集团有限公司，江西 南昌，330029）

0 引言

弧形钢闸门广泛地应用于水利水电工程，在防洪、灌溉及发电等方面发挥着重要作用[1]。锈蚀是钢闸门普遍存在的现象，由于受锈蚀的影响，钢构件的截面尺寸将会削弱，导致结构整体刚度减小，变形增大，结构应力增大[3，4]。随着工程结构分析和设计方法的不断发展与更新，可靠度理论应用于结构分析的研究逐年增多[5-7]。余向明[8]等基于结构可靠度理论采用JC法分别计算了钢闸门初始运行期和工作30a后的结构可靠指标，最终对闸门的可靠度进行了初步的安全评估；李永科[9]利用Ansys有限元分析软件建立钢闸门三维实体模型，分析计算闸门内部的荷载效应及抗力，并计算了不同工况组合下闸门各构件的可靠度。

本文以某水库弧形钢闸门为实例，基于现场检测的样本数据，采用三维有限元方法分析支臂可靠度。

1 检测数据的统计分析

1.1 闸门结构简述

某水库溢洪道闸门为斜支臂弧形闸门，闸门高度6.0m，宽度11.96m，主要由面板、双主梁、支臂等部件组成，材料为Q235。闸门支臂为H型钢结构，翼缘厚20mm，腹板厚12mm。闸门为2010年水库除险加固时制造安装，服役至今已10a。

1.2 检测数据统计分析

采用TT300超声波测厚仪在闸门下游侧进行检测，支臂翼缘和腹板各检测150个数据，统计特征值见表1。

表1 支臂锈蚀量统计特征表 mm

2 三维有限元模型分析

2.1 有限元模型

（1）单元划分。……