赤水明桿式鑄鐵鑲銅閘門鋼閘門是個空間結構,外部荷載將由全部結構共同承擔。按照平面體系不能準確反映弧形鋼閘門的空間結構真實受力情況,設計出的閘門可能在一些部件上過于保守,而在一些關鍵部位又可能裕度不夠,從而造成整個結構的不[3]。隨著計算技術和計算機硬件的發(fā)展,有限元分析技術在工程技術領域越來越廣泛的應用。國內(nèi)關于弧形鋼赤水明桿式鑄鐵鑲銅閘門閘門有限元計算分析的文獻都是針對具體的工程進行計算。但有限元的計算結果與單元型式、網(wǎng)格疏密、荷載類型及邊界約束條件有直接關系.弧形鋼閘門主框架是特定約束條件下的鋼框架,鋼框架性的研究是鋼結構研究領域中一個主要課題,尤其對現(xiàn)實具體工況下鋼框架結構性的研究有待進一步完善。現(xiàn)行SL74—95《水利水電工程鋼閘門設計規(guī)范》中弧形鋼閘門主框架的性是以計算長度系數(shù)法為基礎的,雖給出了弧形鋼閘門主框架柱計算長度系數(shù)的*數(shù)值范圍,并在規(guī)范編制說明中給出了基于弧形鋼閘門框架支臂彈性屈曲分析的解析計算公式及圖表,但公式為超越方程,求解很不方便,*的數(shù)值范圍較大,設計中難以把握。本文根據(jù)轉角位移法基本原理,提出了直接求解鋼框架及弧形鋼閘門主框架柱的計算長度系數(shù)的計算,并考慮非對稱荷載、柱端彎矩及剪力等因素對計算長度系數(shù)的影響,對框架柱的計算長度系數(shù)計算公式進行修正;根據(jù)彈性理論,給出了弧形鋼閘門橫向框架和縱向框架的方程;根據(jù)結構分析理論,提出了弧門縱向框架性的分析。論文的主要研究工作與成果如下:1.利用轉角位移法分析研究平面鋼閘門是水工建筑物的重要組成部分,其運行情況既關系到整個樞紐建筑物的,又關系到樞紐綜合效益的充分發(fā)揮,以及樞紐下游城鄉(xiāng)居民的安危. 根據(jù)《水利水電閘門技術特性手冊》〔‘〕中的不*統(tǒng)計,我國建造的弧形閘門有遺27座(1984年底資料),其中有相當數(shù)量(約占1/3)的弧形閘門,使用年限已達到或超過《水利經(jīng)濟計算規(guī)范(SD137一85)》中:大型閘門、閥、啟閉機的折舊年限為30年,甲小型閘門、閥、啟閉機為20年的規(guī)定.對這些繼續(xù)使用的閘門的性和可靠度的評僑,不僅有現(xiàn)實意義,也有很大的社會意義. 又據(jù)文獻壓2口對馬山閘等扭個工程的低水頭弧形閘門的失事調(diào)查,這些工程共有問門159扇,失事的閘門有40扇,分析失事原因:由于支竹的失穩(wěn)彎曲、斷裂約占5。%以卜;其他有因施工差引起門葉拼接焊縫開裂、下弦桿焊縫拉脫;也有因運行操作不少操作規(guī)程,致使門頂過水或超載運行 我國絕大多數(shù)的弧形閘門目前是處于正常運行狀態(tài)中,但也不可否認,有些閘門隨著我國水電事業(yè)的迅速發(fā)展和工業(yè)制造水平的顯著，水利水電工程樞紐朝著高水頭量方向發(fā)展，其咽喉調(diào)節(jié)結構——弧形鋼閘門的水頭、門高及面積越來越大，如五強溪水利樞紐表孔弧形門孔口面積已達437m~2(19m×23m)。的弧形閘門的支臂形式有二支臂和三支臂結構，前者雖然制造加工簡單，但整體剛度差，內(nèi)力及構件截面尺寸大；后者雖了整體剛度，但在相同材料用量情況下三支臂框架結構的性較差，且常因動力性差事故頻發(fā)。