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    188宝金博页面版: 苏州河河口水闸抗波浪振动控制方法

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    内容提示： 第 !" 卷增刊第 # 期&’()!" *+,,(-.-/0 1’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展3 9-6:/’(’;< ’= >50-? @-7’+?6-7!$$" 年 % 月2,?) !$$"2345/6-7 8/ *68-/6- 5/!作者简介： 罗银淼 （#ABC —），男，浙江宁波人，副教授，博士，从事振动及其控制研究。 DE.58(： (+’<.85’FGH+) -3+) 6/苏州河河口水闸抗波浪振动控制方法罗银淼#，冯颖慧!，齐尔鸣I（# ) 浙江大学应用力学研究所，浙江 杭州I#$$!"； !) 杭州市城市建设科学研究所，浙江 杭州I#$$#I；I) 中国...

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    第 !" 卷增刊第 # 期&’()!" *+,,(-.-/0 1’)#! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展3 9-6:/’(’;< ’= >50-? @-7’+?6-7!$$" 年 % 月2,?) !$$"2345/6-7 8/ *68-/6- 5/!作者简介： 罗银淼 （#ABC —），男，浙江宁波人，副教授，博士，从事振动及其控制研究。 DE.58(： (+’<.85’FGH+) -3+) 6/苏州河河口水闸抗波浪振动控制方法罗银淼#，冯颖慧!，齐尔鸣I（# ) 浙江大学应用力学研究所，浙江 杭州I#$$!"； !) 杭州市城市建设科学研究所，浙江 杭州I#$$#I；I) 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，浙江 杭州I#$$#%）摘要： 苏州 河河口 设置大型翻板闸门， 单跨跨度为 #$$. 达到世界之最。 在台 风风浪作用 下诱发的振动有可能影响其结构的安全性。 基于连续系 统模态的理论分析， 获得翻板闸门 液固 耦合下的振动模态， 对比结构模型试验验证了 该解的合理性； 根据结构的具体特征建立了 该结构扭转振动控制机理， 根据文圣常提出 的风浪谱， 仿真求解结构控制前后的振动响应， 结果表明， 文中提出 的控制方法能大幅度地降低振动幅度， 从而提高结构的安全性能。关键词： 翻板闸门； 液固耦合； 振动控制； 苏州 河河口 水闸中图分类号： 9&I%， JI!K文献标识码： 2文章编号：#$$B!"B%" （!$$"）*#!$$A"!$%闸门使用过程中，因为载荷的复杂性，不可避免出现振动现象。 闸门振动的前期研究主要集中在振动机理的阐述、振动大小的评估，而闸门振动控制研究尚未有报道。 闸门振动主动控制主要有两个方面的困难：一是闸门结构振动属于典型的液固耦合振动，不易获得振动参数的解析表达；二是振动主动控制的反馈力装置难以与闸门启闭机构一起参与工作。 本文针对苏州河河口水闸超大型翻板闸门的振动控制进行了尝试， 以期对闸门振动控制的合理性进行探索。苏州河河口水闸采用超大跨度 #$$ . 的水闸翻板门，具有双向挡水的功能，遇天文大潮时挡外江千年一遇设计高潮位， 低潮时抬高内河水位。 同时水闸可以实现调水任务， 涨潮时开闸将外江水引 入内河，改善内河水质； 退潮时关门， 灵活控制调节内河水位，当内河有多余来水时，河水将从门顶溢流。 水闸的 挡 水结构为一扇 由 底轴 驱动单宽 #$$ .， 高AL"B.的翻板闸门， 由设在左右机房内的液压启闭机操作，液压启闭机液压缸通过固定于底轴端部的拐臂驱动翻板闸门。 水闸闸孔净宽 #$$ .。 挡潮水运行时闸门门叶成铅直锁定状态； 挡河水运行时闸门门叶成倾斜锁定状态。由于是国内首次采用超大跨度的水闸翻板门，对该类柔性结构在水力作用下的振动研究不多， 特别是在潮水涌浪激励下的振动安全性没有相应的基础研究，因此深入研究超大跨度水闸翻板门的振动及其控制是十分必要的。本文研究的超大型翻板闸门一般处于关闭状态，用于挡水 （内河与外河），此时经受的动态荷载为波浪激励。 由于结构的特殊性， 闸门的低阶模态频率无法避开波浪激励的能量卓越频率， 因此其振动控制显得极为必要。 闸门振动控制问题需要三个方面的工作："液固耦合振动时的模态研究；#闸门工作时的流体外激励载荷研究；$振动控制仿真。 以下按照这三方面分别加以阐述。!翻板闸门液固耦合振动的理论研究闸门在液固耦合状态下的模态研究开始于挡水梁板结构的弯曲模态分析，其中文献 ［#］研究了悬臂梁在一侧受有液体作用时及其浸没水中［!］时的弯曲模态问题，文献 ［I!B］研究了水工结构液固耦合时弯曲振动动力特性问题， 以上研究使得水工结构简单形状下的液固耦合弯曲振动问题的模态分析有解析解，或者近似解析解；对于比较复杂闸门结构的液固耦合振动问题，文献 ［"］采用数值计算与实验研究相结合的方法获得其模态特性。超大宽度翻板闸门由于其结构的特殊性，其门叶的弯曲相对底轴的扭转刚度而言较大，可以仅考虑其挡水作用和惯性作用。 底轴扭转振动一般方程为#$%&（ ’， (） (!3[!! ""] (#!"#)!*?"A?水利水电科技进展， !$$"， !" （ *#）+,-： $!C!KI"KBIIC./%&0-： 1(F ##2 3 ,42 3 56#))7： 8899: 3 ##2 3 ,42 3 56

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