淮阴闸闸门振动原因初步分析
闸门振动的原因及防止措施分析
《闸门振动的原因及防止措施分析》2023-10-27CATALOGUE目录•引言•闸门振动的原因分析•防止闸门振动的措施分析•工程实例分析•研究结论与展望01引言闸门是水利工程中重要的组成部分，主要作用是控制水流流量和方向，保障水利工程的正常运行。
近年来，随着水利工程的不断发展和运行时间的增加，闸门振动问题逐渐凸显，对水利工程的安全运行和效益发挥造成了严重影响。
背景介绍研究闸门振动的原因及防止措施，有助于保障水利工程的正常运行和安全，提高水利工程的效益和寿命。
通过深入分析闸门振动的机理和影响因素，提出针对性的防止措施，为水利工程的设计、施工和运行提供理论支持和实践指导。
研究目的和意义02闸门振动的原因分析结构设计没有充分考虑闸门的整体性能，导致局部结构不合理，容易引起振动。
缺乏整体优化动力学模型不准确稳定性分析不足动力学模型不足以准确描述闸门的动态特性，导致设计缺陷，容易引发振动。
结构设计时未充分考虑闸门的稳定性，影响闸门的安全运行。
03结构设计不合理0201制造闸门所使用的材料不符合标准，导致闸门整体强度和刚度不足，容易引发振动。
材料质量不合格闸门的加工精度不够，导致各部件的配合不良，容易引起振动。
加工精度不高闸门焊接质量差，导致闸门整体强度和刚度不足，容易引发振动。
焊接质量差制造质量不良安装闸门时未充分考虑基础牢固性，导致运行时发生位移或振动。
安装不当安装基础不牢固安装闸门时角度不准确，导致闸门运行时受力不均，容易引发振动。
安装角度不准确安装过程中闸门受到损伤，导致运行时出现振动。
安装过程中损伤水流冲击过大水流冲击过大，超过了闸门的承受能力，导致闸门出现振动。
开闸操作不当开闸操作时速度过快或过慢，导致闸门受到冲击力过大或过小，容易引发振动。
长期处于异常工况闸门长期处于异常工况下运行，如低水头、大流量等工况，容易引发振动。
运行操作不当03防止闸门振动的措施分析03考虑流体力学因素充分考虑流体力学因素对闸门振动的影响，对水流速度、压力等进行合理控制，以减轻振动。
闸门振动的原因及防止措施分析
定期对闸门进行维护保养，检查各部件的磨损和松动情况，及时修复或更换损坏部件。
04
防止闸门振动的管理措施
防止闸门振动的管理措施
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05
结论
研究成果总结
闸门振动的原因
通过实地考察和理论分析，我们发现闸门振动的主要原因包括水流冲击、机械共振和外 部环境因素等。这些因素相互作用，导致闸门在不同频率和幅度的振动，影响闸门的安
安装精度不足
安装过程中未严格控制精度，导致闸 门与周边结构的间隙不均匀。
运行因素
操作不当
运行过程中操作闸门时未按照规定的 操作规程进行，导致闸门受到意外的 冲击或振动。
流体条件变化
运行时流体条件发生变化，如流量、 压力等参数波动，导致闸门受到不稳 定流体的影响。
03
防止闸门振动的措施
设计优化
01
闸门振动的原因及防止措施 分析
汇报人：文小库 2024-01-08
目录
• 引言 • 闸门振动的原因 • 防止闸门振动的措施 • 防止闸门振动的管理措施 • 结论
01
引言
目的和背景
• 闸门是水利工程中的重要组成部分，其振动可能导致闸门结构 的破坏和闸门工作性能的下降。因此，研究闸门振动的原因及 防止措施对于保障水利工程的安全和稳定运行具有重要意义。
加强质量检测
对制造完成的闸门进行质量检测，确保无缺陷、无损伤，提高整体稳定性。
安装优化
合理布置支撑结构
根据现场环境和运行要求，合理设计支撑结构，提高闸门的稳定性。
调整安装角度
在安装过程中，调整闸门的安装角度，使其与水流方向保持一致，减少水流冲击力。
运行优化
控制运行速度
合理控制闸门启闭速度，避免快速开关引起的剧烈振动。
浅谈闸门振动的原因及防止措施
浅谈闸门振动的原因及防止措施近些年来，随着我国社会经济的快速发展，水利工程等基础设施的建设也有了很大程度进步，水利工程的正常运行对社会经济稳定和人们人身安全等都有着极大影响。
水闸作为水利工程的组成部分之一，在启动或关闭的工作过程中，经常会有振动现象的发生，轻则会引起水利工程排水等功能受到影响，严重时甚至会引起安全事故。
因此，加强对闸门振动原因的分析并探索相应的防止措施，有着十分重要的现实意义。
一、闸门振动的发生原因闸门振动的发生原因十分复杂，但通常认为，动水作用的不平稳是闸门振动问题的直接原因。
在闸门开启或闭合的过程中，会有动水的产生，当动水接触到闸门时，会给予闸门一定的作用力，引起闸门的振动，大多情况下，这种振动是比较微弱的，并不会给闸门运行的安全造成影响，但在一些特殊情况下，闸门的振动是十分强烈的，甚至有共振或动力失稳问题出现，严重威胁闸门安全。
一般而言，闸门的作用力只是指结构受到的外力、干扰力，但也有一种特殊情况，即闸门结构本身或其周边介质运动形成的相互作用力。
针对不同类型的作用力，闸门结构的振动特点也是千差万别的，在外部作用力不停作用于闸门结构时，其带来的能量会抵消掉阻尼消耗能量，使闸门表现出持续振动现象[1]。
就激流振动而言，通常将闸门振动发生原因分为三种，一是外部作用力诱发的振动，属于一种微幅随机振动，其发生原因主要是由于水流波动性特征引起脉动压力作用于闸门后，导致出现振动。
二是稳定性问题引发的振动，这种振动是由于水流不稳定特征结合反馈机制功形成来对闸门结构的外力，根据流体共振或物体共振的原理，引起闸门结构的振动。
三是闸门运动导致的振动，这是一种自激振动，由于闸门结构本身存在诱发力，在物体共振过程中，形成闸门本身的振动现象，但是物体共振反馈是不稳定的，所以，此种振动会在结构运动消失时同时一并消失。
二、闸门振动的振源分析（一）弧形闸门的止水漏水止水座板是闸门的重要组成部分，是避免水利工程中建筑渗水、漏水的重要构件，但是，在弧形闸门中，止水座板与平面闸门有很大差异，在安装时，容易发生选型不当或者安装不平直等问题，止水座板与止水之间接触出现缝隙，无法完全密封，在上部水体的压力作用下，水就会从缝隙中射出，脉动压力作用于止水上，导致止水振动，进而引起闸门振动。
闸门振动的原因及防止措施分析
闸门振动的原因及防止措施分析1. 引言随着科学技术的进步和人们对于水利工程安全性的要求不断提高，防止闸门振动已经成为当今水利工程设计和施工中需要特别关注的问题。
闸门振动不仅会影响水利工程的正常运行，还会导致闸门结构的破坏，给人们生命财产造成不可估量的损失。
因此，为了防止闸门振动的发生，需要对其原因和防止措施进行深入的分析研究。
本文将结合水利工程设计中的实际情况，对闸门振动的原因及防止措施进行分析。
2. 闸门振动原因分析闸门振动的原因较为复杂，可以从闸门本身的设计、水流的作用和闸门周围环境等多个方面来进行分析。
2.1 闸门本身的设计闸门设计的不合理，可能引发闸门振动。
比如闸门结构的刚度不够，闸门与墙体连接的方式不稳定、闸门的重量分布不均等，都会导致闸门在水流的作用下出现振动。
此外，闸门的过渡区也可能是振动的产生原因，过渡区设计不当会导致水流的速度突然加速或减速，进而引发闸门振动。
2.2 水流的作用水流也是导致闸门振动的重要因素。
在水流涌入闸室时，水流会形成类似涡流的涡旋区，其作用会使得闸门前后产生反向的水流压力，进而引发闸门振动。
同时，水流会在闸门的槽口形成诸如缩流、加速等流场，进而产生压力波，拉低闸门下沿，使其不稳定，从而导致闸门振动发生。
2.3 闸门周围环境闸门周围环境也可能是引发闸门振动的原因之一。
当有高楼大厦、桥梁、公路等建筑物靠近闸门时，其产生的气流也会对闸门产生不稳定的影响，使闸门受到外力的干扰而振动。
3. 闸门振动防止措施分析为了防止闸门振动的发生，必须采取措施以提高闸门的稳定性。
下面从尺寸比例选择、结构优化、水流控制等几个方面进行详细分析。
3.1 尺寸比例选择闸门结构的尺寸比例选择十分重要。
对于低压角情况下的运行，需要调整闸门的悬挂距离，使得闸门避免受到水流特定频率激励。
同时，闸门的外形尺寸也需要进行优化，从而避免闸门成为水流的共振体。
3.2 结构优化闸门的结构优化也是确保闸门安全运行的一个关键环节。
水工建筑物闸门振动问题浅析
刀 型橡胶止水 。闸门底槛 为混凝土浇 同形 式 的振 动会造成 不 同的危 害 。 所 动 的频 率 达到 或接 近 附近 建 筑物 构 “ ” 以 ， 针对造成 闸 门振 动的原 因及 振 件 的固有 频率 时 ，也 将产 生共 振 现 筑的应改为 固定钢板 型式 ，以防 门底槛 要
三、 闸门的防振措施
１改 善 水 力 条 件 措 施 —— 减 小或 削弱潮汐风 浪对 闸门的撞击力 。 ．
低 。如茨淮新河 阚町节制 闸第五孔弧 消 除 水 流 紊 动 （） １ 一是 可 以通过 改进 闸门底
（） １调整 闸门下落速度 ， 以使单位 可
门槽型式 、 止水型式及消除进 口漏 时间的流量变化量减少 ，改善水流脉动 水 ，每次泄流时 ，开启高度在 １ ｍ 缘 、 —２ 达到减振抑振的 目的 ； 二是防 压力 ， 达到减振效果。 的范 围内出现强烈振动 ，最终使闸 门 斗漩 涡 ， 门叶变形 ， 左侧 支臂 弯曲。
２振 动 产 生 的 传播 危 害 ．
止 门顶 溢流 ， 沿高度设置多道止水 ， 改
（ ） 强设 备 维修 养 护 ， 证设 备 ２加 保
特别要 加强对 启闭机 、 杆 、 丝绳 、 螺 钢 滑
变门后 复杂 的水 流形态 ，以消除 自激 良好 的运行状 态 ，可 以减 少 闸门振 动 。 （） ２ 在出 口处 修建 蓄水池抬 高 出 轮及 导向块 等部件 的巡视 检查 ， 发现 问
动 形 式 研 究 制 定 相 应 的 防 范 与 改 进 象 ， 使建筑物 构件在 薄弱环节 或缺陷 破 损 。 措施 。 二 、 门 振 动 的 危 害 闸
１ 动 产 生的 直接 危 害 ． 振
处 产生裂缝 。 当建筑 物构件再 次受力
水工闸门振动分析及防振措施
水工闸门振动分析及防振措施摘要：闸门是水利水电工程建筑物的重要组成部分，担负着泄水、调流等重要任务。
工程运行中闸门的振动，轻则影响工程使用效果，重则影响工程安全。
本文浅析水工闸门振动分析及防振措施。
关键词：闸门；振动；流激振动；漏水；底缘型式引言水工闸门结构的振动极其复杂，属于水弹性力学问题。
水动力荷载在激励方面有不同方式，而且由于闸门结构不同，闸门结构的振动性质具有多样性。
伴随现代信息技术、计算机技术以及数据处理技术和动态信号测量技术的发展，水工闸门的流激振动问题也在一定程度上得到解决。
1振动现象振动是当弹性体受到外部动力作用时的一种自然现象,它是一种周期运动。
在振动理论中,振动现象可分成四种类型,即自由振动、强迫振动、参数振动和自激振动。
自由振动是指结构系统受到一次外来冲击力后发生的振动,此后再无外力冲击干扰,其振动特性完全决定于本身构造特点,与外力无关。
强迫振动是指结构在外界周期干扰力作用下的振动,其振动特性是由本身特点秘干扰力共同造成。
参数振动是指结构中某一参数（如质量、弹性等）发生变化时所引起的振动。
自激振动与强迫振动一样,是在外力作用下的振动,但这个外力不是周期性的,而是在结构系统本身的影响下变成周期性的外力,它反过来又引起结构发生振动,这种振动是结构自激产生的,因此称为自激振动。
2闸门振动常见原因2.1弧形闸门止水漏水因止水漏水造成的闸门振动，多是因为止水的底座不平或者是止水选型与闸门不适合，不够柔性，有水流在止水和底板座板之间流出。
当脉动压力发生在止水上会使止水发生振动，如果漏水量太大，使得闸门顶的水流射出不断拍打门叶梁格，引发闸门振动。
当这种情况发生时，应该改进优化工程，保障止水具备优良的密封性。
对于材料、止水位置、尺寸进行合理规划和安排，将止水和座板紧密接触，防止闸门漏水之后停止工作而造成振动。
2.2波浪冲击闸门闸前水位在靠近胸墙周围，较大风浪作用在上游时，会在胸墙底部和弧门露出水面处形成封闭气囊，空气受到压缩导致形成巨大的气囊压力，影响弧门安全，引发振动。
闸门振动现象及振动特性分析
的原 因 ， 便 采 用 有效 的 措施 予以 冶 理 。 以 按 ２ ５ 闸后 淹没水 流 引起 振动 ． 照水 力 条件 的 不 同 ， 源 可 分为 下 面 几 类 。 振 闸 门 在 一定 开 度 下泄 流 时 ， 后 发生 闸 形 成 一 个耦 合 系统 。 是 由 于 作 用 力 不 停 ２． 弧形 闸门止 水漏 水 引起振 动 正 １ 淹 没水 跃 会 产 生 对 闸 门 周 期 性 的 冲 击 ， 此 地 对 闸 门 系统 做 功 ， 入 能量 来弥 补 阻 尼 输 因 止 水 座 板 安 装 不 平 直 ， 止 水 选 型 时 由 于 水 流 强 烈 的 脉 动 压 力 作 用 ， 或 引起 闸
分 析 用 门 的振 动 机 理 的 基 础 上 ， 点 分 析 了 闸 门振 动振 源 分 析 及 对 应 措 施 。 重 关 键 词 ： 门振 动 振 动 特 性 振 动 源分 析 应 对 措 施 闸
中图分 类 号 ： ຫໍສະໝຸດ ６ Ｔ ６３文献 标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ ０ ０ （ ） ０ １ － １ １ ７ － ７ １ ２ １ ） ６ ａ一 １ ６ ０
漏水 、 门底 缘 型式 的影 响 等 因素 有 关 。 抵 御 剧 烈 震 动 的 能 力 ， 时 还 要 保 证 闸 门 宽 度 ， 求避 开 小 开 度 的 强振 区 ， 量 使 闸 闸 工 同 务 尽 程 实 践 证 明 ， 门 泄 流 或 闸 门 在 动 承 操 捧 结 构 具 有 较 高 的 动 力 可 靠 性 ， 保 证 闸 门 闸 以 门后 为 明流 状 念 ， 缘 不 被 淹没 。 底 中受 到 水流 作 用 时 都 会 发生 不 同 程 度 的振 的 安 全 运 行 。 ２． 平面 闸门门 槽空蚀 引起 振动 ４ 动 。 般 情 况 下 ， 动 比较 微 弱 ， 致 影 响 一 振 不 平 面 闸 门是 常 用 的 门 型 ， 高 速 水 流 当
闸门振动分析及防振措施
风速为v0。
图1闸门关闭挡水示意图
助教,主要从事工业机器人的研究。
Science&Technology Vision科技视界
图2简化力学模型
析,将实际问题简化,最后简化
简谐力作用,如图2所示。
料力学知识,位于距之作距离
位移表达式为:
(3l2x-4x3)
为了简化计算,取
运行,得下图3
浪高与波浪力的关系,由动量定
sin xdx=ρbh(1-cos l)
图3
分析发现,一般风速引起的波浪不会使这种中
闸门的位移到达0.5mm,因此闸门工作在安全环
泄流时闸门的振动
闸门泄流时或闸门在动水操作中受到水流作用
会户生不同程度的振动、一般情况下,振动比较
不致影响闸门的安全运行,但在某些特定条件下,
门将产生强烈振动,甚至产生共振或动力失稳现象[5]。
门泄流示意图,如图4.
图4闸门泄流示意图
图5简化力学模型
化,相当于一端为自由端,一端固5.由此可以设想,若板在某一流动,那末相应的悬臂梁也必定在这相反,如悬臂梁在某一工作流速动,那么相应的板一定不会颤振。
标系,水平向左为X轴正方向,竖
,梁的弯曲振动方程,查询文献, +ρ1∂2ε∂t2=-p
的推倒运算很复杂,此处只为粗型的静挠度和频率,故简化计算,
ε=Fl3
3EJ,其中F代表水流作用力。
水工钢闸门振动现象和振动特性分析
水工钢闸门振动现象和振动特性分析发布时间：2023-02-21T09:01:24.951Z 来源：《科技新时代》2022年10月19期作者：吴行轮戴小会[导读] 我国经济水平和科技水平的快速发展，振动失稳造成的水库大坝安全事故时有发生，如在某地区闸门泄水过程中，由于不明原因闸门剧烈振动，最终造成弧形闸门右支臂向内侧弯曲，闸门支铰轴断裂，对闸门整体结构造成严重破坏。
吴行轮戴小会水利部水工金属结构质量检验测试中心河南郑州 450044摘要：我国经济水平和科技水平的快速发展，振动失稳造成的水库大坝安全事故时有发生，如在某地区闸门泄水过程中，由于不明原因闸门剧烈振动，最终造成弧形闸门右支臂向内侧弯曲，闸门支铰轴断裂，对闸门整体结构造成严重破坏。
闸门振动会严重影响水库安全运行及水工建筑物结构稳定性，如今，闸门振动问题也已逐渐成为现代水利工程中的重要课题。
关键词：钢闸门；振动诱因；振动控制引言振动是导致闸门故障最常见的原因，本文对闸门产生振动的原因进行了分析。
由于闸门振动的复杂和多样性，现有的理论和研究成果难以保证闸门在任何工况下都不产生有害振动。
在水工闸门的设计、制造、安装以及运行管理中，应对闸门具体分析，并从水力学、闸门结构及其他方面采取相应的防止振动措施，避免有害振动的产生。
1振动时效的原理振动时效是在激振设备周期性激振力的作用，在某一频率下使金属工件共振，使其内部残余应力叠加，达到一定数值后，在应力最集中处，会超过金属的屈服极限而产生微小的塑性变形，从而使构件内残余应力降低和重新分布，处于平衡状态，提高材料的强度。
振动时效从微观上分析也就是在交变应力作用下，金属材料内部晶体位错发生滑移，使此处的应力变小或发生塑性变形，达到降低应力，稳定构件尺寸的效果。
2闸门振动现象及分类水工钢闸门主要包括止水装置、闸门门叶、支承结构等部件，很容易出现振动现象。
当水工影响因素只高于标准值时，闸门会出现轻微振动，这基本上不会给水工建筑物安全性带来影响；但如果水头和流量超过标准值时，会导致闸门振动频率和振幅大幅度增加，进而严重影响大坝水库及水工建筑物的稳定性。
淮阴闸加固工程新闸门振动分析与处理
① 闸门在一定开高 ， 水流脉动频 率 与闸门固有 的 自振 的频率相近 ， 引
起共振 。
② 加 固工 程 中 的 中墩 贴 角 ， 引起
固内容包括 ： 降低 排架 ， 建工作 ① 重 桥 及新建 启闭机 房 ；② 增建 中墩贴 角， 增加 底板 １ ｍ面层 ； 对排架 ０ｅ ③
等处碳化混凝土采用 Ｈ Ｓ环氧厚浆涂
土。
声， 两边桥头堡也有 明显振感 。 １ 第 ５
孑 门在 开高 ２ ｍ左右 时 门支 铰 之 Ｌ ０ｃ 间的双拉杆下一根抖动严重 。 另据 日常运 用发现 ： 闸孑 数和 开 Ｌ 孑 号及其 组合 不 同时振动情 况 也不 Ｌ
的不正常心理状 态 ， 成一定的事故 形
隐患 。 （ 下转第 ２ ４页）
着 开 高 的 继 续 增 加 ，振 动 现 象 逐 渐
定程度会引起构件疲劳 、变形 、 焊
接开裂 、 止水 破坏 。 ② 闸门振 动可 能引起 钢 闸门起 吊钢丝绳 的不正常拉应力 ， 对钢丝绳 的寿命及安全有一定影响 。
均小于计算 值 ， 底板强 度不满足强度
规范要求。 初 步设 计加 固措施 ： 闸底 板表 ① 面 沿 垂 直 水 流 向 加 筋 局 部 凿 深 １ｅ ， ０ ｒ 形成若 干条形槽 ， 内放 加强 ａ 槽 筋， 浇筑 Ｃ ０补偿收 缩细石混 凝土 ， ３
④ 闸门振 动可 能影 响工程 建筑
物整体稳定 ， 剧烈到一定程度可 能影
响建筑物的安全 。 ⑤ 闸 门振 动可 能 引起操 作人 员
部两侧增建 ２０ｃ １０ｃ 宽× ） ２ ｍｘ ０ ｍ（ 高
的贴角 ； ③闸底板局部灌浆 处理。底 板 凿 毛 后 布 筋 浇 筑 １ ｍ 厚 混 凝 ０ｃ
水工闸门的振动分析及防止措施研究
水工闸门的振动分析及防止措施研究摘要：在水利水电工程当中，闸门是非常重要的组成部分，在整个工程运行过程当中，闸门不仅仅要负责泄水，还有调流的任务，这对于水利工程正常运行来说非常重要，在闸门运行的过程当中，如果产生振动，那么很有可能会对工程的使用效果产生不利的影响，严重的甚至会影响到工程的安全，所以在整个水利工程运行的过程当中，要禁止的阀门的振动，如果出现振动要及时的找出原因并且解决，在工程里运行的过程当中，也要预防引起闸门震动的可能性，从而保证整个水利工程的安全。
关键词：水工闸门；闸门振动；防止措施1.闸门振动的判别标准在闸门工作的过程当中，不可避免的会产生振动，但是并非所有的震动都会引起安全问题，在一定范围之内的振动不会造成不好的影响，所以在闸门振动产生之后，需要对振动进行判别，如果超过了标准，那么就需要采取相应的措施。
一般判断闸门振动的标准采用的是原型观测的方法，常见的闸门震动判断标准主要如下表所示：1.闸门振动常见原因1.由于水封漏水产生的振动闸门振动产生的原因有好多种，最为主要的原因之一就是水封漏水。
水封漏水也分为多种形式，一般有底水封、侧水封、顶水封这三类。
底水封漏水一般会使得闸门能产生轻微的振动，但是也有情况比较严重的时时候会引起闸门的大幅度震动，同时产生较大的响动。
测水封漏水不一定会使得闸门震动，但是如果底水封连接处封水效果不佳，那么一旦侧水封漏水，就会引起闸门的震动。
顶水封漏水是造成闸门震动的主要原因之一，因为水冲击较多的就是顶部位置，顶部结构会使得闸门产生振动。
1.闸门下游淹没出流的水跃引起闸门振动在闸门工作过程中，如果下游被水流淹没，那么在开启闸门和关闭闸门的过程中，很可能会产生稳定的水跃，水跃是导致闸门振动的主要原因之一，所以在使用工作掌门的过程中，要尽可能的使闸门背后保持充分的通气，不然在开启闸门之前就要进行水利试验，在试验通过之后，才能够开启闸门，只有这样才能够保证安全性。
水工建筑物闸门震动问题分析
水工建筑物闸门震动问题分析摘要：本文对水工建筑物闸门震动问题做了简单介绍，并对震动原因作出分析。
关键词：水工建筑物闸门；闸门震动；自震特性引言：闸门的安全运行直接决定着水工建筑物工程效益的发挥，而闸门的振动是影响闸门安全运行的重要因素之一，同时闸门的振动问题也是水工建筑物管理运行的重要课题之一。
根据相关水管单位多年对水工建筑物运行管理的经验，现就引起水工建筑物闸门振动的各种现象及其原因、危害及防振措施简析如下。
一、闸门振动的各种现象闸门止水漏水或止水破损漏水，特别是橡胶止水，当闸门运行（开启）到某一高度范围，止水发生振动而致使闸门随之振动，由于振动的频率较高，常发生如汽笛一样的鸣叫，声音非常大。
船闸人字门遭船只或重物撞击后，使门枢垂线发生变动，额外的摩擦力使得运行中的闸门由抖动变为振动，振动的频率较低，发出“嗡嗡”轰鸣声，声音低沉。
闸门底缘型式不好，特别是弧形门的底止水结构不好，或者是门底门槛发生破损漏水，当闸门在下游有一定水深的情况下泄流，也能引起闸门的振动。
波浪冲击闸门，使闸门发生振动。
南方特别是经常出现台风或海潮的地方容易出现这种情况。
闸门在一定的开度泄流，而门后的淹没水跃对闸门产生周期性的冲击，也会引起闸门的振动。
闸门结构的钢度较差，在上述同样的条件下，容易使之产生振动。
深孔高压闸门门槽槽型不合适，泄流时使通过闸门的水流紊乱并发生脉动，引起闸门气蚀及振动。
启闭机安装质量差，螺杆轴线、吊耳中心、闸门重心三者间相对偏移量过大，导致门体不同程度倾斜，下滑阻力增大而引起振动。
综上所述，引起闸门振动的主要原因是水力（水流）条件不理想，也就是说紊流是造成闸门振动的最主要原因；而闸门振动的直接原因则是闸门结构与型式的设计选择以及加工安装的理想程度；机械损伤变形与运行管理不善也是造成闸门振动的又一原因。
不同形式的振动会造成不同的危害。
所以，要针对造成闸门振动的原因及振动形式研究制定相应的防范与改进措施。
淮阴闸加固工程新闸门振动分析与处理
淮 阴 闸加 固工 程新 闸 门振 动分 析 与处 理
肖 怀 前
（ 江苏省淮沭新河管理处 ， 苏 淮安 ２３０ ） 江 ２０５ 摘要 ： 阴闸新安装的弧形钢 闸 门在工程完工后 发现在一定 开高时有振动 现 象， 淮 通过 对项 目的设计 、 施工过程 和 闸门振动发 生发展情况的研 究， 对振 动原因进 行 了初 步分析 ， 并采取试 验的 方式逐 步排 除， 最终得 出引起 闸 门振动 的原 因和解决 闸门振动 问题的措施。 闸门振动原 因是 闸 门开到 一定开 高时， 底缘 形式引起 的切 向水 流 冲击底板 ， 出现 门后 水流的强烈不稳 定流态， 加上 由此 而引起 的 气泡并破 裂产 生强大 负压 ， 引起 闸 门振动 。对 闸门底 支承板进行割除处理能够有效解决新 闸门的振动 问题 ， 同意对淮 阴闸新 闸门全部进 行底 支承 板割 除处
１ ｍ厚 混 凝 土 方 案 。 ０ｅ
２０ 年 ８月 ３ ０５ ０日， 下游水 位达 ９ ９ｍ（ ． 相应 的 游 水位 为
１ ． ｍ）开 闸 孔 数 为 １ 孔 ， 号 为 ４ ５ ６ ８９ １ 、１ １ 、３ １ 、 ２１ ， ２ 孔 、 、 、、 、０ １ 、２ １ 、４
１、 ５１ ， ７号 开高均 为 ４ ｍ， ５ｅ 发现全 闸振 动厉 害。后调 为 ８孔 （ 、０ １ 、２ １ 、４ １ 、 ９ １ 、１ １ 、３ １ 、５ １ ） ７号 开高 ７ ｍ， ０ｅ 振动情况好转许多 。
足 强度 规 范 要 求 。
某一高度停止 １ ３ｍ ｎ ～ ｉ 后开始发生振动 ， 且逐 步发 展 ， 严重时 伴有 较大的轰 鸣声 ， 两边桥头堡也有 明显振感 。第 ｌ 号孔 门在 ５ 开高 ２ ｍ左右时门支铰之间双拉杆 的下一根拉杆抖动严重 。 ０ｅ 另据 日常运用 发现 ： 闸孔数 和孔 号及 其组合 不同时振 动 开 情况也不相 同 ， 振动一般都波及全 闸， 当闸门全 邝关 闭时基本 不
水工闸门振动问题研究现状及发展趋势浅析
在 水 利 水 电工 程 中 ，水 工建 筑 物 的振
动问题长 久以来一直难以得到较好的解决 。 其 中，尤其是水３ ｌ ｌ 的振动是绝大多数 ：ｑ＇ ￣ｑ ， 水工建筑物破坏的根本原因，由于其结构 和工作条件的复杂性 ，使得其在工程运用 中存在着诸多安全稳定性问题。从闸门事 故分析来看 ，闸门破坏时往往都伴随着强 烈的振动。因此 ，研究闸门的 自振特性对 同类产 品结构 的设计 以及安 装具有 一定 的借
２ 闸门振动特性在 国内外的研究 现 状
闸门振 动 危害 很 大 ，长 期以 来 已经 有
其计算过程比较简单。但在实 际上 ，闸门 及不同开度下闸门结构 的动 力响应 （ 包括 ｆ 是 一 个 完 整 的空 间结 构 体 系 ，如 果 仅按 平 位移 、动应 力和振 动加速度等 ） ，并对闸 面体系计算各个组成构件的内力，并不能
鉴意 义 。
高以及仅能测量少数几个节点的振动响应值 的缺 陷。因此 ，其很难做到真正意义上的 水弹性相似模拟。对于模型试验法 ，其制 型试 验法 其主要 方 向即为寻 找更适 合的水 弹
３ 闸门振动特性研究的计算方法
Ｉｆ 的振 动涉及水流条件、边界 条件 ｍｑ ｑ 以及闸门 自身结构的 自振特性等方面 ，并 且水流与闸门之 间的流固耦 合作 用不可忽 略 ，这就决定 了ｌ ｆ 振动问题研究的复杂 ｉｑ － ￣ Ｊ 性 。 目前 国 内 外 学 者 主 要 采 用 原 型 观 测 法 、模型试验法以及数值分析方法进 行闸 门 自振特性 的研 究。
１ 闸门振动产生的原 因
闸门振动是一种特殊 的水力学问题 ， 其振 动 涉 及 水流 条 件 、闸 门 结 构以 及水 流 和 闸门之 间的相 互作 用 ，属流体 诱发振 动。当闸门开启泄流时 ，受周 围边界条件 影 响 ，动 水 作 用 于 Ｉ Ｉ产 生 脉 动压 力 ， 如 ￣＇ Ｉ３
水工钢闸门振动现象及振动特性分析
Hydraulic Technology370《华东科技》水工钢闸门振动现象及振动特性分析程 旺，卢沈煜（江苏省太湖地区水利工程管理处，江苏 苏州 215000）摘要：一般来说，在水工建筑物当中，水工闸门属于不可或缺的构成部分，大部分闸门处于开启与关闭的状态之下时均会发生振动的现象，在闸门出现很大振动现象的情况时，应该做好分析与探究工作，同时编制出合理的处理对策，以便减小由振动而产生的危害影响。
本文通过分析闸门振动的原理情况，同时说明了闸门振动振源的状况以及具体的解决对策，以便给相关研究工作人员有效的参考和帮助。
关键词：水工钢闸门；振动现象；振动特性近些年以来，在国家的扶持与推动之下，我国的水利工程建设呈现高速度、高质量发展的趋势，其中，水工钢闸门被广泛运用。
水闸通常情况下可以建立在水库、湖泊、河道等区域。
水闸作为水利工程的重要工程建筑物，通过钢闸门的适时启闭，水利工程能够实现泄洪、排涝、冲沙以及取水等作用，可以充分发挥水利工程的抗旱排涝工程效益，因此，闸门的安全运行也显得尤为重要。
针对水工钢闸门出现的振动现象，需要予以重视。
经过对其振动特性加以分析，并提出科学的解决方案，达到延长钢闸门使用寿命，避免出现安全隐患的目标。
1 闸门振动原理的分析 通常情况下，导致闸门出现振动现象的原因可谓非常多，实际的状况十分复杂。
笔者通常查阅相关研究文献和资料以后，从中可以获知，造成闸门振动现象产生的原因在于闸门受到动水作用不平衡因素的影响，让闸门和动水接触的瞬间产生了相应的振动情况[1]。
实际上，在闸门结构受到不同形式作用力影响的过程当中，呈现出来的振动特征同样是不同的，有微弱的震动，也用剧烈的震动，甚至会出现共振等现象。
一般而言，闸门的作用力主要来源为该结构承受的外力及干扰力，当然也包含着其他方面的来源，即为闸门的结构本体，或者周围介质的运动形成的彼此互相作用力。
在闸门被各种类型的作用力影响的情况下，作用力会对相关闸门系统进行做功，闸门阻尼耗能会被其输入的能量补充，该闸门就会呈现出长久的振动现象。
水工钢闸门振动现象及振动特性分析
水工钢闸门振动现象及振动特性分析摘要钢闸门是水工建筑物一个十分关键的结构部分。
目前,从闸门失事的调查结果来看,振动是造成事故发生的主要原因。
从闸门振动的自身特点出发,具体分析闸门振动的机理以及闸门振动的振源情况和处理方式,以为避免振动给闸门带来的不良影响提供参考。
关键词闸门振动;振动特性;振动源;应对措施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。
1闸门的振动机理引起闸门振动的原因是多方面的,情况较为复杂。
而根据专家们提出的理论认为,导致振动出现的主要原因是动水作用的不均衡,从闸门与动水互相接触的那一刻开始,振动现象则随之出现[1-2]。
闸门结构面对各种形式的作用力,其出现的振动特点也是不一样的[1]。
很多情况下,闸门的作用力指的都是其结构的外力,也存在着另外一种情况,就是闸门自身的结构或与附近质的运动保持相互作用。
当闸门受到多种作用力时则将对闸门系统做功,而输入能量对阻尼耗能填补后能够使得系统出现持续性的振动[3]。
在流激振动方面进行分析研究,世界各国建筑专家及设计师们将流激振动分为3种:(1)外部诱发振动(微幅随机振动)。
这种振动的引起因素是因为水流自身存在着很大的波动性,导致脉动压力的出现而引起振动。
(2)稳定性差导致的振动。
这种振动是由于水流的不稳定性及反馈机制共同形成了外力的作用而造成的,这些和振动内部结构有着十分密切的关系,不稳定反馈机制涉及到流体动力学中的流体共振或物体共振。
(3)运动诱发振动(自激振动)。
这种振动的引起因素是闸门自身结构的诱发力,它与物体共振反馈的不稳定振动之间不存在准确地区分,此种振动随着结构运动消失而消失。
2闸门振动振源情况与处理方式要想避免振动的发生,就需要对造成振动的原因进行准确的分析,这样才能找出合适的处理措施[2]。
水工钢闸门振动现象分析及解决对策
水工钢闸门振动现象分析及解决对策摘要钢闸门是水工建筑物一个十分关键的结构部分，目前，从闸门失事的调查结果来看，振动是造成事故发生的主要原因。
从闸门振动的自身特点出发，分析闸门振动的机理找出原因，从多方面因素来解决振动问题。
关键词闸门振动振动特性振动机理解决对策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紧小范围内，否则将会对闸门产生巨大的破坏。
一、优良的水工钢闸门，庆具备如下性能：1．结构安全可靠，能在规定的工况下正常工作。
满足局部开启要求，泄水能力大，无严重空蚀，无强烈振动。
2．启闭操作灵活方便，能及时开放或关闭过水孔道。
3. 止水装置严密，其漏水量及由漏水而产生的其他不良现象均应在容许范围内。
二、闸门振动的的危害闸门在运行时，一般情况下振动是很轻微的。
当闸门产生共振时．振幅剧增，振动强烈，在门叶结构内出现不平常的应力和应变，引起闸门金属构件疲劳、变形、焊缝开裂、紧固件松动，止水损坏，以致使闸门整体结构遭到破坏。
此外，闸门强烈振动常使门槽损坏。
三、闸门振动机理及原因分析（一）振动机理（1）自激振动这类振动因结构物的振动导致周期性的作用力，此作用力叉加大了结构物的振动，激荡频率是门体与水流因耦合而派生的。
（2）强迫振动这种振动通常是随机的。
结构运动对流体作用力不产生明显的影响。
激荡频率是外力固有的。
对于某个具体闸门来说，其诱发振动的因素可以是一种机制起作用，也可以是多种机制的组合。
总的说来都是由于动水作用下的不平衡力或脉动力引起的。
（3）门后淹没水跃在闸门大开度时．闸下产生淹没水跃，跃头是不稳定的，淹没水跃旋滚猛烈地、周期性地冲击闸门背面，激荡力就是水跃作用在闸门上的脉动压力．如果激荡力的频率接近或等于闸门的自振频率时，闸门便产生强烈振动。
闸门振动分析及防振措施
闸门振动分析及防振措施史喆琼;李继栋【摘要】作为水利水电工程建筑的重要组成部分,闸门的振动直接影响到水利水电工程的安全和启闭设备的正常运行,掌握闸门振动情况具有很重要的现实意义.因此,本文在深入研究闸门振动问题的基础上,阐述了闸门各种振动现象及其危害,分析振动的成因并提出了相应的防振措施.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2018(000)018【总页数】3页(P37-39)【关键词】闸门;振动;防振【作者】史喆琼;李继栋【作者单位】天津工业职业学院机械工程系,中国天津 300400;天津航天中为数据系统科技有限公司机械工程师,中国天津 300400【正文语种】中文【中图分类】TH1640 引言闸门是水利水电工程的重要组成部分，大部分闸门在启动或者关闭的过程中，都有一定程度的振动情况[1]，对于振动较小的情况，由于对水工建筑物影响甚小，一般可以忽略不计；但对于振动较大的情况，可能对闸门产生较大的破坏，从而对整个水利水电工程产生较严重的后果。
针对这种情况，需要对闸门振动给予足够的重视，这样才能保证水工结构工程顺利实施。
1 闸门振动分类及危害1.1 闸门振动的分类闸门振动主要分为轻微振动、剧烈振动和两种情况[2]，一般认为，轻微振动和剧烈振动通过闸门的平均振动位移划分，当闸门平均振动位移小于0.5mm时，为轻微振动；当闸门平均振动位移大于等于0.5mm时，为剧烈振动。
1.2 闸门振动的危害闸门的振动一方面会对闸门本身产生破坏，另一方面还会引发与闸门连接的设备的损坏，进而影响到整个工程系统的稳定运行。
2 闸门振动产生的原因引起闸门振动的原因主要分为两个方面，首先，闸门自身结构引起的振动，包括闸门止水缺陷[3]引发振动和闸门长时间使用导致闸门结构变形引起的振动；其次，外部水流引起的振动，包括泄流时淹没出流引发的振动和大风吹动水面产生浪涌，波浪周期性冲击闸门产生的振动[4]。
3 波浪冲击和水跃冲击引起的震动对闸门的影响3.1 波浪冲击闸门引起振动在上游出现的较大风浪和涌潮作用下，闸门处于关闭挡水状态，计算其最大振幅，示意图如图1。
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淮阴闸闸门振动原因初步分析
张忠恒
(江苏省淮沭新河管理处，江苏淮安223005)
￡}裔耍】淮阴闸自2004年开始加固将原钢丝网水泥面板门更换为双主粱斜支臂弧形钢闸门，新闸门投入运行后，发现在多种水位组合睛况下，大多数存在不同程度的振动现象，为此我们进行了事专门调试检查，总结了闸门振动情况与开度妁关系。
p猢]淮阴闸；闸门；振动；原因
1基本情况
该闸建成于1959年，设计流量为3000m3／s，校核流量为4000m3／s，共30孔，单孔净宽1O m，总宽345．4m o淮阴闸闸门原为钢架木面板弧形门，1975年改建为钢架钢丝网水泥面板门，淮阴闸自2004年开始加固将原钢丝网水泥面板门更换为双主梁斜支臂弧形钢闸门，目前更换后的闸门已投入．运用。
2闸门振动情况
新闸门投^运行后，发现在多种水位组合情况下，大多数存在不同程度的振动现象。
根据我们的统计和日常运用，闸门振动情况可归纳为以下几种：
1)下游水位在9．O m以下时，闸门在开高10-_35c m时普遍有振动，随着开高的继续增加，振动现象逐渐消失。
2)当下游水位较高时，闸门开高达60c m时仍有振动。
3)有振动情况的闸门一般是在开到某一高度停止1—3分钟后开始发现振动，而后逐步发展，严重时伴有较大的轰鸣声，并波及整个闸身。
4)部分闸门在开高达70cm时，门叶振动不明显，两铰链之间的拉杆反而剧烈抖动。
5)开闸孔数和孔号及其组合不同时振动情况也不相同。
6)有时振动从门的某一部位开始，逐渐传到其他部位，有时一侧振动明显重于另一侧，但无规律可寻。
3振动原因分析
3．1水流条件
由于本次加固，将闸底板(1口26孔)局部抬高了10c m，门坎部位1．6m噘水流方向)范围内没有抬高(见图一)。
这就造成闸底板不是—个平面，而是呈凹形面。
这样，就迫使过闸水流在门底呈先下跌后上冲的不良状态。
本次加固还在中墩(该闸为两孔一块底板，中间墩为中墩，两侧为缝墩)两侧底部、闸门的上下游面各增加～段贴角(见图一)。
这使过闸水流产生曷部折、中、回流，也是一种不良流态。
匮卜闸葺功d^图
另外，新闸门底缘太宽也对过闸水流产生影响。
闸门门底支承板宽125m m，加上止水橡皮及压铁部分共计达175m m，偏宽：而该闸底板门坎部位1．6m范围内又下凹了10cm，这使过闸水流受到了相对更多和更长时间的约束。
门下泄流条件不好，容易产生振动。
除此之外，下游水位较低时，过闸水流容易冲离闸门附近，这可减轻水流对闸门的脉动作用。
相反，下游水位过高，阻力增大，过阃对嘲-在闸门近处回漩、翻滚，也对闸门产生影响。
总之，水流及波浪对闸门的冲击，水跃、漩涡对闸门的脉动作用以及在动水操作中其他不可预见．的动水脉动力都容易使闸门产生强迫振动。
而且，不利的边界条件必然导致不好的水流形态，不好的水流形态对闸门所产生的冲击力、脉动作用力也随之增大，闸门振动的强弱程度与各种作用力的大小密切相关。
3．2振动频率
不利的水流条件对闸门的脉动作用具有随机性。
闸门处于不同的2009年11月(下)工况(水位差、上下游水位、开高、开闸孔数、孔号及其组合等等)，振动情况各不相同。
—般情况下，在局部开启运行时，闸门的振动基本上是水流脉动作用下的宽频带随机振动。
由于水流的脉动压力频带较
宽，其中包括与闸门固有的频率(自振频率)相近的频率破分，这种随
机荷载作用在闸门E将激发出闸门的固有振动成分，特别是水流脉动压力的主频率接近于闸门某阶段固有频率成分时，振动就比较明显，甚至造成闸门短时间的“拍振“或较长时问的稳态“共振”。
另外，由于各扇闸门的支承情况、门体制作、安装质量等不尽相
同，其自振频率成分及分布也有差异，当某些闸门发生振动时，就会因
为振动频率接近或吻合而引起其他闸门振动——哄振。
3．3施工质量
1)支铰安装质量。
弧形闸门支铰的主要作用是将闸门上全部水压力和部分门重传给闸墩，并保证闸门能绕水平轴转动，因此，它是闸门中很关键的部分。
启闭闸门时，整个闸门绕支铰的水平轴转动，铰轴中，慌理想状态下应位于弧形面板的圆心处，所以，作用在面板上的全部
水压力通过铰轴中心，启门时只需克服闸I'-10重以及止水和铰轴的摩阻力对轴心的阻力矩。
根据水利工程施工质量检验评定标准：弧形闸门门体安装，其铰座轴孔倾斜度允许误差为1／1000(m m)轴长；两铰座轴线同轴度允许误差为2m m，且两个条件须同时满足，这就对铰座安装提出了很高要求。
淮阴闸加固将原支铰的铰链、铰轴进行了更换，而因原铰座难以拆除，只好维持原状。
这就很难保证所有闸门铰座都能达到上述检验评定丽桂要求。
加上本次更换的铰轴均为四注形铰轴，无自身调节作用(原门铰轴一侧为圆柱形，另一侧为球形)。
这使闸门在启闭时不能绕水平轴旋转，出现实际受力状态与设计状态不同。
在水流脉动力作用下，容易产生振动。
2)两铰链间拉杆的安装质量。
闸门两铰链之间的拉杆(该闸为上下排列的两根中70钢杆)，它是闸门两支臂铰链处的横向联系构件，—般不受力。
如果安装不好，将会产生附加内力，铰链的正常工作状态也将被改变，对整个闸门产生不利影响。
淮阴闸新闸门的部分拉仟安装缺陷比较明显，两杆不平行，有的下垂，有的拱起，运行过程中常发现其晃动、颧抖，严重时响声较大。
据日常运用和调试检查发现：在闸门开高较大时，门叶振动不明显，拉杆反而剧烈抖动。
3)闸门左右两吊索长度不完全一致，运行时必然导致门体扭曲变形，闸门某些部位也因此而产生附加内力，这样，在动水力的作用下，易发生振动。
目前，淮阴闸闸门振动已引起有关专家地高度关注，振动原因还在进一步查找分析。
从积累的资料看，初步认为底板与中墩加固改造方法不当：闸门底缘结构不太合理是闸门振动的主要原因。
通过将部分闸f-l l'-I底支承板进行割除后多次调试发现：在同样工况条件下，支承板割除后的闸门振动现象明显好于支承板未割除的闸门。
经有关专家实地察看，已认可这一方案确有明显效果。
4结语
长期以来，低水头弧形钢闸门的轻度振动这一常见而又非常复杂的问题，已被认同或接受。
但在特定条件下，闸门出现的剧烈振动，共振或动力失稳等。
将使门叶结构内出现T---T'-常的应力和应变，引起闸门金属构件疲劳、变形、焊缝开裂、紧固件松动、止水破坏以致(甲qf-I整I本结构破坏等。
对此，应引起足够的重视。
希望今后不管新工程设计、施工，还是老工程加固改造，都要严格按照瓶兜合理布置，优化殴计，严把施工质量关。