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1、水口水电站溢洪道事故检修闸门动水关闭试验水口水电站溢洪道事故检修闸门动水关闭试验水口水电站溢洪道事故检修闸门动水关闭试验闽江I程局(福州350003)陈仰熙Tfi/【摘要1介绍试验情况,由于持住力大大超过原设计值,造成门机卷扬机构过负荷破坏,提出了面板水封均在下游侧的检修闸门,动水关闭时持住力计算方法,和减少持住力的设想.廿I董陵连【关键词】旦卫;垫垄羞圃试驻;堑l水El水电站溢洪道事故检修闸门,为露行情况.顶式定轮闸门,面板水封均在下游侧,孔口净宽15m,设计水头22.345m,闸门分三节,由手动大肖子连接,总重227t,设计由坝顶2160t门式启闭机启闭,静水起门,动水下降,作为溢洪道弧形
2、闸门检修或事故时的保护.门式启闭机的额定负荷2160t是按检修闸门动水下降的持住力来设计的.由于弧形闸门液压启闭机是接力式的,一次行程为2+8m,如果启闭机在关闭过程故障,关不到底,一时修不好,将造成大量弃水,这时有必要事故检修闸门动水关闭.一,试验方法溢洪道检修闸门动水关闭试验于1997年5月20日上午进行,当时水库水位61m,试前溢洪道弧形闸门已由水口电厂动水开闭试验正常,坝顶2160t门机于1月31日做了400t静载,325t动载试验正常,经与水口电厂商议,试验时弧形闸门开度为4.2m,由安装公司用坝顶2160t门机,把溢洪道检修闸门组装在1溢洪道上,由水口电厂开启1弧门到开度4.2m,
3、由安装公司指挥,水口电厂操作门机,动水关闭溢洪道检修闸门,在操作室监视持住力变化,在坝顶监视闸门运68二,试验过程门机主卷扬机构破坏情况1.持住力变化:溢洪道检修闸门入水前负荷表单钩显示98.7t,门重为227t,应显示113.5t,显示偏小15t.入水后开始缓慢上升到1lot,120t到170t上升较快,170t以后已来不及记录,最大值为270t2.闸门下降开始平稳,直到离底槛约2m时,持住力为230t,发生较强烈的振动爆裂声,接着门机小车上流下来大量机油,此时闸门快速下降到底,并切断水流,仅右下角有少量漏水.门机司机听到第一次爆裂声后即停机,但无济于事,闸门仍快速下降,闸门到底后,门机小车
4、仍然轰鸣,爆裂声,并有碎玻璃落下.3.检查门机小车,发现主卷扬机构左,右齿轮箱和电动机底部均破裂,机座拉裂变形,右侧制动器破坏,联轴节脱开,右齿轮箱固其右侧开敞式小齿轮被钢丝绳绕住而吊起,钢丝绳仍有十多圈在卷筒,但左侧是反卷的,右侧是正卷的,靠近固定端的一大段被绕到卷筒与其轴承之间和小齿轮上,且被开敞式齿轮咬断,开敞式齿轮因此被局部磨损.卷筒上固定钢丝绳的压板有二块螺钉被拉断有几块玻璃窗被打破.电阻少量被打变形1998拒水电站机电技术第L期三,原因分析和结论坝顶2160t门机的额定负载值,是因动水关闭溢洪道事故拉修闸门时的设计计算持住力小于320t为依据的.现实际测量持住力为2(270+15)
5、一570t,320t的1.78倍,因此门机主卷扬机构因载荷大大超过其设计能力而破坏.现有的溢洪道检修闸门因动水关闭时的实际持住力超过门机的设计能力,造成了门机的破坏,因此不能进行动水关闭.需要对闸门或门机进行设计修改,使其持住力小于门机的设计能力.四,持住力的分析FtG+Ws+PxPsTzd+Tzs)式中R一持住力.实际测量为570t;w一作用在闸门上的水柱重量面板水封均在下游侧的闸门,应考虑作用在闸门底部主梁的腹板上,当闸门在关闭时其高程为43.555m,当水位为61m,水柱H一6143.555l7.445m,闸门主梁承压面积A=30.8993m.;Ws一7HAl7.44530.899353
6、9t;G一闸门自重.为227t;Px一下吸力,面板水封在下游时应为0Ps一上托力,面板水封均在下游时应为接近关闭时,闸门底部主梁下水流向上的压力,即水流的压力底梁面积,即Ps=AP.根据流体的能量守恒定律:对于同一高程的水平水流来说HP1/7+Z+V./Zg+hwPl/7=H-ZV./2丘一hwH一最大值为坝上水位到底粱之问的水头,为l7.445m.V./2窟:H,为流量番数取0.85IH,一取最大值为坝上水位到底梁与底槛之间的水头,以计算平均流速.H一61一(43.555+42.655)/217.895m此时Z0V/2g=0.85.17.895=12.929mP/7=17.44512.929
7、1.Q63.74mPsAP130.89933.74=I15.563tTzd=P/R(f.r+f)一滑动支承摩阻力P一1/27HsB凸一l/218.17.15.4=2542t一作用在闸门上的总水压力R一40eraf.一0.Irllcmf一0.1cmT一2542/40(O.1儿+0.1)7626tTzsf.P一止承摩阻力.f30.2OP船B嚣一18.0.03:9.72tTzs一9.720.21.944tG+Ws+PxPs一(TZd+T)=227+539115.56一(76.26+1.944)一572.24570t实际测量值,说明以上分析是符合实际的.五,闸门减少持住力的设想从以上分析.想减小持住力,只有减少闸门的水柱重量ws,为使持住力小于320t,W应减步570320=250t,即Ws一539250289tWs=7HA,只有减少H,当W=289t时,H=Ws/TA=289/30.8993=9.353m,即水柱的承压面提高到61-9.353=51.647m.若把中下两节门叶上游面密封,把中节门顶主梁腹板高程53.73m,作为承压面则53.7351.6472.083m,z.08330.899364.363t.多减少的64.363t可抵消上游面密封材料的重量,并可考虑割除中下节面板.以上侧底水封均在下游侧的闸门.其持住力的计算和减小持住力的设想,需要通过水工模型试验,进一步加以证实.69
