浅析底轴驱动式翻板闸门(钢坝闸)结构中的疲劳问题

摘要

底轴驱动式翻板钢闸门是近年来逐步兴起的一种双向挡水结构，由于其具有门顶过水形成人工瀑布、结构隐蔽、卧门行洪、开度无级可调等景观特点而被广泛应用于城市河道管理中，最典型的是建于2005年的上海苏州河口闸。但是从力学结构反视之，该闸门结构部分采用了一些违反设计原则的结构，势必会影响工程结构的使用安全，尤其体现在结构疲劳方面。由于该类型闸门在设计过程中并未考虑疲劳设计，因此也就未有疲劳寿命一说。但是历来结构事故中，疲劳破坏及失稳破坏占比达到80%以上，结合门体所受载荷特征，易受到流激振动的特性，可以确信底轴驱动式翻板钢闸门是一种易疲劳结构，因此笔者认为底轴驱动式翻板钢闸门在水利行业的推广值得业内人士的重视与商榷。下面以疲劳破坏为关注点，从结构上的应力集中、焊缝(焊缝组织、焊缝残余应力、焊缝外形)、闸门载荷等角度对该类型闸门的缺陷处进行问题分析。