我国兴建了许多大中型水工建筑物,其中的一部分建筑物中使用了弧形钢闸门,这些门体使用已达到或即将达到折旧年限。这些闸门的可靠性模糊不清,有些甚至存在重大隐患。但由于实际需要以及资金等方面的原因,仍在继续使用。因而对这些闸门进行安全评估已刻不容缓,具有很大的社会意义和经济效益。 本文的研究内容就是对某在役水电站弧形钢闸门进行安全评估。闸门作为挡水建筑物的一个组成部分亦必须进行可靠性评估。由于弧形钢闸门是一种具有很强空间效应的结构,所以应采用空间有限元法对其结构的整体工作性进行计算分析。本文利用大型有限元分析软件—ANSYS,对弧形钢闸门进行空间有限元分析,计算多种工况下弧门主要构件的应力状态,在此基础上,根据水工钢闸门的运行特点,采用结构可靠度理论,对其主要随机变量的分布规律和统计量进行初步研究,在用三维有限元计算闸门应力的基础上,利用应力系数法,获得强度失效模式下的极限状态方程,并用JC法求出闸门的可靠度指标,对闸门的可靠度进行初步的安全评估。 锈蚀是闸门的一个非常普遍现象。锈蚀使闸门门体构件变薄,进而致使结构承载能力下降,因而锈蚀测量对闸门安全性评估起着重要的作用。本文对闸门的锈蚀状况进行了现场测量。测量结果表明,闸门的锈蚀速率属于正常范围。 本文最后对闸门主要焊缝进行了超声波无损探伤,探伤结果表明该闸门焊缝存在焊接缺陷。在上述闸门有限元应力分析的基础上,应用概率断裂力学建立了裂纹的极限状态方程,并用JC法求出裂纹的失效概率,以此对闸门焊接缺陷的可靠度作出安全评估。