关于水工钢闸门可靠度的论述
摘 要：闸门是水工建筑物的重要组成部分，闸门的良好运行保障水利枢纽建筑物的安全，发挥水利枢纽的综合效益，保障下游城乡居民的生命安全和财产安全。
但是水工闸门的工作环境及使用年限造成闸门的可靠度问题出现，需要运用合理的计算方式和分析方法对闸门的可靠度进行分析，寻找可靠度的最优评价方法和解决方法，保证闸门的合理运用，发挥良好的防御洪水能力。
毕业论文网 关键词：水工闸门；可靠度研究；荷载 各种不确定因素对水工钢闸门可靠性评估存在影响，需要采用可靠度理论知识来进行钢闸门安全性评估和预测使用寿命。
根据钢闸门可靠度分析的特点提出水工钢闸门的分析流程图，从钢闸门的安全性、适用性、耐久性详细的评述水工钢闸门的可靠度研究，讨论钢闸门可靠度研究要解决的问题。
1 水工钢闸门可靠度研究的重要意义 （1）在工程机构设计标准中采用以可靠度理论为基础的概率极限状态设计法，是工程结构领域的发展趋向。
可靠度研究使结构设计具有更全面、合理的理论依据，减小各类因素造成的误差，有利于工程的统一协调。
（2）可以使钢闸门的使用疲劳问题、振动问题、寿命预测问题有理论依据和科学的解决方法。
（3）可靠度分析使设计在经济上找到最合理的平衡点，满足工程使用需要的同时，减少资源的消耗。
2 钢闸门可靠度研究现状 结构可靠度是指结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的概率。
（一）门前水位随机变量及统计量 水工钢闸门是水利枢纽中可以活动的挡水结构，闸门上的静水压力造成闸门的巨大荷载，静水压力受枢纽中水文深度的影响，需要规范的设计增加可靠度。
水压力荷载是作用水头的一种数学函数，需要揭示作用水头的规律解决问题。
门前峰水位与坝前水位峰值因闸门的作用时效有所不同，门前年峰水位均值与设计水位、正常高水位分别高度线性相关，需要在可靠度研究时注意，从门前峰水位的概型、分布函数和特征值开展可靠度设计和检验核准。
（二）水荷载影响系数的确定 水工结构的设计考虑闸门的工作环境、使用年限和安全的需要采用应力法设计，结构中材料都处在弹性工作阶段，采用引力系数法，用叠加原理建立某点强度条件的极限状态方程。
对于发挥空间作用的水工闸门，根据水位随机变化的作用，通过计算不同水位及对应荷载效应的数值建立数学曲线，利用数学原理从水位的统计量判断荷载效应的统计量，建立显式的极限状态方程。
（三）构件锈蚀量 描述锈蚀状况的重要参数是锈蚀量和锈蚀率，数据值与闸门的类型、防腐方法及环境条件等因素的影响有关。
可以根据闸门的在水下的具体运行时间利用数学公式换算有效的锈蚀量的分布规律和统计参数。
（四）分析模式的选取 根据可靠度理论可以发现结构体系失效的主要模式为主梁失效、边梁失效、面板失效，通过有效的数据计算得出，主梁的应力值远大于变量和面板的应力值，所以主梁的可靠度可以作为闸门的可靠度。
（五）极限状态方程的建立及计算 作用于闸门主梁的荷载主要是水压力荷载，用三维有限元计算方式计算不同水位下的荷载效应，得出水位和荷载效应的规律关系。
由于强度具有随机性，主梁中的任意截面出现塑性铰而导致梁的破坏。
假定主梁的所有截面的抗力完全相关，则整个梁的可靠度可以用最大的截面可靠度代表。
（六）计算结果分析 应用JC法计算闸门的可靠指标得到相应的安全系数。
计算结果可以与延性材料的一级建筑物强度可靠指标的数据进行比较，分析强度是否满足使用需要。
截面的抗力和作用荷载在相同的随机变量影响下发生规律性的变化，各主梁的极限状态方程相关度较高，根据计算体系可靠度的PNET法可以得知，某主梁的失效概率可以作为左右主梁的失效概率。
3 水工钢闸门可靠度研究的展望 ①需要工程师根据可靠度设计的重要意义研究出简便可行的钢闸门设计规范，推动可靠度理论在水工钢闸门结构设计中的应用。
②进一步调查统计分析钢闸门结构分析中各基本变量的变异性，合理地确定影响结构可靠性的基本变量的统计参数和概率分布类型。
④钢闸门结构具有整体性特征，需要在结构体系可靠度分析基础上预测剩余使用寿命。
⑤钢闸门结构疲劳问题中最核心的数据是疲劳点的应力历程，准确有效的模拟疲劳破坏点处的应力历程可以分析疲劳可靠度。
⑥基于可靠度理论的检测、维修方法，对检测次数和维修费用都能改进，可以在节约资金的同时保证钢闸门的正常使用。
4 结语 本文在结构可靠度理论的基础上，根据水工钢闸门的运行环境和工作特点分析，进行有关数据的统计计算，统计计算的准确性需要数据的准确可靠，需要相关研究部门根据荷载、材料性能等数理统计的参数要求，设计更加方便有效的分析方法，解决现阶段数据的获取中大量人力、物力的投入，进行全面的规划和有组织的协调观测资料的采集，为可靠度理论的研究提供理论基础和重要保障。
参考文献： [1]李宗利，王正中.水工钢闸门可靠度分析有关问题探讨[J].水力发电，2004，02：63—65. [2]刘征辉.弧形钢闸门构件可靠性研究与结构优化设计[D].长春工程学院，2015.