高坝大库水电站闸门原型观测试验技术研究与应用

原型观测试验能及时发现和消除影响闸门运行的安全隐患，而且根据试验成果，可调整完善水库调度运行方式，验证设计条件、参数的合理性。

    2011年6月至2014年9月，在昆明勘测设计研究院的设计指导下，合作完成了以小湾和糯扎渡为代表的高坝大库水电站闸门原型观测试验技术研究与应用的各项工作，分别于2015年4月和6月顺利通过了技术报告专家评审和项目验收。   

    在特定库水位时对闸门进行启闭操作，完成以下闸门原型观测内容：

（1）闸门结构静应力测试：闸门从不挡水到挡水过程中，采用应变电测法测试闸门的静应力值，并与计算值进行比较，判断闸门结构的强度。

（2）闸门运动状态结构应力测试：闸门启闭过程中，采用应变电测法测试闸门各测点的应力应变变化情况，判断闸门结构的强度。

（3）闸门结构变形测量：从不挡水到挡水过程中，采用摄影测量法，测量闸门各测点由水压引起的变形量，并与闸门主梁挠度计算值和位移计算值比较，判断闸门结构的刚度。

（4）闸门动力特性测试：人工激振法，获得闸门结构的自振频率、阻尼系数和振型等参数，为安全运行提供参数依据。

（5）闸门振动响应测试：闸门启闭过程中，采用振动测试系统测试闸门各测点的振动响应参数，获得运行中的流激振动响应，为分析和研究闸门的抗振和抗动载能力提供依据。

（6）闸门启闭力测试：测试启闭全过程的启闭力，获得启闭力过程线。

（7）采用风速测试系统测量通气孔及启闭机室风速。

（8）水流状态观察：观察门槽段流态、出口挑坎水流流态及挑流水舌形态，过流面空蚀及冲刷等。

其主要创新点包括：

（1）高坝大库水电站泄洪闸门首次采用原型观测试验的方式对闸门的结构应力、动力特性、动力响应、位移变形、启闭力、脉动压力、风速等关键技术指标进行多工况全面检测。

（2）针对泄洪闸门结构大、现场噪声无法隔离、动力特性测试数据信噪比较低的特点，首次研究采用了改进时域随机子空间辨识方法进行结构模态参数的辨识，提高了辨识精度。

（3）首次在闸门原型观测试验过程中，采用三维摄影测量技术，填补了原型观测试验闸门位移与变形测量技术的空白。

（4）在高水头下成功完成了泄洪洞和泄洪中孔事故闸门动水闭门试验，并首次对事故闸门的各项技术指标数据进行采集、分析和评估。