上翻式拱形閘門的流激振動(dòng)控制及原型觀測(cè)驗(yàn)證

嚴(yán)根華,董 家,3 ,孫云茜,3

(1.南京水利科學(xué)研究院水工水力學(xué)研究所，江蘇 南京 210029；2.南京水利科學(xué)研究院水文水資源與水利工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210029； 3.河海大學(xué)水利水電學(xué)院，江蘇 南京 210098)

大型上翻式拱形閘門是一種新型大跨度輕型閘門，體型美觀、操作方便，適合于城市水環(huán)境建設(shè)，是近年來我國開始廣泛應(yīng)用的新型特色門型。但其彎月形出流特性明顯區(qū)別于常規(guī)直升式平面閘門和弧形閘門，且其跨度大、結(jié)構(gòu)輕、剛度弱，若體型布置不當(dāng)，常常在動(dòng)水荷載作用下產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)危害，因此為確保閘門結(jié)構(gòu)的運(yùn)行安全，需要對(duì)結(jié)構(gòu)的水動(dòng)力荷載、動(dòng)力特性及抗振體型等進(jìn)行仔細(xì)深入的研究，提出適合于各種運(yùn)行環(huán)境的能夠安全運(yùn)行的操作規(guī)程和抗振優(yōu)化方案[1-4]。

這種門型的基本特征是閘門支鉸均布置在兩側(cè)閘墩，啟閉機(jī)采用固定式卷揚(yáng)機(jī)或液壓啟閉機(jī)，約束條件弱，剛度低，結(jié)構(gòu)共振頻率低，水流脈動(dòng)壓力主能量往往集中在低頻區(qū)，容易誘發(fā)閘門結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振現(xiàn)象。本文結(jié)合某城市水環(huán)境水生態(tài)整治工程，研究上翻式拱形閘門的流激振動(dòng)及抗振優(yōu)化方案，其經(jīng)驗(yàn)可為類似工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供參考依據(jù)[5]。

1 大型上翻式拱形閘門流激振動(dòng)特性

1.1 閘門結(jié)構(gòu)布置特征

某工程采用上翻式拱形閘門，水閘孔口采用開敞式，泄水孔采用單孔，孔凈寬40 m，閘室長度25.0 m。水閘總長128 m，包括閘室段長25 m、外江防沖槽長8 m、海漫長22 m、鋪蓋長20 m、內(nèi)河道鋪蓋長20 m、海漫長15 m、防沖槽長8 m等。水閘為開敞式單孔泄閘，閘孔尺寸為40 m×5.19 m(寬×高)，底檻高程-3.0 m。邊墩厚4.0 m，泄水閘寬度較大，不設(shè)檢修門。閘門為上翻式拱形鋼閘門，工程布置見圖1和圖2。

圖1 水閘平面布置

圖2 泄水閘門葉結(jié)構(gòu)(單位：mm)

1.2 閘門結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性

上翻式拱形閘門工作狀態(tài)下孔口寬度40.0 m，門高5.19 m。采用ANSYS有限元分析軟件建模。模型共有35 839個(gè)節(jié)點(diǎn)、215 034個(gè)自由度?？紤]啟閉機(jī)油缸后，總質(zhì)量為167.29 t。模型邊界條件為啟閉油缸為固定端、油缸和吊耳梁連接部位以及支鉸部位均釋放其繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。表1列出了閘門結(jié)構(gòu)無水狀態(tài)和考慮流固耦合情況下的若干低階振動(dòng)模態(tài)頻率值，相應(yīng)狀態(tài)下的前3階振動(dòng)模態(tài)見圖3和圖4。計(jì)算結(jié)果顯示，無水狀態(tài)的閘門振動(dòng)基頻為2.70 Hz，表現(xiàn)為閘門兩側(cè)上部面板徑向彎曲振動(dòng)變形；2階振動(dòng)頻率為2.80 Hz，為閘門兩側(cè)下部面板徑向彎曲振動(dòng)變形；閘門中部面板徑向彎曲振動(dòng)變形頻率為6.69 Hz。閘門流固耦合前3階固有頻率分別為2.11 Hz、2.75 Hz及3.97 Hz，分別表現(xiàn)為閘門面板中上部徑向彎曲變形、面板距中部兩側(cè)的徑向變形振動(dòng)及局部彎扭變形。分析結(jié)果指出，流場(chǎng)對(duì)閘門結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性產(chǎn)生明顯影響，1階基頻下降22%，3階模態(tài)頻率下降40%。從總體上看，閘門振動(dòng)基頻很低，若閘門結(jié)構(gòu)體型設(shè)計(jì)不當(dāng)，在水動(dòng)力荷載作用下容易激發(fā)強(qiáng)烈振動(dòng)，并導(dǎo)致閘門結(jié)構(gòu)的共振破壞[6]。

表1 閘門結(jié)構(gòu)低階振動(dòng)模態(tài)頻率 Hz

圖3 閘門無水干模態(tài)低階振型

圖4 閘門流固耦合低階振型

1.3 上翻式閘門的引排水流態(tài)特征

上翻式拱形鋼閘門具有開閘排水和引水兩大運(yùn)行工況。其水動(dòng)力特性因其構(gòu)造不同，與普通閘門相比有所不同。開閘排水時(shí)，隨著下游水位變化將出現(xiàn)自由出流、臨界出流和淹沒出流3種不同形式的流態(tài)，對(duì)應(yīng)水躍形態(tài)分別為自由水躍、臨界水躍和淹沒水躍。水流受拱形門底緣弧線出流影響，表現(xiàn)出閘下兩側(cè)水流往中部匯聚現(xiàn)象。閘后中部區(qū)域單寬流量加大，流速增高，水躍躍首下移；而閘室兩側(cè)出現(xiàn)回流，可上逆至閘門底緣處，加劇了水流紊動(dòng)程度，這是閘門小開度排水出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng)的一個(gè)重要誘因。

引水工況的閘下出流流態(tài)表現(xiàn)為發(fā)散形態(tài)，側(cè)邊水流撞擊左右側(cè)墻后，造成沿邊墻水面壅高，形成水面橫比降，加大了橫向分速，側(cè)邊的擠壓水流也成為激發(fā)閘門振動(dòng)的振源。

從引排水水流流態(tài)角度考查，上翻式閘門底緣部位的不穩(wěn)定紊動(dòng)水流及分離型漩渦的不穩(wěn)定重附著現(xiàn)象是導(dǎo)致閘門結(jié)構(gòu)振動(dòng)的重要振源，需要對(duì)閘門結(jié)構(gòu)體型優(yōu)化來改善水動(dòng)力作用條件，從而避免閘門結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)烈共振現(xiàn)象。

1.4 水流脈動(dòng)壓力荷載特性

上翻式拱形閘門的動(dòng)水壓力荷載由時(shí)均動(dòng)水壓力和水流脈動(dòng)壓力2部分荷載構(gòu)成。其中水流脈動(dòng)壓力則是誘發(fā)閘門振動(dòng)的主要?jiǎng)恿υ?。作用于閘門結(jié)構(gòu)某部位的動(dòng)水壓強(qiáng)總量為

P(t)=P0+P′(t)

(1)

式中：P(t)為作用于門體某點(diǎn)的總壓強(qiáng)；P0為時(shí)均動(dòng)水壓力；P′(t)為疊加于時(shí)均壓力之上壓力脈動(dòng)部分。由于該型閘門結(jié)構(gòu)布置新穎、結(jié)構(gòu)跨度大，門下出流流態(tài)復(fù)雜，水躍、波浪、底緣不穩(wěn)定漩渦重附著現(xiàn)象等均對(duì)門體引起的壓力脈動(dòng)作用，動(dòng)荷載作用比較復(fù)雜[6]。

由前所述，上翻門排引水時(shí)流態(tài)不同，沿門寬方向的動(dòng)水荷載具有非均勻特征，閘孔中部和邊部差異較大，具有明顯的3維空間特征。模型試驗(yàn)分別測(cè)取了閘門中心線、邊斷面和閘門寬1/4斷面的水流脈動(dòng)壓力。圖5繪出了排水工況正常狀態(tài)和閘門發(fā)生共振現(xiàn)象(外江水位-2.20 m、內(nèi)涌水位0.80 m、開度0.52 m)時(shí)典型測(cè)點(diǎn)脈動(dòng)壓力均方根值時(shí)域曲線及功率譜密度。分析結(jié)果顯示：作用于門體上的水流脈動(dòng)壓力隨開度和泄流量的加大而增加，底緣部位脈動(dòng)壓力最大，主要由門后旋滾、不穩(wěn)定分離和重附著漩渦產(chǎn)生。水流脈動(dòng)壓力的主能量集中在頻率f=0～10 Hz范圍，其中優(yōu)勢(shì)頻率集中在5 Hz以內(nèi)，主頻率約為1.5～2.5 Hz。閘門處于共振狀態(tài)時(shí)的水流脈動(dòng)壓力出現(xiàn)諧波現(xiàn)象(圖5(b))，相應(yīng)共振水流脈動(dòng)頻率約2.9 Hz(圖5(c))。

圖5 上翻門排水共振狀態(tài)典型測(cè)點(diǎn)脈動(dòng)壓力過程及功率譜密度

1.5 閘門水彈性振動(dòng)模型試驗(yàn)

在特制的水彈性閘門模型上分別布置了振動(dòng)和應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，測(cè)取上翻式拱形閘門順?biāo)鞣较?x方向)，切線方向或垂直水流方向(y向)及鉛錘方向(z向)的振動(dòng)加速度、振動(dòng)位移以及振動(dòng)應(yīng)力等動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)。通過專用測(cè)試分析設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的測(cè)量和分析，分別獲得閘門振動(dòng)過程的譜特征和數(shù)字特征，揭示閘門振動(dòng)的頻域能量分布及振動(dòng)量級(jí)。

測(cè)試和分析結(jié)果顯示，水閘排水時(shí)，在內(nèi)涌水位0.8 m、外江水位-0.5 m，閘門開度n≥1.0 m時(shí)閘門運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn)，振動(dòng)量不大；當(dāng)外江水位變幅在-2.0～-0.5 m、n<1.0 m時(shí)，下泄水流漩滾位于閘門底緣附近，底緣的不穩(wěn)定重附著渦旋形成較大脈動(dòng)作用力，激發(fā)了閘門結(jié)構(gòu)強(qiáng)烈共振現(xiàn)象，這種共振振動(dòng)量級(jí)較正常情況相比表現(xiàn)出低阻尼、大幅度增加特點(diǎn)，導(dǎo)致閘門水彈性振動(dòng)模型因強(qiáng)烈振動(dòng)而多次損毀。其特征是閘門結(jié)構(gòu)共振區(qū)間寬，振動(dòng)強(qiáng)度大，易導(dǎo)致閘門結(jié)構(gòu)及啟閉系統(tǒng)的整體破壞。圖6(a)繪出了內(nèi)涌水位0.80 m、外江水位-0.50 m排水工況各測(cè)點(diǎn)(V1、V2、V3、V4)鉛錘向加速度均方根值隨開度變化關(guān)系，圖6(b)為閘門典型測(cè)點(diǎn)共振過程線，圖6(c)為典型測(cè)點(diǎn)振動(dòng)功率譜密度。從頻譜分析可以看出閘門共振激發(fā)區(qū)的共振頻率為2.9～4.0 Hz。圖6(d)為閘門拍振共振過程線，圖6(e)為閘門正常狀態(tài)振動(dòng)過程線，圖6(f)為典型測(cè)點(diǎn)振動(dòng)功率譜密度曲線。

圖6 排水工況閘門結(jié)構(gòu)各測(cè)點(diǎn)振動(dòng)加速度隨開度變化

2 閘門強(qiáng)烈振動(dòng)的成因及其控振措施

2.1 閘門強(qiáng)烈振動(dòng)成因分析

水彈性振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果顯示，該型閘門的自振特性表現(xiàn)出共振頻率低，在流固耦合條件下，閘門前3階固有頻率分別為2.11 Hz，2.75 Hz和3.97 Hz，反映閘門面板中上部徑向彎曲變形、閘門兩側(cè)面板上、下部徑向彎曲變形振動(dòng)?？傮w上說，閘門振動(dòng)頻率較低，這是大跨度、低剛度的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特性所決定的。閘門局部開啟條件下的水流脈動(dòng)壓力作用荷載顯示，作用于門體的脈動(dòng)壓力的主能量集中在f=0～10 Hz范圍，其中優(yōu)勢(shì)頻率集中在5 Hz以內(nèi)，主頻率約為1.5～3.0 Hz。

當(dāng)閘門處于排水工況時(shí)，在n=0.5 m情況下，綜合考察各運(yùn)行工況下北閘閘門3個(gè)方向的振動(dòng)加速度存在如下關(guān)系：az>ay>ax。試驗(yàn)測(cè)得各運(yùn)行工況下閘門結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度最大均方根分別為x方向0.359 m/s2、y方向0.602 m/s2、z方向1.361 m/s2。從頻譜分析可以看出閘門共振激發(fā)區(qū)的共振頻率為2.9～4.0 Hz。

根據(jù)水動(dòng)力荷載、結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性及振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)的綜合分析顯示，閘門結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈共振的主要原因是動(dòng)水壓力荷載的主能量激發(fā)的[10]。其振型主要反映結(jié)構(gòu)的垂向振動(dòng)形態(tài)和局部徑向變形。因此首先需要從解決水動(dòng)力荷載對(duì)閘門結(jié)構(gòu)的不利動(dòng)力作用著手，而優(yōu)化閘門結(jié)構(gòu)體型，是控制閘門振動(dòng)的最經(jīng)濟(jì)和比較有效的優(yōu)先考慮措施和方向[11]。

2.2 閘門振動(dòng)控制措施

鑒于閘門原設(shè)計(jì)方案在多個(gè)運(yùn)行工況下產(chǎn)生強(qiáng)烈共振問題，為避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振破壞，確保水閘運(yùn)行安全，進(jìn)行了多個(gè)閘門體型優(yōu)化和流激振動(dòng)控制方案試驗(yàn)，最終提出同時(shí)適合于排水和引水2種工況、沒有強(qiáng)振現(xiàn)象、運(yùn)行平穩(wěn)的閘門結(jié)構(gòu)抗振優(yōu)化布置方案。該方案采用如下綜合優(yōu)化措施[12]：通過調(diào)整閘門底緣下游傾斜面水平面投影面積，減小下節(jié)浮箱空間，以降低閘門底緣的浮動(dòng)力；縮減閘門底部小橫梁尺寸以削減閘門底緣頂托力。試驗(yàn)結(jié)果表明，在水位差20～130 cm范圍，水閘排水運(yùn)行時(shí)，閘門結(jié)構(gòu)最大振動(dòng)加速度均方根為0.025 m/s2，最大振動(dòng)應(yīng)力均方根為1.0 MPa。優(yōu)化修改后的閘門結(jié)構(gòu)振動(dòng)量處于安全的微小可控范圍。

顯然上述優(yōu)化控制措施有效改善了作用于閘門的水流動(dòng)力作用，不同運(yùn)行工況下振動(dòng)量微弱，運(yùn)行平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)滿足水閘排水泄洪和引水雙向運(yùn)行安全，達(dá)到了良好的閘門振動(dòng)控制目標(biāo)。

3 閘門振動(dòng)原型觀測(cè)及其成果驗(yàn)證

根據(jù)模型試驗(yàn)成果，閘門結(jié)構(gòu)的最終工程設(shè)計(jì)采用模型試驗(yàn)提出的抗振優(yōu)化方案進(jìn)行修改調(diào)整，完建后的水閘見圖7和圖8。現(xiàn)場(chǎng)閘門流激振動(dòng)原型觀測(cè)試驗(yàn)時(shí)，設(shè)定水閘內(nèi)外水位差Δh分別為20 cm、40 cm、80 cm、100 cm 4種情況，同時(shí)設(shè)定不同閘門開度，進(jìn)行多組次詳細(xì)研究，重點(diǎn)考察不同運(yùn)行工況下作用于結(jié)構(gòu)的水流脈動(dòng)壓力、閘門振動(dòng)加速度、動(dòng)位移及振動(dòng)應(yīng)力等各種流激振動(dòng)動(dòng)力參數(shù)，評(píng)價(jià)振動(dòng)控制措施的效果及閘門運(yùn)行的安全性[13]。

圖7 水閘雄姿

圖8 閘門全開泄流狀態(tài)

3.1 閘門結(jié)構(gòu)脈動(dòng)壓力特征

水流脈動(dòng)壓力重點(diǎn)測(cè)量閘門中斷面、中心偏左28°及中心偏左53°3個(gè)斷面的鄰近底緣部位上下游水流脈動(dòng)壓力變化特征。測(cè)試結(jié)果顯示， Δh=20～100 cm時(shí)，閘門各斷面測(cè)點(diǎn)的最大脈動(dòng)壓力的均方根在0.126 kPa以內(nèi)，其中門前底緣部位為0.103 kPa，門后底緣部位為0.095 kPa；Δh=100 cm、n=2.0 m時(shí)閘門結(jié)構(gòu)不同測(cè)點(diǎn)(P1、P2、P3、P10、P11)位置的脈動(dòng)壓力均方根隨開度的變化及典型測(cè)點(diǎn)脈動(dòng)壓力功率譜密度如圖9所示。從頻譜密度曲線可知，閘門水流的脈動(dòng)壓力具有低頻特征，其能量優(yōu)勢(shì)頻率主要集中在5.0 Hz以內(nèi)的低頻區(qū)，主頻約為1.0 Hz左右?？傮w上看，閘門結(jié)構(gòu)的脈動(dòng)壓力不大，與模型試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

圖9 閘門結(jié)構(gòu)脈動(dòng)壓力隨開度的變化及典型測(cè)點(diǎn)脈動(dòng)壓力功率譜密度

3.2 閘門結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度特征

重點(diǎn)檢測(cè)了閘門中斷面、中心偏左、偏右28°及中心偏左53° 4個(gè)斷面的閘門結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度。測(cè)試結(jié)果顯示，在Δh=20～100 cm時(shí)，閘門結(jié)構(gòu)的最大振動(dòng)加速度均方根分別為x方向0.015 m/s2、y方向0.013 m/s2和z方向0.029 m/s2，振動(dòng)量隨閘門開度的增大而逐漸減小；閘門啟閉桿振動(dòng)量較門體略大，其最大振動(dòng)加速度分別為ax=0.024 m/s2、ay=0.036 m/s2和az=0.019 9 m/s2。顯然，閘門門體和啟閉桿振動(dòng)均不大，閘門可以安全運(yùn)行[14]。

設(shè)計(jì)排水工況(Δh=100 cm)典型測(cè)點(diǎn)振動(dòng)加速度均方根隨開度的變化和功率譜密度曲線如圖10和圖11所示。從頻譜密度曲線可知，該閘門振動(dòng)加速度具有低頻特征，其能量優(yōu)勢(shì)頻率主要集中在10 Hz以內(nèi)的低頻區(qū)，但在20～30 Hz區(qū)間也會(huì)有小范圍的能量聚集。

圖10 閘門結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度隨開度的變化

圖11 閘門振動(dòng)功率譜密度

3.3 閘門結(jié)構(gòu)振動(dòng)位移特征

閘門振動(dòng)位移測(cè)量與振動(dòng)加速度測(cè)量同步進(jìn)行。結(jié)果顯示，在Δh=20～100 cm時(shí)，閘門結(jié)構(gòu)的最大振動(dòng)位移均方根值分別為x方向0.048 7～0.247 6 mm、y方向0.081 6～0.216 5 mm、z方向0.016 5～0.020 7 mm。從總體上看，閘門結(jié)構(gòu)的振動(dòng)位移量不大。排水工況閘門典型測(cè)點(diǎn)振動(dòng)位移過程和功率譜密度如圖12和圖13所示。該閘門振動(dòng)位移具有低頻特征，其能量優(yōu)勢(shì)頻率主要集中在3.0 Hz以內(nèi)的低頻區(qū)，主頻約為1.0 Hz左右。

圖12 排水工況閘門典型測(cè)點(diǎn)振動(dòng)位移時(shí)域過程

圖13 典型測(cè)點(diǎn)振動(dòng)位移功率譜密度

3.4 閘門結(jié)構(gòu)振動(dòng)應(yīng)力特征

排水運(yùn)行時(shí)閘門運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)量較小，從而引起的閘門振動(dòng)應(yīng)力亦較小，各運(yùn)行工況振動(dòng)應(yīng)力量級(jí)基本相當(dāng)。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)各運(yùn)行工況下閘門結(jié)構(gòu)振動(dòng)應(yīng)力最大均方根為6.1 MPa。顯然，閘門結(jié)構(gòu)振動(dòng)應(yīng)力量級(jí)不大，滿足結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行要求。

3.5 模型試驗(yàn)與原型觀測(cè)成果比較

閘門結(jié)構(gòu)抗振優(yōu)化方案流激振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果表明，閘門在各運(yùn)行工況下運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)量較小，共振現(xiàn)象消失。在Δh=20～130 cm時(shí)閘門結(jié)構(gòu)最大振動(dòng)加速度均方根在x、y、z3個(gè)方向上分別為0.025 m/s2、0.015 m/s2和0.012 m/s2；最大振動(dòng)應(yīng)力均方根值為1.0 MPa。

工程現(xiàn)場(chǎng)原型觀測(cè)測(cè)試結(jié)果證明，閘門振動(dòng)量隨閘門開度的增大而逐漸減小。相應(yīng)工況下，閘門門體結(jié)構(gòu)3個(gè)方向最大振動(dòng)加速度均方根值分別為0.013 m/s2、0.015 m/s2和0.029 m/s2。顯然，閘門門體的振動(dòng)量與模型試驗(yàn)值基本接近。閘門啟閉桿振動(dòng)量較門體略大，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)得各運(yùn)行水位差條件下啟閉桿3個(gè)方向最大振動(dòng)加速度分別為0.036 m/s2、0.020 m/s2和0.024 m/s2。從頻譜密度曲線可知，該閘門振動(dòng)加速度具有低頻特征，其能量優(yōu)勢(shì)頻率主要集中在10 Hz以內(nèi)的低頻區(qū)，但在20～30 Hz的局部頻域區(qū)間存在微弱振動(dòng)能量。

此外，原型觀測(cè)實(shí)測(cè)閘門結(jié)構(gòu)最大振動(dòng)應(yīng)力均方根值為6.1 MPa，比模型試驗(yàn)值略大，但二者均處于10 MPa以內(nèi)的同一個(gè)數(shù)量級(jí)內(nèi)，同屬于安全的微小振動(dòng)范疇。從總體上看，閘門門體和啟閉桿振動(dòng)量均不大，閘門可以安全運(yùn)行。

上述數(shù)據(jù)對(duì)比表明，模型試驗(yàn)與原型觀測(cè)閘門振動(dòng)響應(yīng)量級(jí)基本一致，反映了通過水彈性振動(dòng)模型試驗(yàn)提出的結(jié)構(gòu)抗振優(yōu)化方案，較好反演了閘門結(jié)構(gòu)的流激振動(dòng)響應(yīng)特征，證明模型試驗(yàn)成果的正確性。

4 結(jié) 論

a. 采用水彈性振動(dòng)模型、結(jié)構(gòu)水動(dòng)力荷載模型及結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性數(shù)值分析模型相結(jié)合的方法可以正確反演具有復(fù)雜流動(dòng)條件的大跨度上翻式拱形閘門的振動(dòng)響應(yīng)特征、揭示閘門結(jié)構(gòu)的大幅度強(qiáng)烈共振現(xiàn)象，是提出抗振優(yōu)化控制措施的良好基礎(chǔ)。

b. 大跨度拱形閘門結(jié)構(gòu)跨度大，約束剛度弱，振動(dòng)基頻低，運(yùn)行過程中容易誘發(fā)閘門結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈振動(dòng)。

c. 閘門浮箱浮力的合理使用，需綜合考慮閘門啟閉機(jī)容量和結(jié)構(gòu)運(yùn)行的平穩(wěn)性兩方面因素，并需優(yōu)先考慮閘門結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定振蕩現(xiàn)象的控制。

d. 閘門結(jié)構(gòu)底緣形式的優(yōu)劣直接關(guān)系到閘門泄水操作的振動(dòng)安全性，不合理的底緣形式常常引發(fā)閘門結(jié)構(gòu)的強(qiáng)烈振動(dòng)，特別是底緣下方分離型漩渦的不穩(wěn)定重復(fù)著現(xiàn)象是產(chǎn)生強(qiáng)烈渦激振動(dòng)振源之一，必須予以認(rèn)真處理。

e. 大跨度閘門結(jié)構(gòu)的強(qiáng)振控制措施需綜合考慮浮箱利用、底緣上托力、閘下分離型漩渦的不穩(wěn)定重附著激勵(lì)力消除等因素，提出有效的閘門結(jié)構(gòu)體型，從而確保水閘工程的運(yùn)行安全。