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船闸人字闸门(以下简称闸门)有两种不同的工作状态,一为开启工作状态,一为关闭工作状态.两种工作状态的支承条件及受力状况大不相同.闸门处于开启状态时,主要承受自重及壅水压力、风压等引起的扭转作用;而闸门处于关闭状态时,则主要承受由水压、风压引起的整体弯曲作用.在闸门设计时,应满足两种工作状态的受力要求.对于窄而高的开敞式闸门门型,为保证背拉杆安装及预应力施加的要求,传统上布置三层背拉杆.但根据万安工程的经验,三层背拉杆给制造、安装尤其是预应力的施加带来了较大的困难,由于各层背拉杆的相互影响,很难准确地施加既定的预应力.此外,多一层背拉杆,也多一份维护工作量.因此,减少开敞式闸门的预应力背拉杆的层数,具有现实的工程意义.某工程为一开敞式闸门,该闸门门体高度为42.4m,单扇门的计算跨度为13.75m,主梁腹板高度为2m,高宽比大于3,这在巨型人字门中是罕见的.该文对其原设计方案进行了调整,为了对其在各种工况作用下的性态进行分析,该文首先运用有限元理论,编制了针对性较强的计算程序,并进行了背拉杆布置方案的优化,提出了等效抗扭管的概念,利用面板、竖向隔板、主梁腹板以及与主梁下翼缘平面相联的交叉杆组成一个等效抗扭管,一方面提高门体的抗扭刚度,另一方面,缩短Ⅰ门体下游面完全敞开部分的高度,以达到布置两层预应力背拉杆的目的,同时,在门体下面布置横向交叉杆件,对下部主梁下翼缘与竖向隔板下翼缘之间的连接焊缝或加强板的受力也有利.利用开发的有限元程序进行了原型和模型分别在开门状态和关门状态下各种工况的计算分析,计算模型的目的主要是为了指导模型试验,为模型试验的加荷提供依据.在有限元分析的基础上,为完成模型试验,设计了加荷装置,尤其提出了模拟壅水压力和风压力的等效荷载法,实践证明,该法行之有效.同时,可利用该法的原理,在闸门安装的过程中,准确地施加背拉杆的预应力.该文最后进行了闸门的模型试验.