溪洛渡水电站大坝表孔工作闸门为露顶弧形闸门,采用2×1000kN液压启闭机操作。为适应油缸在闸门启闭过程中的空间运动,启闭机的油缸支铰设计为十字铰型式。该油缸支铰由内外钢筒与外伸支架组成,内外钢筒轴线与外伸支架的轴承座孔轴线为空间垂直关系。应用传统力学方法对该支铰结构计算时,力学模型的简化存在较大的误差与困难。本文采用三维有限元方法对该支铰的结构强度进行了验算分析。

针对三峡升船机试运行期间闸首卧倒门油缸支铰连接螺栓断裂的问题,在满足闸首工作门结构力学性能的前提下,对不同工况下的螺栓进行强度分析,利用Solidworks Simulation有限元软件,建立螺栓和连接板的本构模型,对螺栓和连接板应力场进行数值模拟,得出螺栓断裂的原因,并提出油缸支铰的优化方案。结果表明,原螺栓强度预紧力小于螺栓最大工作荷载而导致螺栓断裂,更换的10.9级高强度螺栓可以满足实际工况需求,增加的两个筋板保证了油缸支铰螺栓连接板的强度,可供类似工程提供参考。