闸坝结构运行安全动力学诊断关键技术及工程应用

任务来源：计划外项目

技术领域：水利工程建设与管理

技术来源：

技术简介

该成果采用多指标融合的闸坝结构动力学监测指标体系，构建实测模态和结构模型同步修正的闸坝结构损伤诊断模型，基于运行实测模态的闸坝结构-地基材料参数、泄流激励源、整体动态响应场等进行反演，实现闸坝结构运行期模态参数精准辨识、损伤诊断、监测预警等功能。突破了多损伤、强干扰、强耦合条件下闸坝结构损伤敏感特征量提取与损伤诊断的技术瓶颈，提升了闸坝耦联动力系统运行安全的诊断技术水平。适用于水利水电工程枢纽运行安全检测。

主要性能指标

（1）提出了闸坝结构运行期模态参数精准辨识技术，节省92%传感器数量，信噪比提高3.9倍，模态辨识精度达到98%；（2）构建了闸坝结构运行动力学参数反演理论与关键技术，材料参数反演精度94%以上，振动响应场反演精度94.5%；（3）提出了闸坝结构运行安全动力学损伤诊断技术，解决闸坝结构水下部位损伤诊断难题，精度95%以上；（4）构建了多指标融合的闸坝结构动力学监测指标体系，研发了闸坝结构运行状态监测与风险诊断系统，实现闸坝运行期动力学安全监测。

技术特色

相对传统闸坝静态效应量监测、无损检测和水力学监测等技术，构建了多指标融合的闸坝结构动力学监测指标体系，实现了闸坝结构正常运行期振动危害监测、诊断及预警，在不影响闸坝正常运行条件下结构水下部位的损伤诊，提升了闸坝耦联动力系统运行安全的诊断技术水平。

推广情况

已在江西、四川、广东、陕西、河南等省份12个重大工程中应用，解决闸坝结构运行期振动危害监测、诊断及预警和闸坝结构水下部位损伤诊断等技术难题，在保障工程长期安全运行和工程效益上发挥了重大作用，具有显著的社会效益和经济效益。

典型案例

案例1：在汉江上游某水电站应用，对该水电站泄洪闸开展了原型振动测试，全面系统地阐明了该泄洪闸强烈振动的内在机理，对该泄洪闸减振设计方案进行了优化，提出了一种高效减振加固措施，加固后该泄洪闸运行良好。案例2：在四川汶川地震后某水闸损伤检测中应用，在震后现场极其复杂的条件下，基于泄流激励对水闸进行的损伤诊断振动测试与识别，成功实现了强干扰、强耦合复杂运行条件下水闸震后的损伤检测与诊断，准确率高，保障了水闸震后的安全运行。

联系我们

负责人：李火坤

/ 13576975537

南昌大学、华北水利水电大学、广东省水利水电科学研究院、中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司、天津大学、上饶市水利科学研究所

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