摘要：本文基于振動原理利用激光測振儀對一地區(qū)的水利工程金屬結構進行檢測與實踐，簡要介紹測振系統在水工金屬結構的應用，主要包括其振動的幾種類型、原因、在實際使用中的測量步驟和測量結果的分析。

關鍵詞：激光；測試；振動；水工金屬結構

1、振動及水工金屬結構

振動是表示有一定回復性物體在經受外界的作用力時產生動作變化的一類現象，其振動規(guī)律呈現周期性。一般來說，振動可以分為自由振動、強迫振動、參數振動、自激振動，這幾種振動都屬于一種物理學現象，其振動變化受到粘性阻尼系數與其他因素的影響。

對于機械來說，振動帶來的作用往往是負面的，振動會使得機械的壽命減少，工作精度也受到影響。機械在振動過程中，常常會產生刺耳的噪音，甚至會嚴重影響參與工作人員的健康，需要檢修人員對其檢查和維護，以降低機械產生振動的振幅，減小其產生的副作用。

水工金屬結構主要涉及閘門、埋件、啟閉機等部分，有些水工金屬結構設備在開啟、關閉時，由于水流的影響，會產生極為強烈的振動并有嚴重的刺耳噪音。水工金屬結構振動時的噪音強度較大，影響其整體結構的工作運轉，使得閘門、啟閉機、埋件等的部分受到較為嚴重的影響，甚至會造成其周邊建筑、環(huán)境的損壞，影響水利工程的整體質量。

2、振動的原因及原理分析

2.1原因分析

引起震動的原因多種多樣，在水利工程中環(huán)境較復雜，水工金屬結構的振動根據大量的觀察分析我們得知其主要的原因是由于動水作用的不平衡造成的，除此之外還有可能受到閘門的門框形狀結構、門槽結構、電流等因素的影響。

2.2原理分析

2.2.1動水作用產生的振動現象

閘門在工作時，由于其工作環(huán)境的影響會受到一定的外力作用，閘門會相應產生與這個外力相平衡的反力和慣性力及其他力。在這幾種力的作用下，閘門受到變化，從而開始產生振動現象。

2.2.2門槽結構、門框形狀產生的振動現象

由于一些水工金屬結構使用時間較長，閘門的結構、門框形狀產生變形，工作時產生的工作壓力使得其相互摩擦碰撞，閘門受其影響產生振動現象。

2.2.3電流因素影響產生的振動現象

由于有些水工金屬結構設備在工作中需要通入電流，電壓不穩(wěn)時電流產生影響，從而間接影響了水工金屬結構的工作，可能會導致其產生振動現象。

2.2.4止水閘門引發(fā)的振動現象

水工金屬結構在實際應用過程中，止水閘門引發(fā)的振動是由于止水面之間的縫隙，這個縫隙在振動過程中加劇了振動的幅度和強度，在運行過程中，一旦上游的水位發(fā)生變化，水位增加則止水閘門的縫隙中的流速會大大增加，其中就會產生一定的水利壓力，這一部分水利壓力作用于止水斷面，迫使其產生了一定的壓力差，這個壓力差又跟隨其反復對止水閥門進行沖刷，使得其產生振動。這一振動的主要影響因素是由于水流的上游水位變化，不斷地產生沖刷止水閥門的壓力，造成較為明顯的振動。

3、測振系統的應用

測振系統是檢測器械振動情況的機械，其應用主要在實際的水利施工及其他施工現場中，從施工的開始對其記錄和觀察，對觀察對象——水工金屬結構各部件的工作狀態(tài)和工作水平、工作強度進行了解。為了較為明顯的闡述測振系統在水工金屬結構上的應用，在實際水利工程中進行了較為全面的使用記錄，對水利工程中水金屬結構的各部件的工作進行了較為合理的分析，最終得出了振動結論。

新疆烏魯瓦提水利樞紐工程的建設過程中，總共建設了138米壩高的堆石壩，總體工程量較大，影響區(qū)域較為廣泛，涉及新疆地區(qū)大面積的水利范圍，工程中孔口設置了18個，各種機械運行效果良好。對其進行振動測試時，利用了其振動參數作為分析總體結構的質量模板，對水利工程中的金屬結構安裝質量進行了較為嚴謹的考量。

4、實際測量結構及分析

在實際的施工分析中發(fā)現，水工金屬結構的啟動門工作時8秒左右其振動的能級達到最大，整個水工金屬結構系統逐漸趨于平穩(wěn)狀態(tài)，在啟動門之后的20至30秒范圍內，整個水工金屬結構振動處于最大振動時刻。

測振系統在工作中對進水口的水工金屬結構進行了分析和檢查，發(fā)現其振動最強時并不發(fā)生在閘門全部開啟之后，而是在閘門開啟了一定角度（約為α=0.6時）的實際振動幅度最大。所以我們從中可以逐步分析出水工金屬結構進水口閘門開啟角度的最不利度數，對其注意防范和避免，可以在一定程度上減小水工金屬結構產生的振動。經過多次的實際分析，最終確定了進水口閘門開啟角度為α=0.5到α=0.7的范圍內時，對水工金屬結構運行的影響最為劇烈，實際施工過程中管理人員應該對其閘門的開啟度數進行一定的調控。

通過對水工金屬結構運行的結構分析，進水口閘門開啟角度是其產生振動的一大原因，應該得到廣泛的重視。水工金屬結構的閘門形狀產生的變形影響較小，作用范圍產生的振動也對總體水工金屬結構的運行產生振動影響不大，剩余影響因素諸如水工金屬結構中的電流通入影響如無較大的電流變化，影響效果幾乎可以忽略不計。

5、結束語

水利工程的建設是我國進行經濟發(fā)展、社會進步必須要不斷進行的一項工程，其建設效果的好壞直接影響到建設地區(qū)的水利結構，當有較大規(guī)模的漲水使，水利工程應該充分發(fā)揮其作用，對水量進行調控，使得整體的水量處于適合當地運行的合理范圍之內。水工金屬結構是水利工程中的一個部分，要使其技術質量得到提高，就要分析清楚水工金屬結構的作用特點及工作狀態(tài)，從問題點出發(fā)，找到問題的原因并加以控制，總結解決辦法。振動對水工金屬結構特別是閘門的工作影響效果較大，本文分析其振動產生的因素主要是通過測振系統進行測振得到的結果。水工金屬結構的優(yōu)良運行需要使其振動減少，加強其工作穩(wěn)定性，使其工作效果更好。

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