（大唐石泉水力发电厂 陕西石泉 725200）
摘 要：本文探讨了通过改变被固定物体受点位置和受力方向,从而达到固定物体的效果。
关 键 词：施力点 向下压 向下拉
1、引言
石泉水电厂位于汉江干流陕西省石泉县县城上游1km的峡谷出口处，总装机容量5×45MW，机组为东方电机厂生产立轴混流式水轮发电机组，1号主厂房1-3号水轮发电机组装机容量135MW， 于1975年底全部投产发电。
电厂机组尾水检修闸门孔口的铁篦子汛期安全度汛一直是困扰生产人员的一道难题,石泉电厂现场人员通过改变铁篦子的受力点,从而很好的达到了固定铁篦子的效果。
2、设备状况
尾水铁篦子采用的是栅栏式的铁篦子，铁篦子由5mm厚的钢板焊接而成，相邻两片钢板的距离为40mm，呈四边封口的梳子状，一方面能够阻挡尾水的浮渣在汛期被冲上尾水平台,另外一方面由于相邻两片钢板间距40mm,当水流冲向铁篦子的时候,水流可以穿过铁篦子,从而减少铁篦子所承受的冲击力,保证铁篦子不变形。
3、改变前固定方法（钢丝绳向下压）及效果
改变前铁篦子的固定方法是在铁篦子的上部横拉钢丝绳,每间隔1米固定一根,当铁篦子受到向上方向洪水冲击力的时候,钢丝绳会给铁篦子一个大小相同,方向向下(和冲击力完全相反方向)的压力,两个作用力相互抵消,从而要达到铁篦子不会被冲走。此种方法，铁篦子受到的钢丝绳的压力方向是由上向下的，施力点在铁篦子上部。
实际上，由于钢丝绳本身塑性变形量比较大，所以钢丝绳给铁篦子的向下方向的压力是随着钢丝绳的变形二改变方向的，所以，固定效果很不好，经常是每次洪水过后，铁篦子被冲离孔口，而且变形的情况较多，需要花费大量的人力进行复位和修复工作。
4、改变后固定方法（螺杆向下拉）及效果
改变后的固定方法是巧妙的利用了相同材料的需用压应力比需用拉应力要大的原理以及物体施力点的不同，在铁篦子的下部基础部分，埋设地锚，每间隔1米，埋设和钢丝绳相同直径的不锈钢螺杆，螺杆高出铁篦子表面50mm，再用一块长100mm，宽50mm的钢板中间打孔作为垫圈压板，用双不锈钢螺帽固定防松动。
此种方法固定后，汛期铁篦子受到向上方向洪水冲击力的时候,预埋在基础里的螺杆和垫圈压板会给铁篦子一个大小相同,方向向下(和冲击力完全相反方向)的拉力,两个作用力相互抵消。经过一个汛期的试验，铁篦子没有被冲离孔口，变形量也非常小。
5、两种固定方法的比较
两种方法的区别如下表
6、理论论证说明：
根据材料力学原理，对于大多数金属来说，许用压应力要比许用拉应力要大，在日常生活中比较明显的现象就是我们相同重量的物体分别向上举和向下拉的时候，明显感觉向下拉要省力的多。铁篦子固定方法改变一是利用了铁篦子在遭受洪水冲击的时候，从下部向下拉的反作用力比从上向下压的反作用力要小的原理，减小了铁篦子本身受到的反作用力，减少了变形量；二是将钢丝绳的塑性变形作用去掉，利用不锈钢螺杆和螺帽加钢板式垫圈压板，很好的解决了由于钢丝绳塑性变形造成受力方向改变，最终造成铁篦子被冲离孔口的现象。
7、结论：
根据金属材料的许用拉应力小于许用压应力的原理以及物体受力点的变化效果，很好的解决了铁篦子移位和变形的问题。本问题的解决给同类问题的分析和解决提供了成功的案例，在实际工作中，力的三要素的灵活运用能够给我们实际工作带来很大的启发和效果，具有很好的推广价值和借鉴意义。
【作者简介】刘鋆（1983年5月），男，西安理工大学，大唐石泉水力发电厂检修公司，从事水电站机电安装、检修、维护和管理工作。
论文作者:刘鋆
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
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