在水利水电工程中,平面钢闸门是应用最早、最广泛的闸门型式之一。因其结构简单,制造、安装、维修方便,有互换性等优点,而广泛应用于水利水电工程的泄水系统、引水发电系统、灌溉系统、航运系统等。撑卧式平板钢闸门是一种新型的闸门形式,它借助于闸门后被油缸施加到支撑桁架的推力而撑起,起到拦河蓄水的作用,闸门在开启时是通过油缸减小推力,桁架沿着设计好的轨道向下游滑动,在一制动装置的作用下,闸门逐渐倾斜泄水得以实现。整套系统主要有闸门梁系、闸门支铰、支撑桁架、滑动轨道、制动装置、上支铰、下支铰及止水构成。闸门由钢面板,型钢主架等构成,门间以止水和连环扣件联系,可以多门一联,采用同时启闭的要求。各闸门联结处无需修建中墩,与普通钢闸门比较,节省了部分工程造价,由于闸门支撑桁架的存在,该闸门在设计上允许超出规范中规定的应变设计等要求,即可以允许较大的变形,因此可以节省钢材的用量。现在撑卧式钢闸门正处于探索阶段,相关的设计规范还没有出台,其结构计算等理论也还不太成熟。对于撑卧式钢闸门的研究,探索其结构型式,对推动小水电事业的发展,具有重要的现实意义。本文利用有限元分析软件ANSYS基于APDL参数化设计语言的有限元技术对闸门进行了静力分析和考虑流固耦合效应的不同工况下的动力特性分析,并在此基础上,利用ANSYS优化模块,建立了静力优化和动力优化设计模型,并对一个典型例子进行了计算。算例表明,所建模型合理,流固耦合对此类闸门的影响很大,并且支撑桁架的尺寸和截面形式对闸门振动影响明显。最终建立了以闸门体积为目标函数,以基频为约束条件的撑卧式平板钢闸门动力优化设计模型,得出提高基频能使撑卧式平板钢闸门免于动水振动而破坏,优化结果有意义。本文研究结果对于撑卧式平板钢闸门的探索研究有重要的借鉴意义。