第七章 闸门阀门及启闭设2013

人字闸门 升降式平面闸门 横拉闸门 三角闸门 一字闸门 弧形闸门 叠梁闸门 浮式闸门 阀门可分为平面阀门、反向弧形阀门等。
三角闸门
叠梁闸门
弧形闸门
三、闸、阀门的布置及选型
1. 闸、阀门的布置 应充分注意引航道内的横流、涡流、回流和其他不良
水流对闸、阀门产生的不利影响； 输水廊道的阀门应布置在廊道的直线段，保证阀门门
（6）反向弧形阀门
反向弧形阀门的特点
具有启门力小、结构坚 固、操作简便、使用可 靠等优点。门井处于上 游，有利于防止水流掺 气。阀门不需要设置门 槽．可避免平板阀门因 设置门槽而引起的气蚀 问题，宜在中、高水头 船闸上采用。
叠梁检修闸门
止水橡皮
第二节 闸阀门的构造与启闭机械
一、船闸闸门的构造和结构布置 （一） 人字闸门的构造和结构布置 1、人字钢闸门一般由以下几部分组成 1)门叶结构：是由面板、主梁、次梁、门轴柱、斜接柱及门背
（0.15--0.25）米,当闸门关闭，门底止
水位于门槛侧面时取正值，在门槛顶面
时取负值。
问题: 上游闸门与下游闸门是否一样高？
（4）转轴中心
1）定义：人字闸门顶枢与底枢中心连接线 在平面上的投影位置，称为闸门转动轴的 中心。
2）确定转轴中心位置的原则是：闸门关闭 时，支垫块与枕垫块有良好的接触条件， 以传递主横梁的反力；而闸门开启时，能 立即脱开，以减少摩擦阻力，并保证门扇 完全隐入门龛内，且留有10～20cm的富 裕量。
使门扇有足够的刚度，横梁式人字闸门中斜接柱的另 一作用是传递主横梁反力。
（2）构造 截面型式有封闭式和开敞式两种（图7-7）
图7-7 门轴柱与斜接柱型式
a）封闭式； b）开敞式 1-支承端板； 2-加劲板； 3-推力隔板； 4-中间隔板；
5-上翼缘； 6-下翼缘
6．背斜杆
（1）作用：提高门扇的抗扭刚度，减少门扇的扭曲变形。 （2）布置：倾角可控制在30°～60 °。 门扇较高时，可沿门扇高度布置两组或多组背斜杆。 门扇宽度较大时，可沿门宽方向布置两组背斜杆。
二、闸、阀门的类型
1、按其工作性质可划分为：
➢ 工作闸门、阀门，它们在船闸通航时使用； ➢ 检修闸门、阀门，它们在船闸检修时使用； ➢ 事故闸门、阀门，它们在船闸发生意外事故时，
为避免事故进一步扩大，需立即切断水流时使用。
2、按门叶启闭方式：
直线式移动和绕轴转动
3、按闸、阀门的结构特征分类： 闸门可分为:
联结系等构成的板、梁、杆组合钢结构承重骨架。 2)支承部分：包括支垫座、枕垫座、顶枢和底枢等辅助支承设
备 3)止水设备：根据其所在位置不同可分为斜接柱止水—即两扇
闸门之间的门缝止水；门轴柱止水，亦称门侧止水—即 门轴与闸首墙之间的止水；底部止水—即闸门与门槛间 的止水。 4)工作桥：为便于管理人员的工作和通行而设置的人行便桥。
图7-2 人字闸门的轮廓尺寸 a）平面图； b）断面图
平面人字闸门的基本尺度包括：门扇长度、门扇厚度、 门扇高度、转轴中心 (1)门扇长度：门扇的计算长度ln是门扇支垫块的支承面 到两扇门互相支承的斜接面的距离。
（7-1）
式中: Bk——闸首口门宽度，m； c ——由门扇支垫块与枕垫块支承面至门龛外缘的 距离，m；一般取为c=0.05～0.07）Bk；
7．支、枕垫块 型式：分为块式和连续式两种 （1）连续式支、枕垫的构造 安装在门轴柱端板上的支垫具有凸面，闸墙上的枕垫 块具有凹面（图7-9）
图7-9 连续式支、枕垫块 a） 斜接柱支、枕垫块； b）门轴柱枕垫
（2）块式支、枕垫的构造
支垫块与枕垫块一般采用线接触（图7-10）。支垫块 做成弧面，枕座块做成平面.
（1）人字闸门 它是由两扇门叶组成。门叶底部 支承在底枢上，顶部支承在顶枢上。通过在顶部 的启闭机推拉杆的作用，门叶能绕着通过顶、底 枢中心的轴线转动。在启闭时门叶靠顶、底支承； 关闭挡水时，水压力靠设在门轴柱上的支、枕垫 块，传递给闸首两边的边墩。
7-1 人字闸门
人字门的特点
人字闸门以三铰拱的作用承受水压力，具 有耗用钢材少，能封闭高、宽尺寸都比较 大的孔口，运转灵活可靠等优点，常用作 承受单向水头、在静水条件下启闭的工作 闸门。但制造安装要求精度较高，易漏水。 是各国在船闸设计中应用较普遍的一种闸 门形式
前水流平顺； 避免使阀门超载、振动、气蚀等问题发生。 检修闸门的门槽设在上闸门的上游、下闸门的下游。 检修阀门的门槽一般设在每一工作阀门的上、下游。 不能影响船闸的通航尺寸；
2.船闸闸、阀门的形式选择
主要影响因素:
➢ 通航净空要求； ➢ 孔口尺寸大小； ➢ 输水方式； ➢ 正反向水位组合情况； ➢ 制造、运输、安装等各种因素； ➢ 水工建筑物的结构形式； ➢ 运转的可靠性； ➢ 按照经济合理、安全可靠的原则，通过技术经济比较
（2）横拉闸门：
常用作承受双向水头，静水启闭的大中型船闸的工作闸 门。
6-46 横拉闸门
横拉闸门的特点
能承受双向水头； 启门力较小；
缺点：门较厚，门下滚轮工作不可靠、易发生故障、检修 不便、须设置门库、闸首工程量大
适用条件：承受双向水头，在静水条件下启闭的闸门宜选用 闸门面板底至
顶的距离
h = H + hk + k±m
（7-2）
式中：H——上游设计最高水位与下游最低通航水
位之间的水位差，m；
hk——门槛水深，m； k——闸门面板顶在上游设计最高水位以上
的超高，m；一般取为（0.2～0.5）m；
m——闸门面板底与门槛顶的距离，m通常取
（4）升降式平面闸门
7-4 升降式平面闸门
升降式平面闸门的特点
可用作工作闸门、检修闸门以及事故闸门； 结构简单，安全可靠，检修方便； 能承受双向水头及动水压力 可以利用它进行门下输水。 门槽长度较小，可减少闸首的工程量； 提升式闸门，为保证通航净空要求，需建较高门架；
无平衡重时，启闭力较大
（3）三角闸门 三角闸门的挡水面多做成圆弧形，因此亦称扇 形闸门。
7-3 三角闸门
三角闸门特点：
闸门启闭力较小； 能在动水中启闭； 能承受双向水头； 能在局部开启条件下，利用门缝进行输水； 占用空间大，布置复杂； 材料用量多； 易漏水； 造价较高
常用于低水头头部输水的船闸和承受双向水头的 中小型船闸．也可用于有某些特殊要求(如开通闸 以提高通过能力)的船闸。
立柱式人字闸门以竖直的主梁（简称立柱）作为主要承 重构件，在立柱之间布置竖立次梁和水平次梁，立柱两 端和顶、底横梁相连。水压力由面板、次梁、立柱传至 顶、底横梁。底横梁所承受的荷载直接传至闸首门槛， 顶横梁所承受的荷载通过三铰拱的作用而传至闸首边墩。 立柱式人字闸门主要用于门宽比门高大的情况。
3、门扇的基本尺度
（5）平面阀门
平面阀门特点： 厚度小，结构简单； 制造、安装和检修方便； 平面阀门开启时所需的启闭力较大； 能在动水条件下进行启闭 适宜在中、低水头的船闸中采用，是一种经济可
靠的门型。
• 一般适宜用于10米以下的低水头的船闸。如对门 槽产生的气蚀能采取有效的措施，也能用于 10~20米左右的中水头船闸。
（二） 横拉闸门的构造和结构布置
横拉闸门是沿船闸闸首口门横向移动的单扇平 面闸门，它由门扇结构、支承移动设备及止水等 组成。常用于承受双向水头的船闸。
它的门叶结构与一般的多横梁式平板闸门相同； 主横梁通常按等荷载原则布置，主横梁一般常用 矩形桁架，当主横梁跨度较小或设置浮箱时，也 可采用实腹式组合梁。横拉门的截面一般采用矩 形，也有采用梯形的。
选用。
闸门设计时，应满足其在使用、结构和经济 上的要求:
使用上:应满足启闭迅速、止水可靠、检修 方便，开启后具有足够的净空和水下航道 尺寸等；
门叶结构有足够的强度和刚度；
经济方面：闸门、闸首、输水系统、启闭 设备综合考虑
下述几种常用闸、阀门，在门型选择时应 优先予以考虑。 1．人字闸门 2．升降式平面闸门(也称提升或下降闸门) 3．三角闸门 4．横拉闸门 5．平面阀门(也称垂直提升阀门) 6．反向弧形阀门
在横梁式人字闸门中，水平的主横梁是它的主 要承重构件，水压力由面板和次梁传给主横梁， 然后再由主横梁通过斜接柱和门轴柱上的支垫座 和枕垫座形成三铰拱而传至闸首边墩。
当闸门高度较大时，一般多采用横梁式。横梁式 人字闸门，具有受力明确、结构刚度大，制造安 装方便的优点，在工程实践中，得到广泛应用。
（3）立柱式人字闸门特点及适用条件
4）将反力RA作用线向上游平行移 动4～10cm，与补角等分线交于0， 则0点即为转轴位置。这样当门扇
开启时，支垫块易于离开枕垫块， 图7-3 人字闸门转轴中心位置
而当关门的最后瞬间两者才互相接 触而抵紧。
5．斜接柱与门轴柱
（1）斜接柱与门轴柱的主要作用： 是将所有主横梁的端部连接起来，构成门扇两个边框，
第七章 闸门、阀门及启闭设备 第一节 闸阀门组成、布置及选型 第二节 闸阀门的构造与启闭设备
第一节 闸阀门组成、布置及选型
一、闸、阀门的组成 二、闸、阀门的类型 三、闸、阀门的布置与选型
一、闸阀门的组成
闸、阀门一般由活动的门叶（扇）结构、埋固构件和启闭 机械三部分组成 (1) 门叶结构: 用来封闭和开启闸首通航孔口或输水廊道的活 动挡水结构。由梁格及面板等构成的承重结构体系、行走 支承、止水部分和吊点（或油缸座）等组成。 ( 2) 埋固构件: 一般包括行走支承的轨道、侧轮和反轮的轨道、 止水埋件、门槽的护角、护面和底槛、 人字门或三角门顶、底枢座和枕垫座等 支承埋件等。 (3) 闸、阀门的启闭机械
1-主横梁；2-斜接柱；3-门轴柱；4-次梁；5-对角斜撑； 6-节点板；7-面板；8-底枢；9-顶枢；10-支垫座；11枕垫座
门叶结构、支承部分、止水设备、工作桥
2、横梁式与立柱式人字闸门 根据门扇结构的梁格布置，平面人字闸门又可分为横梁式人字 闸门和立柱式人字闸门两种。