弧形钢闸门的结构
弧形钢闸门
、总体结构：本厂钢制闸门主要由门体、止水橡皮、压板、吊耳等组成如下图A1、h驻抽曲丄碍町辛as2,斡如且£1、供货分散程度本公司将在厂内组装好后整体供货,丝杆、启闭机等配套产品合理包装后供三、安装前的准备：1、按图纸规定内容，全面检查安装部位的情况，设备构件及零部位的完整性和完好性，对重要构件和部件通过拼装进行检查。
2、埋件埋设部位一、二期混凝土结合面是否已进行凿毛处理并冲洗干净，预留插筋的位置、数量应符合施工图纸要求。
3、检查洞口或渠道是否符合土建尺寸要求，洞口平面应尽量平直。
4、检查预留孔及预埋螺栓位置是否正确。
5、所有设备按施工图纸和制造厂技术说明书的要求，进行必要的清理和保养6、闸门在运输过程中的变形及损伤，要进行全面的检查和修整。
未安装前必须水平放置，防止门体变形影响止水效果，同时丝杆以及联接杆不可受力弯曲。
四、安装与调试：1、埋件安装:（1）埋件安装包括主轨、副轨、反轨、侧轨、底槛、门楣（或胸墙）、护角、弧门支铰座钢梁、贮门库埋件、启闭机机械利电气设备基础埋件等。
（2）按施工图纸的要求和以下各项条款的规定，进行埋件的安装施工。
（3）埋件就位调整完毕，与一期混凝土中的预留锚栓或锚扳焊牢。
注意：严禁将加固材料直接焊接在主轨、反轨、侧轨、门楣（胸墙）等的工作面上或水封座板上。
（4）所有不锈钢材料的焊接接头，必须使用相应的不锈钢焊条进行焊接。
（5）工作面上的连接焊缝，安装工作完毕和浇注二期混凝土后进行打磨，其表面粗糙度应与焊接构件一致。
（6）埋件安装完毕后，对所有的工作表面进行清理，门槽范围内的影响闸门安全运行的外露物必须清除干净，并对埋件的最终安装精度进行复制，作好记录。
（7）安装好的门槽，除了主轨道轨面、水封底的不锈钢表面外，其余外露表面，均按有关施工图纸或制造厂技术说明书的规定进行防腐处理。
2、弧形闸门的安装和试验：2.1 弧形闸门安装：（1）弧形闸门及其门槽埋设件的安装，应按施工图纸的规定执行。
张峰水库溢洪道三支臂弧形钢闸门设计与研究
张峰水库溢洪道三支臂弧形钢闸门设计与研究摘要：张峰水库是位于山西省晋城市沁水县郑庄镇张峰村沁河干流上的一座大型水库。
文中阐述了张峰水库枢纽工程溢洪道大跨度三支臂弧形钢闸门的设计，并对扭角的计算及液压启闭机的选用、减小组合错位偏差等技术问题进行了分析研究。
关键词：三支臂弧形钢闸门；扭角；支铰；液压启闭机；设计与研究。
1.概述张峰水库是我省的一座大型水库，位于山西省晋城市沁水县郑庄镇张峰村沁河干流上，距晋城市城区90km。
水库总库容3.92亿m3，总工程分为枢纽和输水两部分。
主要建筑物有大坝、泄洪导流洞、供水发电洞、电站、溢洪道、提水泵站、输水渠道等。
水库金属结构设置在泄洪导流洞、供水发电洞、电站、溢洪道、泵站等处。
它的设计特点是水头高、闸门大、种类多、设备功能齐全，也是金属结构设计技术难度较大的一项工程。
本文主要介绍溢洪道弧形工作闸门，斜支臂扭角计算，减小组合错位偏差技术问题。
闸门型式为露顶式斜支臂弧形钢闸门，该闸门门体大，最大特点是三支臂形式，并且主梁和支臂均为箱形结构，空间几何关系较复杂，这在我院设计是第一次，在全国水利工程也不多。
本文将对这些设计特点和专题研究加以阐述，以求对水利水电工程金属结构设计有所裨益。
2总体布置张峰水库泄洪设施主要有溢洪道和导流泄洪洞，根据张峰水库的防洪调度原则，当入库洪水超过20年一遇洪水且库水位高于防洪水位时，导流泄洪洞全部开启，并开启两孔溢洪道闸门；当入库洪水超过100年一遇洪水且洪水位超过设计洪水位时，泄洪洞与溢洪道闸门全部开启敞泄。
溢洪道闸门为弧形工作闸门共4孔，单孔门宽12.0m，门高14.0m，面板曲率半径18.0m，支铰为9.5m。
闸门结构型式：门体三主梁三支臂双腹板斜支臂弧形闸门。
3设计技术问题1)水头高：闸门设计水头13.6m，在省内溢洪道闸门设计中属于最大水头。
2)闸门封水：常规溢洪道闸门设计采用L型水封。
该闸门水头超出10m，如果继续使用L型橡皮，受拉强度已不能满足要求。
弧形钢闸门的设计计算方法研究的开题报告
弧形钢闸门的设计计算方法研究的开题报告一、选题背景水利工程是人类利用水资源的基础设施之一，钢闸门是水利工程中最重要的配套设施之一，它可以有效地调节水位、控制水流，保护、改善水利工程和沿岸环境。
而钢闸门中的弧形闸门在一些特殊场合具有很好的适应性，比如曲线水道、拐弯河道等。
因此，弧形钢闸门的设计计算方法研究具有重要的理论和实践意义。
二、研究现状目前，钢闸门的设计计算方法已经相对成熟，国内外有很多相关研究成果。
但是，在弧形钢闸门的设计计算方法上，仍然存在一些问题需要解决，如：1.弧形闸门的结构形式、参数确定问题；2.弧形闸门与基础结构的连接方式选择问题；3.弧形闸门的水压力分析及其对结构的影响问题；4.弧形闸门的动力分析问题；5.弧形闸门相关的通用设计和定制设计问题。
三、研究内容和方法本研究的主要内容为：深入研究弧形闸门的结构形式、参数确定、与基础结构的连接方式选择、水压力分析及其对结构的影响、动力分析等关键技术问题，提出相应的设计计算方法；开发一套针对弧形钢闸门的通用设计软件，并进行相关试算分析。
采用文献综述、理论分析、实验模拟等方法，开展研究。
四、研究意义1.丰富了钢闸门设计理论体系；2.提高了弧形钢闸门设计计算的精度和可靠性；3.促进了弧形钢闸门的技术进步和应用；4.为研究其他形式的特殊形状钢闸门提供了经验和思路。
五、预期成果1.弧形钢闸门设计计算方法；2.弧形钢闸门通用设计软件；3.相关论文、专利等学术成果。
六、研究进度安排1.年度一：调研前期文献、分析现状；2.年度二：分析弧形钢闸门的结构形式、参数确定、与基础结构的连接方式选择等关键技术，提出相应的设计计算方法；3.年度三：开发弧形钢闸门通用设计软件，并进行试算分析；4.年度四：进行弧形钢闸门的试验模拟、数据分析、撰写论文等工作；5.年度五：总结成果，申请专利。
浅谈弧形闸门的制作工艺
浅谈弧形闸门的制作工艺摘要:弧形闸门主要由门叶、支臂和支铰等三大部分组成。
而闸门的门叶和支臂均为金属结构焊接组装件,如何防止制造中构件的变形,保证制造质量,减少误差,成为制造弧门的关键性问题。
本文结合多年来弧形闸门制作的实践经验,谈谈弧门的制作工艺和技术措施。
关键词:浅谈弧形闸门制作工艺技术措施制造质量弧形闸门是水利水电工程中广泛应用的门型之一,按设置部位分为表孔(也叫露顶)式弧形闸门和潜孔(也叫深孔高压)式弧形闸门两种。
表孔式弧门结构特点:门顶露出上游水位以上,没有顶止水,只有侧止水和底止水,面板曲率半径R一般取门高的1.0～1.5倍。
潜孔式弧门结构特点:有顶止水,顶止水与门楣接触,它与侧止水、底止水形成封闭的“□”型止水。
面板曲率半径可取门高的1.1～1.2倍。
但二者均主要由门叶、支臂和支铰等三大部分组成。
弧形闸门的门叶和支臂均为金属结构焊接组装件,如何防止制造中构件的变形,保证制造质量,减少误差,成为制造弧门的关键性问题。
结合多年来弧形闸门制作的实践经验,谈谈弧门的制作工艺和技术措施。
1 弧形闸门工艺流程制作前准备—下料—单件制作(包括主横梁拼焊、隔梁拼焊、支腿拼焊、吊耳拼焊、面板卷制铺设拼焊等)—放样大组(包括门叶放样、组装、加固、焊接,支臂放样组装、加固、焊接)门叶、支臂矫正—尾工处理—门叶与支臂整体大组—解体防腐。
2 弧形闸门制作前准备2.1 场地准备弧形闸门制作场地包括零部件制作场地、门叶拼装焊接场地、支臂拼装焊接场地和总体预组装场地。
一般零部件制作场地安排在车间厂房内,门叶、支臂拼装焊接和总体预组装场地由弧门大小而定,一般安排在露天场地。
2.2 搭设门叶拼焊弧形工作台弧门制作焊接过程中,不仅存在纵向和横向的收缩变形,还存在沿径向的收缩变形,使弧门在拼装焊接后,曲率变小,考虑这一因素的影响,在搭设门叶拼焊弧形工作台时应把弧形工作台的曲率半径加大,加大的曲率半径值一般取设计曲率半径的5%～9%。
浅谈溢洪道弧形钢闸门设计中容易忽略的几个问题
浅谈溢洪道弧形钢闸门设计中容易忽略的几个问题溢洪道弧形钢闸门是水利枢纽中的重要组成部分，常采用斜支臂结构形式。
弧形钢闸门通常简化为平面假设模型进行设计，在设计过程中由于对一些次要构件不够重视，在工程运行中出现一些问题。
本文通过多模型对比分析溢洪道弧形闸门在设计过程中容易忽略的问题，为设计提供一定的指导作用。
标签：弧形钢闸门；位移；支臂；顶次梁；压杆稳定；ansys弧形钢闸门有启闭力小、运行可靠、结构受力合理、门槽平滑等优点，在水利枢纽溢洪道中成为首先闸门形式。
在溢洪道中采用的弧形钢闸门主要为斜支臂形式，斜支臂弧形钢闸门支臂空间角度关系多，结构为空间受力。
现行《水利水电工程钢闸门设计规范》SL 74-2013中主要介绍了主梁和支臂的平面假定计算方法。
实际证明运用平面假定进行主梁和支臂的设计是安全可靠的。
但由于设计人员在设计过程中关注于主要受力构件的设计计算，忽略了某些次要构件的设计而发生安全隐患。
本文主要分析的问题有（1）有限元计算和平面假设计算结果对比（2）支臂结构的合理布置问题。
（3）为减小闸门门顶位移，在顶次梁上加斜撑，改变顶次梁的计算模型的问题。
1、分析模型本文以一个10（宽）×13.55（高）-13.05米溢洪道弧形工作钢闸门为例进行相关研究。
安照《水利水电工程钢闸门设计规范》SL 74-2013进行主要结构布置和设计，面板半径为15米，支铰高度9米，门叶采用双主横梁式，支臂为斜支臂，门体、支臂主材为Q345B，启闭机采用液压启闭机，吊耳设置在边梁下部靠近底主梁位置。
按规范要求进行面板、次梁、竖梁、主梁、支臂结构计算，根据计算结果用ansys进行复核，复核模型分3种考虑：（1）只计算门叶和支臂，不考虑支臂斜撑和顶次梁斜撑；（2）考虑门叶、支臂和支臂斜撑；（3）考虑门叶、支臂、支臂斜撑、顶次梁设置斜撑。
三个模型采用相同的边界条件和荷载，支铰为一组铰接支座，考虑启闭机的作用闸门吊耳为另一组铰接支座。
《金属结构制造与安装》8 弧形钢闸门的安装
图8－8 支铰座结构形式 －
；（b）圆锥铰；（ ；（c） （a）圆柱铰；（ ）圆锥铰；（ ）球形铰 ）圆柱铰；（ 1－支臂；2－支铰链；3－支铰支座；4－支承环；5－闸墩；6－支铰轴 －支臂； －支铰链； －支铰支座； －支承环； －闸墩； －
8 弧形钢闸门的安装
⑴支铰座安装前的准备工作 清扫干净轴孔、辐板根部等处，对支铰座进行编号； ①清扫干净轴孔、辐板根部等处，对支铰座进行编号； 在适宜吊点处焊一个吊耳，以便吊装就位调整； ②在适宜吊点处焊一个吊耳，以便吊装就位调整； 检查底部基础螺栓孔几何尺寸、支铰座下面支承埋件螺栓几何尺寸， ③检查底部基础螺栓孔几何尺寸、支铰座下面支承埋件螺栓几何尺寸，以 便配套安装。 便配套安装。
图8 - 2
弧门侧轨结构
（a）不等边角钢构件；（b）槽钢上镶焊不锈钢；（c）钢板与型钢焊制镶焊不锈钢 不等边角钢构件；（b 槽钢上镶焊不锈钢；（c ；（ ；（
弧门侧轨的安装步骤： 弧门侧轨的安装步骤： ⑴预留槽处理 为使预留槽净空尺寸满足安装调整的要求，检查预埋插筋的情况， 为使预留槽净空尺寸满足安装调整的要求，检查预埋插筋的情况，漏埋的要 处理，插筋伸出长度保留150mm左右并校直。 150mm左右并校直 处理，插筋伸出长度保留150mm左右并校直。
bn 2 = M − L + C n 2 = R sin α n − L + c n 2
（ 8-1）
第一节侧轨止水座板中心E 式中 bn2——第一节侧轨止水座板中心E2点至基准线4的水平距离（mm）； 第一节侧轨止水座板中心 点至基准线4的水平距离（mm）； 底坎中心E L——底坎中心E1至支铰中心的水平距离（mm）； 底坎中心 至支铰中心的水平距离（mm）； M——E2点至支铰中心的水平距离（mm）； E 点至支铰中心的水平距离（mm）； 侧止水座板中心E αn——侧止水座板中心E点在不同高度时与支铰中心所夹角度(度)；当 侧止水座板中心 点在不同高度时与支铰中心所夹角度( 60° 90° 式中sinα 代替。 αn＞60°时，αn＝90°＋βn，式中sinαn用cosβn代替。 由控制点的设计者提供， 1.5m的一个整数 cn2——由控制点的设计者提供，一般先使bn值为小于1.5m的一个整数， 由控制点的设计者提供 一般先使b 值为小于1.5m的一个整数， 据此算出 c n 2 = bn 2 − R sin α n + L 。 安装调整完毕，由有经验的安装工人用力拉紧钢卷尺，直接测量出半径R 安装调整完毕，由有经验的安装工人用力拉紧钢卷尺，直接测量出半径R的 数值与偏差。 数值与偏差。
弧形钢闸门计算实例
弧形钢闸门计算实例一、基本资料和结构布置1．基本参数孔口形式：露顶式；孔口宽度：12.0m；底槛高程：323.865m；检修平台高程：337.0m；正常高水位（设计水位）：335.0m；设计水头：11.135m；闸门高度：11.5m；孔口数量：3孔；操作条件：动水启闭；吊点间距：11.2m；启闭机：后拉式固定卷扬机。
2．基本结构布置闸门采用斜支臂双主横梁式焊接结构，其结构布置见图3-31。
孤门半径R=15.0m，支铰高度H2=5m。
垂直向设置五道实腹板式隔板及两道边梁，区格间距为1.9m，边梁距闸墩边线为0.3m；水平向除上、下主梁及顶、底次梁外，还设置了11根水平次梁，其中上主梁以上布置4根，两主梁之间布置7根。
支铰采用圆柱铰，侧水封为“L”形橡皮水封，底水封为“刀”形橡皮水封。
在闸门底主梁靠近边梁的位置设置两个吊耳，与启闭机吊具通过吊轴相连接。
采用2×500KN 固定式卷扬机操作。
本闸门结构设计按SL74-95《水利水电工程钢闸门设计规范》进行。
门叶结构材料采用Q235，支铰材料为铸钢ZG310-570。
材料容许应力（应力调整系数0.95）：Q235第1组：[б]=150MPa ，[τ]=90 MPa ； 第2组：[б]=140MPa ，[τ]=85 MPa ； ZG310-570：[б]=150MPa ，[τ]=105 MPa 。
3．荷载计算闸门在关闭位置的静水压力，由水平压力和垂直水压力组成，如图1所示：水平水压力：()kN B H P s s 3.74390.12135.1110212122=⨯⨯⨯==γ垂直水压力：()()⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡-----=212212221sin sin 2sin 2sin 180/21φφφφφφπφγB R V s式中：()471.19,3333333.0155sin 14224,409.0155135.11sin 222111======-==φφφφ所以所以R H 。
浅论弧形闸门安装技术
浅论弧形闸门安装技术一弧形闸门安装技术概述弧形闸门主要由底坎、弧门侧轨、支铰座、支臂、门叶（潜孔式弧形闸门，还设有顶部固定止水座板、门楣）等组成。
弧形闸门主要有 2 种形式：一种是露天式；另一种是潜孔式。
潜孔式的弧形闸门比露天式弧门多安装1个门嵋和1 条止水橡皮，其余结构相同。
从启闭机的形式来看，目前主要有 2 种：一种是卷扬式的；另一种是液压式的。
通过启闭设备的作用使得弧形闸门利用支铰座使闸门绕铰轴转动实现启闭。
弧门侧轨呈弧形，一般侧向止水座板和侧轮导板做成一体，上面镶有不锈钢条，弧门底坎及顶部门楣（潜孔式）多由型钢或钢板焊制而成。
弧形闸门安装有顶部（潜孔式）、底部、侧面水封以达到止水目的。
二露天式弧形闸门的安装流程在弧形闸门安装中，根据弧形闸门的结构特点结合工程施工进度，一般先进行基础埋件安装，再进行主体结构拼装，各部件安装程序如下图所示。
三露天式弧形闸门主要安装工艺1 埋件安装露顶式液压启闭弧形闸门的埋件包括底槛、侧轨、弧形闸门支铰下面埋件、液压缸支铰座埋件等。
1）安装控制点设置。
根据设计图纸设置底坎坐标及高程控制点，为检查侧轨垂直度和扭曲度，必须在侧墙上适宜的外露钢筋头上设置控制点，除了控制侧轨板的垂直和扭曲度之外，同时还应调整控制侧止水板中心至支铰中心的半径R，误差不超过±5mm。
2）安装前二期混凝土检查处理。
检查预留槽净空尺寸是否满足安装调整的要求；检查预埋插筋的情况，漏埋的要处理并校正插筋伸出长度；混凝土面须凿毛处理以保证二期混凝土良好结合。
3）底坎及侧轨安装。
弧门底坎多由型钢或钢板焊制而成。
将底坎埋件吊装就位，按照事先放出的调整好底坎工作面的位置和高程，使底坎暂时定位。
侧轨进行预拼装，检查各分节的接缝间隙、坡口角度和不锈钢止水面的波浪度，波浪度控制要小于0. 5mm。
工地普遍采用卷扬机吊装侧轨，吊装顺序为自下而上，先调整好下节侧轨并加以固定，再吊上一节，依次安装到顶。
经全面检查安装达到允许误差合格后，再焊接加固锚钩。
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弧形钢闸门的结构
作者：闸门来源：/
弧形钢闸门是应用非常广泛的一种门型，具有结构简单，启闭力小、水流条件好等优点，适用于泄水建筑物上作为工作门之用。
与平面钢闸门一样，它也是由门叶部分、门槽埋件与启闭机械三部分组成。
弧形闸门有潜孔式和露顶式两种。
目前国内露顶式弧形闸门孔口尺寸达19mX 23m(相应设计水头23m)；潜孔式弧形闸门封堵面积一般达48—63m2，水头一般达80一90m，最大封堵面积达195m2(相应设计水头37m)，最大设计水头达142m。
弧形闸门的门叶靠启闭机械的牵引可绕固定的水平铰轴转动，其启门时只需克服闸门自重以及止水与铰轴的摩阻力对轴心的阻力矩，因而弧形闸门启闭省力、迅速、运转可靠；由于弧形闸门不需门槽，泄流时水流流态良好。
因此，弧形闸门普遍应用作高水头工作闸门及需要局部开启控制流量的工作闸门。
一，总体布置
弧型闸门的铰轴一般布置在弧形面板的曲率中心，故作用在面板上的全部水压力通过铰轴中心。
当孔口关闭时，水压力经门叶梁系及支臂而传给支铰，最后把水压力传到闸墩上。
露顶式弧形闸门面板曲率半径只一般可取门高片的1．o～1．5倍，潜孔式弧形闸门面板曲率半径R一般可取门高片的1．1～2．2倍。
弧形闸门支铰宜布置在过流时支铰不受水流及漂浮物冲击的高程上，溢流坝上的露顶式弧形闸门，支铰位置可布置在闸门底槛以上(o．50—o．75)H处；水闸的露顶式弧形闸门，支铰位置。
可布置在闸门底槛以上(o．67～1．o)H处；潜孔式弧形闸门，支
铰位置可布置在底槛以上大于1．1片处。
支铰位置越高，R值也应
随着增大，否则静水压力会加大，门不稳定，底缘布置困难。
当
支臂加长时，闸墩也将相应地加长，但启闭力可以减小。
二、弧型闸门框架形式
弧型闸门根据主梁的布置可分为主横粱式和主纵梁式。
对宽高比较大的弧形闸门，宜采用主横梁式结构，见图3—l。
其主要由门叶、支臂、支铰及止水、吊耳等组成。