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6弧形钢闸门的制造
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6弧形钢闸门的制造
弧形闸门是水利水电工程中广泛应用的门型之一。常用于水工建筑物上作为工作闸门。
优点:结构简单、所需闸墩的高度和厚度较小、没有影响水流流态的门槽、
启闭力小、操作方便、埋件少等。
缺点:所需闸墩较长、无互换性、不能提出孔口以上进行检修、总水压力集
中于支座处、对土建结构不利等。
弧形闸门形式:露顶式和潜孔式两种。
露顶式弧门结构特点:门顶露出上游水位以上,没有顶止水,只有侧止水和
底止水,~。
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
~。
弧门支铰一般布置在下游侧,其高程要考虑到不受水流和漂浮物冲击的影响。露顶式弧门如图6-1所示。
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6弧形钢闸门的制造
(续1)
弧形闸门组成:主要由门叶、支臂和支铰等三大部分组成。
闸门结构要求:有足够的强度和整体刚度,有良好的工艺性,方便制造、运输、安装、防锈蚀和检修,并尽可能节省钢材。
弧门按主梁布置方式,可分为主横梁式和主纵粱式。
弧门按梁系的连接形式,又分为同层连接(等高连接)和层叠连接(非等高连接)等形式。
目前常选用形式:主横梁同层布置、主纵梁同层布置和主纵梁层叠布置三种。
图6-1露顶式弧形闸门
1-门叶;2-支臂;3-支铰;4-启闭钢绳
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6弧形钢闸门的制造
(续2)
主横梁同层布置的型式见图6-2所示。
结构特点:
①水平次梁、垂直次梁(大隔板)和主横梁共同组成梁格。梁格的长短边
图6-2主横梁同层布置
1-面板;2-水平次梁;3-隔板;
4-主横梁;5-支臂;6-支铰
~,且长边与主梁的轴线方向相同。
②面板支承在梁格上并与梁格焊接成整体。
③支臂与主横梁用螺栓连接而构成刚性框架。
结构优点:整体刚性好,结构简单,适用于宽高比比较大的孔口。
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主纵梁层叠布置
主纵梁层叠布置如图6-3所示。
构造:水平次梁与垂直次梁组成梁格,面板支承在梁格上且与梁格焊成整体。梁格与两条主纵梁相连,主纵梁再与支臂以螺栓连接而组成主框架。
结构特点:便于分段,安装拼门简便,但梁系的连接高度增大了,且整体刚性不如同层布置好。这种结构形式适用于宽高比比较小的场合。
图6-3主纵梁层叠布置
1-面板;2-水平次梁;3-垂直次梁;4-主纵梁;5-支臂;6-支铰
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主纵梁同层布置
主纵梁同层布置如图6-4所示。
构造:两根主纵梁与多根垂直次梁平行且前端(与面板连接端)平齐,并与面板焊成整体。横梁支承在垂直次梁上,其后端与主纵梁齐平。主纵梁与支臂用螺栓连接而成为主框架,
特点:面板直接参与主纵梁的工作,降低了梁格的高度而增加了整体刚度。但纵梁的制造加工要求较高,安装拼门较困难。适用于宽高比比较小的弧门。
图6-4主纵梁同层布置
1-面板;2-垂直次梁;3-主纵梁;4-横梁;5-支臂;6-支铰
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主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架型式
主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架型式有(图6-5):
I型框架结构、Ⅱ型框架、Ⅲ型框架结构。
I型框架结构
优点:结构简单,且由于主横梁的悬臂部分的负弯矩而减小了跨中的正弯矩,从而用钢较省。
缺点:需要特定的土建支承条件,如露顶式弧门要增设支承闸墩或支承横梁,这就增加了土建工程量。
在潜孔式孔口上则提供了天然的支承条件,因而应用较多。
图6-5主横梁式弧门的主框架型式
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6弧形钢闸门的制造
主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架型式(续1)
Ⅱ型框架,斜支臂支承在闸墩的牛褪上。
优点:具有I型框架的优点,又不增设支承结构。
缺点:斜支臂在工作中产生侧向推力,支臂和支铰的几何关系较为复杂,给制造和安装增加了一定的难度。
应用:多用于大跨度弧门。
Ⅲ型框架结构简单,制造安装方便,但由于跨中弯矩较大,因而用钢材较多,只在闸孔空间受到限制时应用。
主横梁式弧形闸门多采用双主梁布置,每侧支臂的肢数与主横梁数相同。双主梁为等荷布置,两根主横梁之间的距离要满足制造、运输和安装的要求。
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主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架型式(续2)
支臂与主横梁的连接要求:具有足够的强度、刚度和可靠性。
连接的方法:焊接和螺栓连接两种,见图6-6。焊接连接由于其不可拆性及其安装定位不方便而一般不再使用。螺栓连接则无上述不足,而且利用抗剪板承受连接部分的横向剪力,使得螺栓只承受弯矩产生的拉力,可大大减小螺栓尺寸且工作安全可靠。
图6-6弧门支臂与主横梁连接形式
1-主横梁;2-支臂;3-抗剪板;4-连接螺栓
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6弧形钢闸门的制造
弧形钢闸门施工准备工作:包括场地、设备及材料的准备;已加工好的零部件要进行复检;弧形切割轨道的制作;放样平台、门叶拼装弧形台及总预组装台的搭设等。
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