泄水闸的布置和结构设计

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：图1闸门与启闭机布置立面图图2侧水封及侧轮示意图闸门结构为直支臂弧形钢闸门，焊接结构，主要材料选用Q345B；为便于工地安装和满足运输单元的要求，设计将门叶分成三节，运至工地后再焊成整体；弧门半径为5.5m；由于闸门跨度大，为了加强闸门的刚度，设置了三根主横梁，主梁梁高2.2m。

1.闸门结构设计（以南闸为例说明）

黄埔涌水闸设有两孔泄水闸，每孔净宽35m，各设一扇翻转式弧形闸门，孔口尺寸为35.0m×6.8m（宽×高），底槛高程为－3.8m。正向（内涌至外江方向）挡水水位差1.85m，反向（外江至内涌方向）挡水水位差2.93m，动水开启操作最大水位差2.55m，动水关闭操作最大水位差0.4m。

闸门与启闭机布置立面图如图1所示。

图1　闸门与启闭机布置立面图（单位：高程m；尺寸mm）

图2　侧水封及侧轮示意图

闸门结构为直支臂弧形钢闸门，焊接结构，主要材料选用Q345B；为便于工地安装和满足运输单元的要求，设计将门叶分成三节，运至工地后再焊成整体；弧门半径为5.5m；由于闸门跨度大，为了加强闸门的刚度，设置了三根主横梁，主梁梁高2.2m。在孔口两侧闸墩上各设置一个圆柱支承铰，通过短支臂与门叶相连；为使闸门全开时不会太突出，并降低启闭机的安装平台高程，闸门支铰布置高程为－0.5m，支铰长期浸没在水中，润滑条件差，且荷载较大，故轴承选用自润滑铜塑复合材料。闸门止水为双向设计，为减少侧止水的摩阻力，又要密封效果好，通过多种形式的比选和计算，侧止水采用L形橡胶止水背靠背设计，并给予每侧5mm的预压缩量，这样增加了侧止水面的自由度，化解了闸门热胀冷缩和制造误差可能造成的启闭力增加和漏水问题，并且起到较好的止水效果。闸门的侧导向采用侧轮，共设4个侧轮，分别布置在闸门边梁上；侧轮与边导轨缝隙的确定也要考虑闸门热胀冷缩和制造误差，若缝隙留的太大，起不到导向作用，闸门在启闭过程中可能会导致两支铰和启闭机液压缸承受过大的侧向力，若缝隙留的太小，结构受热膨胀后，侧轮紧紧顶住边导轨，引起启闭力过大甚至闸门被卡死，通过分析和计算，两侧侧轮与边导轨缝隙各预留7mm（图2）。

2.启闭设备（以南闸为例说明）

翻转式弧形闸门采用2×3200kN液压启闭机操作，行程4.11m，为降低启闭机的安装平台高程，将闸门吊耳设在支臂上。液压缸与闸门门叶支臂上的吊耳相连，分别布置在左右两闸墩上，液压缸采用中部转铰支承结构，铰轴中心高程2.22m，整个液压缸可以隐藏在闸墩顶高程3.86m之下。启闭运行时设有同步控制系统，以保证闸门的同步运行。液压泵站和现地电控设备布置在岸边的设备房内，液压管路通过地下廊道与各个油缸相连，液压泵站配置两套油泵电动机组，互为备用。两孔共用一个液压泵站，可单孔分别操作。

3.锁锭装置

由于闸门检修时状态处于全开状态，垂直立于闸墩顶部，因此，在翻转上闸门的全开位置设置锁锭装置，使液压缸卸载，同时满足设备检修工况的需要。锁锭装置安装在两边闸墩中，锁锭梁为焊接钢结构，下面设有滚轮支承结构，锁锭梁可在其上行走，锁锭梁上方设有一根电动推杆，可进行远控，实现自动上锁与脱锁。

4.维护措施

由于本工程闸门的部分设备布置在水下。故对维修问题的考虑是运行管理人员和设计人员都十分关心的问题，根据已确定的设计原则，本工程全部水下的设备和结构均按30年免维修设计，为此设计方案中采取如下相应的技术措施：

（1）防腐采用喷涂铈－铝合金加封闭漆，同时配置阳极块保护。

（2）铰轴、紧固件全部采用不锈钢材料，免除金属结构件防腐涂层易损部位的维修问题。

（3）支铰采用耐磨损自润滑轴承，无需加油润滑。

（4）外露部分的埋设件选用不锈钢或不锈钢复合钢板。

泄水闸的布置和结构设计

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