弧形钢闸门结构 安装

弧型闸门组成，安装

弧形闸门是由面板、竖梁、横梁(主梁、次梁)和上下支壁等共同组成的具有弧形表面的钢结构。弧形闸门具有弧形的挡水面板，当弧形挡水面板受水压后，通过支臂传给固定边墩的2个支座。启闭时整个闸门绕转，铰轴的旋转动中心通常与弧形挡水面板的圆心重合，因而水压力的合力总是通过转动中心。当闸门启闭时，只需克服闸门部分自身质量所产生的重力和转动轴承处的摩阻力，所以，它的启闭力比平面闸门小得多，只相当于平面闸门的1／3—1／2。由于弧形闸门门叶结构较轻，启闭力小且速度快，操作灵活，运转安全，具有其他闸门所不具备的特性和优点，是闸门中最为经济的一种。所以，弧形闸门为现代水工建筑应用较广泛的门型之一。

弧形闸门门体

门体为整体铸造的方形或圆形平板，并在迎水面自带“#”字形的加强筋，加强筋的数量视闸门规格大小而定，门体平面精加工并带有镶铜条的槽，以便镶入青铜密封面，门体两侧精加工与门框侧槽配合，形成上下滑轨。门体上端有吊耳，门体与吊耳的两接触面精加工之后用螺栓固定。

弧形闸门门框

门框由铸铁整体浇筑而成，门框两侧自带导槽，精加工之后作门体升降的导轨。门框平面经龙门刨及立车精加工并分别加工一道槽，以便镶入青铜密封面。

弧型闸门安装过程中常见问题分析

1.支座基础螺栓位置与支座螺空位置不吻合

支座基础螺栓由土建单位在浇筑一期混凝土时埋设，由于螺栓安装尺寸误差可能偏大，浇筑混凝土时的振动会使螺栓产生位移，如用钢管校正，螺栓容易被扳弯，支座无法紧贴混凝土面。

在以往的安装中，常采用的办法有： （1）将支座基础螺栓附近混凝土凿去10cm左右，再用钢管校正螺栓，使螺栓露出混凝土面部分保持垂直，安装好支座后再回填砂浆混凝土。这种方法虽然能保证支座可紧贴混凝土面，但回填砂浆不能保证质量，消弱了螺栓与混凝土的接触。 （2）在浇筑一期混凝土时，根据图纸尺寸，用10mm钢板制作一个样板，将螺栓穿过样板，用木样板卡住，使其位置完全固定，然后安装于模板上。这样虽然能使螺栓的间距误差减小，但整个钢板仍有发生位移的可能。 （3）预留二期混凝土可以解决螺栓校正问题，但工序增加、工期较长，一般不予采用。 （4）有的弧门支座支承部分不采用混凝土牛腿，而用埋藏式箱梁结构。箱梁上的螺栓孔在支座安装时配钻，这样螺栓位置就较准确。在安装箱梁时必须保证安装质量且加固一定要牢固，以防止混凝土浇筑时箱梁产生位移而影响整个闸门的安装质量。由于箱梁埋于闸墩中，安装费时，且用的钢材较多，不经济，因此，除特殊情况外很少采用。

2.支臂连接后支臂总长度不满足设计要求

支臂连接后支臂总长度不符合设计要求的情况出现后，在确定处理方法时一定要慎重。应仔细反复测量铰孔中心至支臂与门叶连接处之间的距离，测量时两支臂应在同一水平面上，以减少测量误差。在确定切割或加垫时，最好在门叶主梁接点与支臂接点相吻合时，再测量有关尺寸和门叶水封在导板上的位置。由于弧门受压后支臂后退将达10mm左右，所以，加垫厚度应比实际测量的计算值加大3～5mm，如要切割就少割3～5mm。 斜支臂是一复杂的空间几何体系，各零件的几何尺寸可以用几何计算的方法求出，但在下料时，都必须经过放大取样，求出与设计相一致的尺寸。一般支臂下料时要考虑焊接收缩量、火焰校正收缩量以及加工余量，最好先不焊连接板和底板，在端部预留调整修切余量，待弧门组装时，根据曲率半径的要求进行修切。

弧型闸门各结构分析

1.底槛安装

　　底槛安装前,在埋件上作出中心线。

　　底槛安装时利用水准仪控制高程,利用已放出的门槽中心线及孔口中心线控制中心偏差。

2.侧轨安装

　　侧轨设计为两个独立部件:侧止水埋件;侧轮导轨埋件。两个部件独立安装。

　　(1)侧轨至支铰中心距离控制。

侧轨安装前,在已安装的底槛上作出侧轨与底槛在孔口方向的接触线、侧止水埋件安装中心线、侧轮导轨埋件安装中心线;以闸室侧墙上已设置的支铰中心投影为圆心,利用经过校核的30m钢卷尺沿闸室侧墙在侧轨上、下游放出8组控制点。

(2)侧轨孔口中心控制。

　　侧轨安装时,利用两条基准线为布置经纬仪,测量其到侧止水工作面(或侧轮导轨埋件工作面)的距离来控制侧止水埋件(或侧轮导轨埋件)的安装垂直度及扭曲度。

　　在同时安装多孔弧门侧轨时,也可以控制基准线为基础,设置距侧轨止水面100mm的控制线,以该控制线为基准在闸室顶部挂线锤,测量侧轨止水面与线锤的水平距离控制侧轨在孔口方面的位置。安装完毕,利用经纬仪及两条基准线。

3.支铰钢梁安装

　　(1)支铰钢梁的安装质量直接影响到支铰的安装质量,最终影响到弧门运行状况的优劣,因此其安装质量需严加控制。

　　为保证支铰钢梁安装质量,预先用厚度为20mm钢板按固定支铰设计尺寸制作2对假固定支铰,假支铰底座及轴孔经过加工处理,且需有足够的刚度。

　　支铰钢梁安装时主要控制三个尺寸:①支铰钢梁上假支铰轴孔中心线(支铰中心);②支铰钢梁在孔口方向的中心线;③支铰钢梁的倾斜度。

　　(2)支铰钢梁安装前,在支铰钢梁上标出中心线。

　　①支铰钢梁上假支铰轴孔中心控制支铰钢梁安装时,假支铰与支铰钢梁装配,支铰中心线(钢琴线)通过假支铰轴孔且固定牢靠,测量假支铰轴孔内径与钢琴线的距离,即可控制支铰轴中心位置。

　　②支铰钢梁在孔口方向的中心线控制利用两条基准线架设经纬仪控制支铰钢梁在孔口方向的位置。

　　③支铰钢梁的倾斜度支铰钢梁的倾斜度按其水平投影尺寸L的偏差值来控制,要求L的偏差值不大于L/1000。

支铰钢梁安装完毕,用全站仪校验安装尺寸,合格后设计要求对支铰钢梁进行加固。在焊接加固过程中需对支铰钢梁变形情况进行监控,以防变形。

4.支铰安装

　　支铰安装为整体吊装。支铰运至现场后调整其角度,并用型钢临时焊接固定,使固定支铰与活动支铰位置相对固定。用M1500塔机配合2个10t葫芦吊起固定支铰端,在此状态下利用2个葫芦将支铰按设计安装角度基本调整到位,然后将支铰吊装就位,经检查合格后将预埋螺栓上的螺母拧紧。

　　弧门支铰两种安装方法所需时间:弧门单侧支铰在空中调整安装角度,吊装时间约5h;弧门单侧支铰安装角度在地面基本调整到位,吊装时间约3h。

　　由此可见,固定支铰与活动支铰装配后在地面将支铰安装角度基本调整到位后整体吊装,可大大减少高空作业量,既提高了安装效率,也增加了安全性。

5.支臂组装及安装

　　(1)为方便支臂安装,利用I20工字钢制作2~4个活动式钢支墩为上、下两节,可以重复利用,且移动方便。用于安装过程中的支撑支臂。

　　(2)支臂各安装单元,在弧门闸室内进行组拼。

　　支臂前端板不与支臂焊成整体,而是在安装门叶时先用螺栓将其固定在主横梁上的安装部位。支臂拼焊完毕并经检查合格后,前2孔弧门支臂安装时预留约20mm修切余量;从第3孔开始,支臂吊装前按设计图纸要求及安装经验将支臂长度基本修切到位(预留约5mm修切余量)。此方法安装质量较好,安装效率也较高。

　　(3)支臂安装时,用M1500塔机将支臂吊起,用2个葫芦调整支臂安装角度。角度基本调好后,起吊支臂与对应支铰进行组装,通过连接螺栓将支臂和支铰连接成整体,并用支墩在靠近支臂前端板的位置(底槛下游侧)将支臂支撑牢固,此时可将临时固定支铰的型钢取掉。

　　(4)弧门支臂两种安装方法所需时间:①弧门单侧支臂在安装位置调整角度时,吊装时间约5h;②弧门单侧支臂吊离地面约500mm,将安装角度基本调整到位,然后吊到安装部位与支铰连接,吊装时间约3h。

6.门叶组装

　　(1)弧门门叶分4节运至现场,在弧门门槽内立拼为整体。与支臂连接的第1节、第3节门叶吊装前用螺栓将支臂前端板与主横梁装配。

　　将下节门叶用M1500塔机吊至安装部位,用2个10t葫芦将门叶水平牵引逐渐和支臂靠拢,并控制门叶中心与孔口中心对齐后落地,门叶底缘与底槛上定位板接触紧密后在底槛上游侧焊定位挡板。

　　(2)在钢支墩上放32t或50t千斤顶调整支臂高度,同时对支臂前端进行少量修整,调整弧门门叶面板外缘与侧轨上放样尺寸相符,直到弧门半径,门叶与支臂、侧止水埋件相互装配关系符合图纸及规范要求后,在侧轨上焊定位挡板(面板上游侧),下节门叶与支臂连接处点焊牢固,并焊上加劲板。门叶面板上游侧以型钢支撑,随后依次吊装第2节~第4节门叶就位。

　　第1节~第4节门叶全部调整到位、检查控制尺寸符合图纸及规范要求后点焊固定。当第4节门叶全部拼装完毕后,对弧门控制尺寸进行检查,合格后方可开始焊接。

　　(3)为确保弧门门叶安装过程中的安全,支臂连接板与门叶组装螺栓未完全连接或连接板未与支臂点焊固定前禁止松去塔机吊钩,以免门叶在倾斜状态下滑落发生事故。

7.安装焊缝焊接

　　为保证弧门安全,先焊支臂与前端板连接焊缝,再焊门叶安装焊缝。

　　(1)支臂与前端板连接焊接由偶数焊工对称焊(两支臂同时进行)。先焊加强筋板与支臂及前端板连接焊缝,再焊支臂与前端板连接焊缝。

　　(2)门叶安装焊缝焊接顺序是:先焊边梁及隔板腹板焊缝,再焊下游侧翼缘板焊缝,最后焊接面板焊缝。

　　(3)焊接过程中需监测弧门面板外缘至支铰中心曲率半径、面板变形情况等,发现问题及时处理。抗剪板必须顶紧连接板边缘,并在整个门叶安装之后进行焊接。

　　(4)焊接完毕后探伤一、二类焊缝,复测弧门整体几何尺寸。

8.水封及侧轮安装

　　弧门水封及侧轮安装待弧门与液压启闭机连接并能提升弧门后进行。

　　(1)弧门水封安装前测量水封固定螺栓孔与侧轨止水座板距离,调整水封压缩量后压紧。

　　(2)侧轮安装时调整钢垫板及橡胶垫厚度使侧轮到侧轨距离符合安装要求。

弧形闸门的安装

弧形闸门安装顺序根据其止水装置的不同分为以下两种：（一）、利用门叶侧面橡皮进行止水，安装顺序一般为：埋件安装（包括：支承大梁（或锚栓架）、底坎、侧轨、门楣），固定支铰及启闭机机架安装，门体安装，启闭机安装，启闭机联门运行。 （二）、利用侧轨上冲压水封进行止水，安装顺序一般为：支承大梁（或锚栓架）的安装，固定支铰及启闭机机架安装，门体安装，启闭机安装，启闭机联门运行，埋件安装（包括：底坎、侧轨、门楣）。

安装测量的准备

安装测量前需选择精度和性能满足要求的全站仪（或经纬仪）和水准仪，并对全站仪的对中器、水准气泡（电子水准器）、视准轴误差C、指标差i等以及水准仪的指标差进行检测和校正。 确定配套使用的测具，包括：经过检定的钢带尺（长钢尺）、微型棱镜、钢板尺、弹簧秤等。比较全站仪测距（直接测距和差分测距）与钢带尺量距差，并对棱镜常数进行改正。 校核土建结构图提供的坐标、高程、角度等数据与金属结构图提供的尺寸数据是否一致，统一测量放样和验收时需使用的起算参数，主要包括：支承大梁（或锚栓架）的里程、倾角和高程，弧门工作半径，侧轨的偏距和工作半径，以及支铰中心、底坎、门楣和启闭机机架的里程和高程等。

弧型闸门调试

在弧门液压启闭机系统安装调试完毕、弧门水封及侧轨安装完毕后进行弧门整体调试。