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本文件规定了底轴旋转式钢闸门(简称钢坝)的设计、制造、安装、验收、监测和管
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由门叶、底轴、拐臂、锁定装置、支铰装置、止水装置、启闭机等组成的工作闸门。具
有动水快速启闭、可调控溢流功能,主要适用于较大跨度、较低水头的水闸。简称钢坝。
门叶的支承和旋转驱动主轴,位于闸门底部,主要承受门叶传递过来的水压力及扭矩。
将液压启闭机推拉力转换为底轴旋转驱动力的部件,两端分别连接连接底轴和液压油
4.3闸体设计应满足结构强度、刚度和稳定性以及防腐蚀、制造、运输和安装的要求。
4.4底轴旋转式钢闸门制造与安装应按设计图样和技术文件进行,如有修改,应有设计修改
a)闸门出厂前应做好产品的标志,至少包括:钢坝的规格型号(宽×高),m×m;设计
b)闸门运输方式和要求根据需要确定;宜一次运输到位,中途转运的,应事先做好转运
4.6宜采用机电液一体化的同步驱动、启闭控制的电气控制系统,以实现现地和远方控制。
4.7大型闸门宜设置应力、变形、振动等在线监测装置。底轴旋转式钢闸门信息化除应符合
5.1.1.2钢坝闸的闸址选择、总体布置、闸室布置、防渗排水布置、消能防冲布置、地基处
5.1.2.1闸址应综合考虑地形、地质、水文等因素,根据底轴旋转式钢闸门特点和运用要求,
5.1.2.2闸址宜选择在岸坡稳定、岩土坚实和地下水水位较低、地质条件良好的天然地基上。
5.1.2.3闸址宜选在河道相对顺直、水流流态平顺的河段;不宜选在冲刷和淤积变化大、断
5.1.2.4闸址选择宜有利于枢纽工程总体布置。重要工程宜有水工模型试验论证。
5.1.2.5闸址选择应有利于生态环境保护和景观美化,减少土地征用及房屋拆迁。
5.1.2.6闸址选择宜考虑材料来源、对外交通、施工导流、场地布置、基坑排水、施工水电
5.1.3.1底轴旋转式钢闸门工程等别、建筑物级别和洪水标准应按SL252、GB50201和SL482
5.1.3.2钢坝闸的防洪标准及过流能力应与所在河道或者灌溉、排水渠系的标准一致。
5.1.4.1钢闸门结构布置应根据各建筑物功能、特点、施工、运用要求等确定,做到紧凑合
5.1.4.3结构布置宜采用正向进水,如特殊工况也可设置双向止水。非正向进水时,可设置
5.1.4.4有排漂(冰)要求的底轴旋转式钢闸门工程宜设置排漂(冰)孔。
5.1.4.5对于枯水期河道流量仍较大的钢闸门工程,应设置调节孔,调节孔规模应满足过流
5.1.4.6有泄放生态、景观用水要求的钢闸门工程,布置时应考虑安全下泄相应流量的措施。
5.1.4.7大型底轴旋转式钢闸门工程的布置,宜采用数学模拟方法进行水流流态分析研究确
5.1.4.8在单一河流上修建大型底轴旋转式钢闸门工程且有后续扩建规划时,宜留有后续工
5.1.4.9钢闸门工程的防渗排水布置(设计)、消能防冲布置(设计)、抗滑稳定计算、抗
震计算、两岸连接布置、结构设计及地基处理设计等应按SL265的规定执行。
5.1.5.1闸室布置应根据水闸挡水、泄水条件和运行要求,结合地形、地质等因素确定。
5.1.5.2闸室总净宽应满足防洪过流要求,闸室总宽应与河(渠)道宽度相适应,可参考SL
5.1.5.3钢闸门单跨净宽应符合闸门制造、运输、安装、检修以及管理要求。
5.1.5.4单孔闸室不能满足河道宽度要求时可布置多孔闸室,闸室的孔数应根据闸址的地基
5.1.5.5闸室底板布置应满足闸门布置要求;闸墩布置应满足启闭设备布置要求。
5.1.5.5整个闸室结构的重心宜与闸室底板中心相接近,且偏高水位一侧。
c)在坚实或中等坚实地基上,上、下游河底高差较大时,可采用折线闸室底板顶高程宜比上游河床平均高程提高0.2m~0.4m,底坎下游闸底板高程,应
5.1.5.8闸室底板厚度应根据闸室地基条件、作用荷载及闸孔净宽等因素,经计算并结合构造
5.1.5.9闸室底板顺水流向长度应根据闸室地基条件和底轴旋转式钢闸门布置要求,以满足
5.1.5.10闸室结构垂直水流向分段长度应根据闸室地基条件和结构构造特点,以及施工方法
5.1.5.11闸墩结构型式应根据闸室结构抗滑稳定性、闸墩纵向刚度以及启闭设备布置的要求
确定。墩头宜采用半圆形或流线形。边闸墩的选型布置除符合上述规定外,应考虑承受侧向
5.1.5.12松软地基或冻胀性地基上的水闸结构选型布置,参考SL265确定。
5.1.6.1闸室地基在各种运用情况下均应满足承载力、稳定和变形的要求。
5.1.6.2闸基地质条件较差,不能满足基础承载力或不均匀沉降等要求时,应采取整体式底
5.1.7.1闸门关闭挡水状态下,门顶漫溢水舌厚度不宜超过0.3m,最大不应超过0.5m,门
5.1.7.2闸门卧倒时,考虑到底止水的布置,闸门可根据底轴大小适量超出闸室地板,最大
5.1.7.4闸门孔口较大布置检修闸门困难时,底轴旋转式钢闸门宜设计成免检修闸门。对于
无条件检修的闸门,应按照免维修、少维护的要求设计。对于通过采取措施形成检修条件的
5.1.7.5经常性漫溢过水的闸门,应考虑门顶下泄水流对门后水工结构的影响。
5.1.8.1启闭机型式宜根据闸门尺寸、运行条件以及防洪泄水等因素确定。大型闸门宜选用
双侧驱动集成式启闭机;中、小型闸门可选用其它能提供推、拉力的双拐臂驱动启闭机,小
5.1.8.2启闭机室可在闸门的一侧或者两侧布置,结构尺寸应满足启闭、控制、排水、清淤
5.1.8.3启闭机室应满足通风、防渗、防雨及采光照明等要求,进人检修口孔径不小于
1000mm,检修口进出通道按GB4053.1设置爬梯或踏步。启闭机室顶需要过流时,应进行
5.1.8.4具有紧急防洪、泄水任务的水闸,集成式启闭机在失电情况下,宜具备手动应急装
5.1.8.5多孔闸门宜在启闭机室与各闸室之间布置地下管廊,以满足运行、维修及安全的要
求。地下管廊断面尺寸,除应满足设备及管线的布置外,还应满足巡查和检修要求。
5.1.8.6启闭机室底板及地下管廊应设置排水沟、集水井和排水泵,当集水井水位升至设定
5.2.1.1基本荷载主要有:自重,设计水头下的静水压力、动水压力、水舌空腔脉动压力、
门顶水舌动水压力、波浪压力,启闭力,淤沙压力,风压力,其它出现机会较多的荷载。
5.2.1.2特殊荷载主要有:校核水头下的静水压力、动水压力、水舌空腔脉动压力、门顶水
舌动水压力、波浪压力,启闭力,风压力,冰、漂浮物和推移质的撞击力,地震荷载,其它
5.2.2经常局部开启的闸门,闸门各部件承受的动力荷载采用其上承受的静荷载乘以相应的
5.3.1.1闸门主要承载结构的钢材应根据闸门的性质、操作条件、连接方式、工作温度等不
5.3.1.2闸门承载结构的钢材应保证抗拉强度、屈服强度、伸长率和硫、磷含量符合要求,
5.3.1.6沿厚度方向有受拉要求的板材,材料性能应符合GB/T5313的规定。
5.3.1.7闸门止水材料可根据运行条件采用橡胶水封、橡塑复合水封或金属水封。橡胶水封
5.3.1.13埋设件二期混凝土的强度等级可采用SL191规定的C30~C40,同时应根据运行条
5.3.1.14闸门防腐蚀涂装材料应根据工作环境、环保要求、工作年限、使用工况选用,并符
5.3.2.1钢材容许应力应根据表2的尺寸分组,应按表3采用。连接材料容许应力应按表4、
注2:局部承压指构件腹板的小部分表面受局部荷载的挤压或端面承压(磨平顶紧)等情况。
焊缝分类应力种类符号第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第
注1:A级螺栓用于d≤24mm和l≤10d或l≤150mm(按较小值)的螺栓;B级螺栓用于d>24mm或l>10d或l>150mm(按较小值)的螺栓。d为公称直径,l为螺杆公称长度。
注3:当Q235钢或Q355钢制作的螺栓直径大于40mm时,螺栓容许应力予以降低,对Q235钢降低4%,对Q355钢降低6%。
注2:孔壁抗拉容许应力指固定结合的情况,若系活动结合,则按表值降低20%。
注3:合金结构钢的容许应力,适用于截面尺寸为25mm。由于厚度影响,屈服强度有减少时,各类容许应力可按屈服强度减少比例予以减少。
5.4.1.1门叶面板宜布置在迎水面一侧,面板厚度应根据纵横梁系的间距和面板约束条
5.4.1.2闸门门叶的梁系宜采用同层的布置方式,并应考虑制造、运输、安装、检修维护
5.4.1.3闸门门叶为固端约束悬臂结构,纵向梁系为承载主梁,主梁布置原则如下:
5.4.1.4主梁的截面形式应根据闸门挡水高度和门顶漫溢水舌厚度,合理选择等截面梁或
5.4.1.5门叶与底轴的固接方式,宜采用门叶与底轴现场焊接的连接形式。
5.4.1.7根据门叶受水压力特性,并考虑布置的合理性和经济性,门叶宜采用下宽上窄的
5.4.2.1闸门门叶的结构计算应按容许应力方法和5.2规定的荷载,根据实际可能发生的
最不利的荷载组合情况,按基本荷载组合和特殊荷载组合条件进行强度、刚度和稳定性
5.4.2.2对于门叶的承载构件和连接件,应验算结构的正应力和剪应力。在同时承受较大
5.4.2.3在不考虑底轴扭转变形条件下,主纵梁的最大挠度与悬臂长度之比,不应超过
1/300。对于门叶宽度较宽,高度较大的闸门,当跨中挠度影响门顶过水景观或流态外观
5.4.2.4受弯、受压和偏心受压构件,应验算整体稳定性和局部稳定性。验算应按SL74
a)受压构件容许长细比,主要构件,不应超过120;次要构件,不应超过150;联
b)受拉构件容许长细比,主要构件,不应超过200;次要构件,不应超过250;联
5.4.3.1当门顶过水流速较大,门后产生正压或负压而影响闸门稳定运行时,应在门顶
5.4.3.2破水器布置在门叶顶部,可布置在门顶的上游侧或下游侧,布置在下游侧破水器
5.4.3.4破水器高度、角度应根据闸门直立挡水期间门顶漫溢设计水深确定,高度以1.1~
5.4.3.5破水器型式应采用流线型结构,顺水流方向的长度与门叶厚度相同或略大,其最
5.4.4.1为了调整闸门顶部的过水流态,可根据工程的实际情况,在门叶上设置导流板。
5.4.4.2导流板体型宜为流线导流板的长度、角度应根据闸门挡水期间门顶漫溢设计水深、门后水垫深度、底
5.5.1底轴的材料、结构和轴径尺寸应根据闸门的工作条件、荷载和跨度选定。
5.5.2底轴宜采用GB/T8162中规定的直缝焊管或环缝焊管制造,材料的力学性能应不
低于GB/T1591中牌号Q355的规定。焊缝应按GB/T14173中规定的一类焊缝,进行外
5.5.3分段制作拼接的底轴,连接方式宜采用焊接方式,如采用其他方式连接应充分考虑
5.5.4底轴利用铰座进行支撑,满足底轴转动要求,承受和传递底轴荷载。铰座的数量和
布置根据底轴的荷载和跨度确定。铰座中心高度应考虑底部淤积对门叶影响和冲淤系统
5.5.5底轴与轴承接触工作面宜采用镀铬或镶焊不锈钢带处理,不锈钢的强度性能指标应
与底轴母材强度相近,其表面粗糙度不大于Ra1.6μm,底轴其它部位应采取有效防腐蚀
5.5.6底轴与轴承接触面间应有良好的润滑,宜优先使用自润滑滑动轴承,轴承两侧应设
5.5.7底轴和轴承座的外形结构应考虑闸门底水封的设置,接触面宜平整,易于底橡胶水
5.5.8两侧穿墙部位应设置轴承套,并根据结构、形状和接触特性,验算接触应力。穿墙
5.5.9底轴的结构设计和验算应采用容许应力方法。对于大跨度、水头高闸门宜采用有限
元分析方法进行复核。计算时应按基本荷载组合和特殊荷载组合,及实际可能发生的最
5.5.10底轴应验算正应力和扭转剪应力。在同时承受较大正应力和剪应力作用的部位,
5.6.1.1底轴铰座采用圆弧形结构,支撑底轴的弧面需精加工,圆弧钢结构与底轴之间设
置自润滑轴承,圆弧钢结构件下设置加强钢结构支座,铰座布置在混凝土底板之上。
5.6.1.2底轴铰座及其连接钢筋布置在下游闸底板一期混凝土上,且不应破坏下游闸底板
钢筋网整体性,以保证闸底板的结构强度和稳定性,搭接钢筋直接焊接在支铰装置上,
5.6.1.3底轴铰座钢结构件材质符合设计图纸要求,埋设在混凝土内的焊接件焊缝无夹
渣、气孔、裂纹、焊瘤、咬边等缺陷。除不锈钢表面外,其余外露表面应做防腐处理。
5.6.1.4启闭机铰座的连接钢筋应布置在左右启闭机房的启闭机基础预留二期混凝土上,
5.6.2.1穿墙防水套总体结构如图1所示,其中防水套长度L应根据底轴轴径D按表11
5.6.2.3穿墙防水套内必须设置滑动轴承,材质可采用铜或工程塑料合金。
5.6.2.5防水套的密封装置在河道内有水的工况下应能够实现带水更换,且更换时采用的
备用密封装置设计使用寿命不小于20年,备用密封装置内不应采用橡胶、石棉等使用寿
5.6.3.1闸门的止水分为底止水、侧止水。底止水面抵靠在整个底轴的圆柱外表面上,侧
5.6.3.2底止水采用的橡胶止水件应通长直线布置,中间不应设置异型结构,避免局部结
5.6.3.3防水套本体应具有2套止水装置,一用一备。当维修或更换工作止水件时,仅需
在启闭机室进行操作。启用备用止水装置,即可保证工作止水装置的维修和更换,无需
5.6.3.4止水橡胶的物理机械性能应符合GB/T14173相关条文规定,止水橡胶成品的表
5.6.3.5水封橡皮接头处可采用生胶热压方法胶合,胶合接头不应有错位或凹凸不平和疏
5.6.3.6侧止水接触面采用抛光大理石干挂灌浆,大理石安装前混凝土墩墙预留安装槽,
槽深度≥80mm,同时保证墩墙钢筋保护层厚度满足要求,大理石安装避免形成渗水通道。
5.6.4.2启闭机与拐臂固联角度应符合图样要求。拐臂销轴孔中心与底轴中心垂直直线mm。拐臂与底轴装配间隙均匀,允许公差2mm~3mm。
5.6.5.1锁定装置宜具备多角度机械锁定的功能。锁定角度宜在立坝位置开启较小角度,
尽量避开45°以上的大角度开启位置锁定,以减小对下游防冲设计的影响,各角度锁定
5.6.5.2当采用插销锁定时,在锁定驱动的两端应设置限位开关进行插销的到位反馈。
5.6.5.3锁定装置宜具备应急操作装置,以保证在失去电力或系统故障的情况下,可人工
5.6.5.4闸门立坝到设计指定位置,应进行机械锁定。锁定后,启闭机不应进行自动复位
防淤、导流、喷泉、灯光等其他辅助装置应可靠安装调试,预埋管路应在满足启闭
设备油路、电路铺设要求前提下和水工结构相互协调,不影响闸门的正常运行功能,不
5.6.7.1启闭机室应设置通风设备,如启闭机室顶部通风管、墙体通气孔等。墙体通气孔
5.6.7.2启闭机室湿度等环境条件满足电气、液压设备正常使用要求,环境湿度<55%,
5.7.1.1闸门启闭力包括启门力、闭门力和持住力,启闭力计算是指启门力或闭门力中的
5.7.1.2无具体水位组合的工况下,闸门可按上游满水、下游无水进行计算。
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