中国水利水电第十二工程局有限公司 浙江杭州 310004
摘要：弧形闸门是水工闸门的一种，这种闸门水力学条件好、启闭力小、没有门槽，被广泛应用于各种水利工程。但弧形闸门的结构较为复杂，安装过程中存在一定的难度，如果安转装人员没有严格按照技术标准进行施工，就会导致闸门安装质量不达标，进而影响闸门的使用效果，出现漏水、闸门变形、启闭过程振颤严重等诸多问题。
关键词：弧形闸门；安装施工；常见问题；补救措施
引言
闸门在水利水电工程项目中发挥着重要作用，主要是用来调节水位高度和流量。闸门可以根据不同水位的需求，选择全开口或部分开口，进而满足航运、灌溉、防洪、发电、供水等各种水利水电项目的需求。同时闸门还可以阻隔水中的杂物，进而保护相关水利设施。弧形闸门在安装过程中会遇到各种问题，文章主要简介了弧形闸门的基本组成和工作原理，重点研究了安装过程中的问题及补救措施。
1弧形闸门基本机构组成及工作原理
1.1弧形闸门基本机构组成
弧形闸门主要由支臂、支铰座、门叶、底坎、弧门侧轨等部分组成。一些潜孔式弧形闸门，还包括门楣、顶部固定止水座板等部件。图1是弧形闸门的结构示意图。
图1弧形闸门结构
1.2弧形闸门工作原理
常见的弧形闸门主要分为有两种形式：一种是露天顶式、另一种是潜孔式。潜孔式弧形闸门的大致结构与比露天顶式弧形闸门相似，只是潜孔式弧形闸门多一个门楣和橡皮止水带。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。
2弧形闸门安装过程中的常见问题与补救措施
2.1支臂总长度不满足设计要求
支臂总长度不符合设计要求是支臂连接之后最常见的一种问题，在处理这类问题时需要慎重考虑解决措施。首先仔细测量支臂与门叶到铰孔中心的距离，测量时需要将两支臂抬至进而降低测量误差。测量结束后根据测量结果选择要将支臂裁短或是加垫，处理完之后需要确保支臂的连接点与门叶主梁连接点相吻合，之后对门叶水封与导板之间的距离进行测量，确保其符合设计要求。需要注意的是，弧形闸门受到压力之后，其支臂会出现轻微的倒退，因此在对支臂长度进行计算时需要将倒退数值考虑进去。
2.2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：
第一，矫正支座基础螺栓时，先将支座基础螺栓周围的混凝土凿除，尽量保证螺栓露出部位部分较长，以便进行矫正。之后将钢管套在螺栓上，对其进行矫正，最终使螺栓露出部位与地面固定面垂直。矫正完成之后还要回填凿除的混凝土，缩短螺栓露出长度。用这种方法矫正完之后，回填的混凝土与原来的混凝土之间会存在一定间隙，进而影响支座的稳定性。
第二，在对支座进行混凝土浇筑之前，先根据图纸的设计要求，制作一个用于固定螺栓位置的钢板，保证螺栓之间的距离与设计图尺寸一致，之后再进行浇筑。这种方法可以有效降低螺栓之间的间距误差，提高安装精度。
第三，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。
2.3弧形门门叶曲率半径r偏小
实践表明，弧形闸门在制造焊接过程中，不仅与平面闸门一样存在纵向的和横向的收缩变形，而且还存在沿径向的收缩变形，使得弧门在拼装焊接之后曲率半径变小。因此，为了使制造出来的弧门的曲率半径符合规范要求，在搭设弧形胎模时必须考虑这一因素的影响。弧门在拼装焊接后，其曲率增大、曲率半径减小。其减小量的大小，与弧形面板的弧长s及弧门的曲率半径r以及面板弧长沿径向的收缩变形量△有关。经验公式如下：
[r-（r+）cosα]2+（r+△）2sin2α
r’=2[r-（r+△）cosα]
根据此公式，已知设计曲率半径ｒ、弧长所对应的圆心角2α及收缩变形量△（经验数据约为面板弧长的0.4/1000～0.5/1000），可求得放大的曲率半径r’。在实际制造过程中，按上式计算弧形胎模放样的曲率半径，使闸门焊接后的曲率半径能够符合设计和规范的要求，而不影响闸门组装和拼装。
2.4安装时支臂与门体连接螺栓位置不吻合
闸门的门叶经过运输、吊装、翻身之后，会出现不同程度的形变，进而影响安装质量。为了防止门叶变形，确保门叶上的螺栓连接孔位与支臂孔位对应，可以采取以下两种方法进行补救：第一，在吊装之前，沿门叶的横梁方向焊接一道轻轨，对角方向焊接一条加强筋，进而增加门叶的刚性；第二，在设计和制造门叶时可以采用纵横交错的方式在门叶上焊接几条加强筋，这种方式主要用于小批量生产的大规格门叶。有时虽然经过加固，但由于拼装过程中会存在一些误差，导致门叶出现轻微变形，再加上有的门叶在钻安装孔的时候就出现了误差，导致后期螺栓连接无法进行。这时需要对其螺栓孔进行轻微的修整，对孔位进行扩孔处理，进而便于螺栓的安装。但扩孔之后为保证门叶结构强度，在螺栓连接之后还要对螺栓孔四周进焊接，以强化连接部位的稳定性和强度。
2.5侧水封压缩不均匀或门体偏向一侧
侧水封压缩不均匀或门体偏向一侧，致使一边侧水封橡皮压缩量过大，而另一侧达不到设计压缩量。处理方法如下：如果经测量断定门叶中心线偏离了孔口中心线，则要在支铰处调整支铰链与支铰座侧面间的垫圈厚度，使门叶中心线与孔口中心线一致，两边水封橡皮压缩量不均匀的情况即能改善。在侧轮处改变橡皮垫的厚度，也可强制把门体顶向侧水封压缩量偏小的一侧。检查闸门两个吊点上钢丝绳的松紧程度是否一致，并进行调整，使闸门平衡升降。如门叶位于门槽正中并无偏移，应更换止水橡皮或增厚橡皮垫板。
水工闸门的安装过程十分复杂，会涉及到许多方面的内容，因此施工人员在安装时需要全面掌握安装方案，明确安装过程中的难点，进而有效避免安装质量问题。安装时需要对人员、设备进行科学的调配，合理安排安装工艺，严格控制安装过程，检查各部分零件加工是否合格，避免因零件自身误差导致安装出现误差，最终保证闸门安装施工安全、高效、合理、经济的完成。
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论文作者:杨峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/4
标签：闸门论文; 弧形论文; 螺栓论文; 曲率论文; 支座论文; 半径论文; 混凝土论文; 《基层建设》2017年第36期论文;