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水利机械事故检修闸门的优化设计

发布时间: 2017-11-13       关键词:

水利机械

优化设计

事故检修闸门为深孔式平面焊接钢闸门。闸门孔口尺寸为3.8m×3.8m,底坎高程212m,设计水头28m,总水压力3967KN,门重12.2t,采用单吊点。该闸门是目前抚州市已建中、小型工程中总水压力大的平面钢闸门。设计中考虑该闸门为事故检修用,平时使用很少,经优化比较,决定把闸门面板布置在下游面,顶、侧止水也布置在下游面,这样避免顶梁和边梁腹板受压,减少了顶梁和边梁腹板的厚度。

设计中闸门主支承采用了高分子复合材料滑块,这样边梁可为单腹板梁,传统设计一般采用的铸钢轮式支承构造要求边梁为双腹板,两者相比较又减少了钢材的使用。同时,单腹板梁较双腹板梁在焊接施工时要好控制得多。

事故检修闸门有动水下门的要求,其底缘形式的设计很重要。本闸门在底缘的设计上考虑了诸多因素,利用面板和侧止水装置在下游面的优势,通过准确计算,在保证上游倾角不应小于45°,尽量采用60°的规范要求下,调整底缘板及底止水的位置,以便充分利用底梁腹板上下面的水压差,使闸门能够依靠自重和水柱压力快速关闭。避免了闸门需使用加重铁块或机械压力闭门带来的造价高。

事故检修闸门要求动水关闭,静水启门,在设计中考虑到为降低启门力,门顶设一个Φ300mm充水阀,充水阀门盖与启闭机相联,充水阀开启行程为300±2mm,充水平压后再开启闸门。设计闸门由一台QPK-800KN-30m固定卷扬式启闭机操作。

在闸门主支承选型时,考虑到闸门孔口大,总水压力达到3967KN,闸门为事故检修门,平时使用很少,在需要使用时又要有很高的可靠度。传统的设计一般采用铸钢滚轮,经实践证明,滚轮制造难度大、造价高,需经常维护,使用年代长后易发生锈蚀后卡死。在本次设计中闸门下游侧设置四块高分子复合材料滑块,型号为增强四氟NL150CHI型滑块,按等荷载布置,并按构造要求适当调整滑块位置。该滑道材料摩擦系数小,在清水中对不锈钢为0.13-0.05,抗压强度高,达到120-180Mpa。

采用该滑块有免维护,造价低等特点。为防止闸门在闸槽中移动时被卡住或碰撞,以确保闸门能顺利启闭,上游面设置四个铸铁滑块,闸门两侧面各设两个Φ200mm侧轮。闸门门体宽4.6m,高3.97m,厚0.9m,止水净宽3.9m,止水净高3.85m,面板厚14mm,闸门整体制造。闸门结构布置为4根主梁,主梁腹板直接焊接于面板上,不设下翼缘,主梁高h=0.872m,3根工字钢作为水平次梁。

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