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底軸驅(qū)動(dòng)式翻板鋼閘門是近年來逐步興起的一種雙向擋水結(jié)構(gòu),由于具有門頂過水形成人工瀑布、結(jié)構(gòu)隱蔽、臥門行洪、開度無級(jí)可調(diào)等景觀特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于城市河道管理中,最典型的是建于2005年的上海蘇州河口閘。但是從力學(xué)結(jié)構(gòu)反視之,該閘門結(jié)構(gòu)部分采用了一些違反設(shè)計(jì)原則的結(jié)構(gòu),勢(shì)必會(huì)影響工程結(jié)構(gòu)的使用安全,尤其體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)疲勞方面。由于該類型閘門在設(shè)計(jì)過程中并未考慮疲勞設(shè)計(jì),因此也就未有疲勞壽命.但是歷來結(jié)構(gòu)事故中,疲勞破壞及失穩(wěn)破壞占比達(dá)到80%以上,結(jié)合門體所受載荷特征,易受到流激振動(dòng)的特性,可以確信底軸驅(qū)動(dòng)式翻板鋼閘門是種結(jié)構(gòu),因此筆者認(rèn)為底軸驅(qū)動(dòng)式翻板鋼閘門在水利行業(yè)的推廣值得業(yè)內(nèi)人上的重視與商榨。下面以疲勞破壞為關(guān)注點(diǎn),從結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力集中、焊縫(焊縫組織、焊縫殘余應(yīng)力、焊縫外形)、閘門載荷等角度對(duì)該類型閘門的缺陷處進(jìn)行問題分析.

底軸驅(qū)動(dòng)液壓翻板閘門結(jié)構(gòu)組成在孔口凈寬范圍內(nèi)由左、右相對(duì)獨(dú)立的兩扇帶底軸的門葉組成,相對(duì)孔口中心線呈對(duì)稱布置,孔口中心線處的連接結(jié)構(gòu)采用對(duì)各向變位有一定適應(yīng)能力的Q形橡皮。每扇門葉沿寬度方向由多塊的門葉結(jié)構(gòu)用螺栓拼接而成,相鄰的門葉結(jié)構(gòu)之間設(shè)有縱向止水。門葉與底軸間采用螺栓連接。翻板閘門的上游設(shè)一道底水封,采用耐磨損高分子合成硬質(zhì)材料,為延長(zhǎng)使用壽命,補(bǔ)償磨損量,壓板上設(shè)有預(yù)壓板彈簧。側(cè)水封為插拔式具自動(dòng)補(bǔ)償功能的雙向止水裝置,不僅具有止水功能,在出現(xiàn)溫變情況下,還具有自動(dòng)。翻板閘門允許門頂溢流,門頂設(shè)有破水器,以避免局部開啟運(yùn)行時(shí)因門頂溢流及啟閉操作時(shí)造成門后負(fù)壓。底軸作為門葉縱向懸臂梁的固端和閘門啟閉驅(qū)動(dòng)軸是本水閘最重要的構(gòu)件之一。限度地避免土建結(jié)構(gòu)變形和變位對(duì)底軸運(yùn)行的影響,使底軸受力狀態(tài)明確,設(shè)計(jì)將底軸主體在孔口中心線處一分為二,再采用波紋管加滑動(dòng)止水襯套的柔性連接形式將左右兩段底軸連接起來。

底軸驅(qū)動(dòng)翻板閘門適合于閘孔較寬(10~100 m)而水位差比較小(1~7 m)的城市景觀工程,或山區(qū)河道洪水急漲,要求快速開閘泄洪的工程。由于可以將孔口設(shè)計(jì)的比較寬,可以省去數(shù)孔中間閘墩,所以不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且可以節(jié)省土建投資。該閘門能夠?qū)崿F(xiàn)雙向擋水及立門蓄水或防洪,臥門行洪排澇;閘門啟閉靈活快速、開度無級(jí)可調(diào)且調(diào)度方便;啟閉設(shè)備隱蔽,門頂過水形成人工瀑布,大,臥門時(shí)無礙通航。

PGZ型鑄鐵閘門、拱形鑄鐵閘門設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：

PGZ型鑄鐵閘門主要由閘框和閘板兩大部分組成。

1、閘框是閘板的支承構(gòu)件，也是閘板的運(yùn)行滑道，由地腳螺栓安裝固定在水閘閘墩及閘底板的二期混凝土中，將閘板所承受的全部水壓力安全傳遞到閘室中。

2、為科學(xué)合理節(jié)約材料及減輕自重，其斷面制成格構(gòu)式，斷面尺寸按所受荷載大小和閘板運(yùn)行情況綜合考慮。閘板是用來封閉和開啟孔 口的活動(dòng)擋水構(gòu)件， 板面四周設(shè)鑄鐵邊框梁 ， 為提高閘板的強(qiáng)度 ， 板面制成拱形， 拱的圓心角按 6 0 度設(shè)計(jì)，以降低其所受的水壓力。

3、為便于制造、 運(yùn)輸和安裝 ， 閘板可制成上下幾部分 ，待到安裝現(xiàn)場(chǎng)后再用螺栓連接組裝成整體 ，連接處上下板設(shè)置法蘭和筋板使其成為閘板的中間橫梁， 以提高閘板的縱向剛度 ， 在寬度方向設(shè)置縱向筋板 ，以提高其橫向剛度，同時(shí)起到縱梁的作用。

4、PGZ型鑄鐵閘門主要由閘框、閘板、吊座及緊閉斜鐵等零部件組成。為克服以往鋼門易銹蝕的缺點(diǎn)，閘框、閘板全采用鑄鐵組成，其中閘框又由上橫梁、下橫梁、左直梁、右直梁組成。

5、為了制造、運(yùn)輸、安裝方便，閘板一般根據(jù)其大小或高度情況由上下幾部分拼裝組成。

6、閘門按閘板形狀的不同，分為PZ平板和PGZ拱形兩大類。具體選用可根據(jù)閘孔尺寸、承壓水頭、啟閉型式、閘門自重等方面加以綜合比較確定。

7、閘門按閘板結(jié)構(gòu)的組合不同，分為整體式和組裝式兩大類。小規(guī)格的閘門一般制成整體式，但機(jī)械運(yùn)輸條件較差的施工安裝點(diǎn)的閘門亦可制成組裝式，以便于人工運(yùn)輸。中等規(guī)格以上的閘門一般均可制成組裝式。