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第七章 闸门、阀门及其启闭机械 第一节 闸阀门的组成与选型布置 闸门和阀门是是封闭闸首通航孔口和输水廊道的挡水设施。启闭机械是用于操纵闸门和阀门的驱动设备。 一、闸、阀门的组成 闸、阀门一般由活动的门叶（扇）结构、埋固构件和启闭机械三部分组成 1. 门叶结构 门叶结构是用来封闭和开启闸首通航孔口或输水廊道的活动挡水结构。由梁格及面板等构成的承重结构体系、行走支承、止水部分和吊点（或油缸座）等组成。 2. 埋固构件 闸、阀门的埋固构件一般包括行走支承的轨道、侧轮和反轮的轨道、止水埋件、门槽的护角、护面和底槛、人字门或三角门顶、底枢座和枕垫座等的支承埋件等。 3. 闸、阀门的启闭机械 常用的闸、阀门启闭机有液压式、卷扬式和螺杆式三种。 二、闸、阀门的类型 闸、阀门的类型较多，一般可按其工作性质、门扇启闭方式、门扇结构形式和构造特征等加以分类。 1. 按工作性质分，船闸闸门可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门；阀门可分为工作阀门和检修阀门。 2. 按门叶（扇）启闭方式分，闸、阀门可分为直线移动式和绕轴转动式。 3. 按门叶（扇）结构形式和构造特征可分为 1) 平面形钢闸门 系指挡水面板形状为平面的一类闸门。根据门叶结构的运移方式又可分为：直升（降）式平面闸门；横拉式平面闸门；升卧式平面闸门；绕竖轴转动的平面闸门如人字门和一字门等。 2）弧形钢闸门 系指挡水面板形状为弧形的一类钢闸门。又可分为绕水平轴转动的弧形闸门（如正向弧形闸门、反向弧形闸门及下沉式弧形闸门）和绕竖轴转动的立轴式弧形闸门（如船闸三角门，其面板分为弧形和平面形两种）等。 三、闸、阀门的布置及选型 1.闸、阀门的布置 船闸在闸首设有工作闸门，在输水廊道设有工作阀门。闸、阀门布置时，应充分注意附近的水流条件。输水廊道的阀门，不应设在廊道的弯段上。阀门距转弯点距离的确定，应保证阀门门前水流平顺，避免使阀门超载、振动、气蚀等问题发生。 在船闸及其设备检修时，为了检修期临时挡水，必须设置检修闸门和检修阀门。检修闸门的门槽设在上闸首闸门的上游、下闸首闸门的下游。检修阀门的门槽一般设在每一工作阀门的上、下游。对于重要水利枢纽上的船闸，当工作闸门失事时，造成航运中断、水库失调或对建筑物及下游可能造成严重经济损失，经过充分论证，可考虑设置能在动水中切断水流的事故闸门。如在葛洲坝和三峡工程的船闸中，设置了事故闸门。 闸门布置不能影响船闸有效通航尺寸。在闸、阀门的设计中也应该包括与其正常工作所必须的附属设备，如工作桥、爬梯、通道、护舷、缓冲设备、限位装置和阀门的平压设备等。对于长廊道输水系统的船闸，应在廊道进口处设置拦污栅，防止污物进入输水系统，堵塞廊道，影响输水系统。另外，船闸还应设置存放或维修检修闸、阀门及其他设备的固定场所。 2. 闸、阀门门型选择 船闸的工作闸门，在船闸正常运用情况下用来封闭通航孔口，调整水位落差，保证船舶安全进出闸室。除兼作输水用的闸门外，一般都是在无压的静水中启闭。在通航期大部分时间中，闸门是在不间断地运转着，每天开关达几十次。工作闸门操作的简便与启闭的迅速将直接影响船闸的通过能力。闸门的许多重要部件均位于水下，一旦发生故障，常需将闸室或闸首中水抽干修理，从而造成断航，因此应特别注意其运转的可靠性。在工作闸门设计时，应满足其在使用、结构和经济上的要求。 在使用上，应满足启闭迅速、止水可靠、检修方便、闸门开启后具有足够的通航净空和水下航道尺寸等要求。 闸门门叶结构应具有足够的强度和刚度，在静水压力、动水压力、自重、气温变化、闸门启闭的曳引力、船舶及漂浮物的撞击力、门顶上的活荷载、闸首底板和支座沉陷等作用下，闸门能够保持正常工作状态，不致发生不容许的变形。为了保证闸门工作的可靠性，必要时应增设保安装置等辅助设备。 在经济方面，应将闸门、闸首和输水系统三者综合考虑。在满足使用要求的前提下，总的工程量要小，构造简单，并应尽量减轻门重和埋设铸件的重量，以节省材料，减小启闭力，从而降低启闭机械的造价。此外，闸门还应便于制造，安装和检修。 目前，国内大、中型船闸中常用的闸门有人字闸门、横拉闸门、三角闸门和升降式平板闸门等；常用的阀门主要有平面阀门和反向弧形阀门等。下面主要结合上述常用的闸、阀门结构型式进行简单介绍。 1）人字闸门（图7-1) 人字闸门由两扇绕垂直轴转动的门叶组成。关门时，两扇门叶互相支承在彼此的斜接柱上，构成三铰拱以封闭通航孔口。开启后，两扇门叶分别隐藏在闸首边墩的门龛内。人字闸门能封闭高而宽的孔口、由于是以三铰拱的作用来承受水压力，因而可以减小闸门的厚度，降低造价和减轻闸门自重。在高水头，大跨度的船闸中，上述优点尤其显著。启闭时，两扇门叶分别绕垂直轴旋转，启闭迅速，启闭力较小，操作简便。 人字闸门一般不能承受反向水压力，即使很小的水头，