平面对开弧形三角闸门设计及应.pptVIP

汇报单位：湖北省水利水电规划勘测设计院2014年10月24日1.设计方案的提出 2.运用工况3.闸门结构设计4.闸门结构的流激振动特性5.启闭机选型及布置6.启闭机容量的选择7.制作、安装及调试8.几点体会汇报提纲0102引江济汉工程目的是将长江之水通过人工渠道引入汉江，来补充因中线从丹江口水库调水后汉江中下游的水源不足，以及避免产生严重的生态环境影响。拾桥河枢纽设置在拾桥河与引江济汉主干渠的河道交叉处，设有一座倒虹吸闸，一座上游泄洪闸，一座下游泄洪闸，一座节制闸。节制闸单孔净宽60m，主要承担防御拾桥河洪水和满足上、下游干渠检修的任务。为此，超大型闸门设计成为本工程一大技术难点。在初步设计阶段中，通过对2孔垂直启升平面闸门、单孔平面对开弧形三角闸门、单孔垂直启升平面闸门等三个方案进行比较，推荐采用平面对开弧形三角闸门的设计方案，双向挡水，该门型为介于三角闸门和横拉门之间的一种新型闸门，，据了解，此前全国类似的门型仅有一例。该方案能够满足防洪、航运、检修的功能要求，河面通透，对河道通航运量和速度无影响，闸孔上方无建筑物，没有通航高度的限制，布置简洁，与相关建筑物的布局及周围环境相协调。方案通过了水规总院的设计审查。1、设计方案的提出枢纽平面布置图由于水系交叉，拾桥河枢纽的调度运用条件较为复杂，根据规划拟定的调度运用原则，分不撇洪和撇洪两种情况。需要通过本对开弧形节制闸门、拾桥河上下游两座泄洪闸、渠道出口的高石碑闸等4座闸的联合调度，完成对拾桥河的泄洪任务。限于时间，在这里就不再阐述了。2.2调度运行原则2.1挡水工况闸门基本上长年开启（引水、通航），只有在挡洪、检修干渠渠道工况下时才关闭孔口。防洪时，正向挡水水头为2.24m；退洪时，反向挡水水头为2.14m；检修时，双向挡水水头4.33m。2、运用工况3、闸门结构设计采用平面对开弧形三角钢闸门，共1孔，通航孔口净宽60m。对开弧形工作门由2扇弧形闸门组成，沿闸纵轴线对称布置，2个支铰装置分别布置在左、右两岸，弧门各自绕支铰在水平面内转动。单扇弧门面板外缘半径为45m，弧门外侧面板总弧长40m，门高8.9m。输水和通航时，闸门转动至门库内，门库为扇形状，对称布置在河道两岸。闸门双向挡水，按挡拾桥河侧的校核洪水（200年一遇），闸门设计水头差2.24m，单扇弧门总水压力4656kN；干渠检修水位30.50m、下游无水，闸门检修时设计水头差4.33m，单扇弧门总水压力3164kN。闸门平面布置图工作闸门侧视图门叶展开立视图为增加闸门的整体刚度，保证闸门的刚度满足规范要求、保证闸门止水的可靠性，门叶整体采用箱型结构，但门叶在水中也必然产生浮力，因此，可利用门体内的部分空箱作为水舱，部分空箱作为设备舱，通过内置充排水系统调节舱内充水量，控制闸门对轨道的下压力，减小闸门启闭运行时的摩擦阻力。闸门在水平面内设双支臂结构，设计中尽可能地将支臂和支铰高程抬高，避免支臂长期浸没水下。支臂是传力的唯一体系，也是闸门安全运行的关键所在。由于支臂长细比铰大，为解决支臂刚度和失稳问题，其截面采用稳定的三角形桁架结构，支臂在面板系受力段沿总水压力作用线对称布置，采用3根φ520mm钢管组成的等腰三角形桁架格构杆，下面两根钢管最大中心距3m，上、下钢管中心距：端部3.0m，跨中3.3m。3根φ520mm之间的联系弦杆采用钢管连接，两个支臂单元之间设两道格构连接杆以提高支臂的刚度和整体稳定性。支铰采用自润滑球关节轴承，支铰在水平面内的最大转动角度为55°。闸门运行时必定存在着轨道在有淤泥的情况下进行。为尽可能减小启闭力，在门体内配备高压水枪，沿门两端部方向进行喷射清淤。闸门平时存放在旁边的扇形门库内，防洪或河道检修时才启用。因受该门型限制，闸门长期处于水中，给检修带来一定的困难。初步确定将闸门支臂设在门高的上半部，其下面两根钢管的中心线高程为31.57m，而最低通航水位为29.37m，因而可以考虑在闸孔口两侧各设一道混凝土边墙，边墙顶部高程为30.97m，离支臂下部的净空为340mm，以保证边墙顶部混凝土不干扰支臂在水平面内的旋转，边墙上游端弧形门叶通行处设一个宽4.7m的通道，并设置一扇横拉检修闸门，检修闸门平时放置门库内，以免干扰工作闸门的正常运行。当枯水期（11月至2月）弧形工作门需要检修时（检修水位不能高于30.57m，水深4.4m），将检修闸门推出封闭门库通道，通过设置的排水泵将门库内的水抽干，满足工作闸门的无水检修条件。鉴于本闸门体型设计的特殊性，我院委托南京水利科学研究院对本闸做了水力学及闸门流激振动试验，对水动力荷载模型、闸门整体振动模型、水弹性振动模型、三维有限元静动力数值计算模型等进行了研究