浅谈弧形闸门安装施工过程中常见的问题

　　摘 要：弧形闸门在安装过程中会出现一些常见的问题，文章对这些问题进行了总结和分析，并根据施工经验提出了简单而易操作的解决方法。

　　关键词：弧形闸门,安装调试,补救措施

　　1、引言

　　弧形闸门具有弧形挡水面板，当弧形挡水面板受水压后，通过支臂传给固定边墩的2个支座。启闭时整个闸门沿铰轴绕转，铰轴的旋转中心与弧形挡水面板的圆心重合，因而水压力的合力总是通过转动中心。当闸门启闭时，只需克服闸门部分自身重量和转动轴承处的摩阻力，所以它的启闭力比平面闸门小得多，只相当于平面闸门的1/3～1/2。由于弧形闸门门叶结构较轻，启闭力小且速度快，操作灵活，运转安全，具有其他形式的闸门所不具备的特性和优点，是闸门中最为经济的一种。所以，弧形闸门为现代水工建筑中应用较为广泛的门型之一。

　　虽然弧形闸门在水利工程中已被广泛采用，但弧形闸门从构造上比平面闸门复杂，安装起来要困难得多。特别是深水弧门安装，受场地狭窄的限制较大，如果安装场地予埋钢筋鼻子的布置不当，就会更加困难。有的闸门漏水严重，有的闸门在启闭过程中发生振颤，还有的甚至发生变形，此种种问题均与安装过程中存在不同程度的质量问题有关。

　　结合工作实际，本文对弧形闸门在安装过程中常遇到的问题及补救措施进行探讨。

　　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：

　　(1)将支座基础螺栓附近混凝土凿去10cm左右，再用钢管校正螺栓，使螺栓露出混凝土面部分保持垂直，安装好支座后再回填砂浆混凝土。这种方法虽然能保证支座可紧贴混凝土面，但回填砂浆不能保证质量，消弱了螺栓与混凝土的接触。

　　(2)在浇筑一期混凝土时，根据图纸尺寸，用10mm钢板制作一个样板，将螺栓穿过样板，用木样板卡住，使其位置完全固定，然后安装于模板上。这样虽然能使螺栓的间距误差减小，但整个钢板仍有发生位移的可能。

　　(3)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。

　　(4)有的弧门支座支承部分不采用混凝土牛腿，而用埋藏式箱梁结构。箱梁上的螺栓孔在支座安装时配钻，这样螺栓位置就较准确。在安装箱梁时必须保证安装质量且加固一定要牢固，以防止混凝土浇筑时箱梁产生位移而影响整个闸门的安装质量。由于箱梁埋于闸墩中，安装费时，且用的钢材较多，不经济，因此，除特殊情况外很少采用。

　　笔者在施工中总结的方法，既能保证支座的安装质量，而且经济不费时。

　　支座基础螺栓预埋时，再其前面设一基础定位板，加工时定位板螺栓孔比螺栓直径稍大(一般大0.5mm左右)。另外，支座制作时支座与基础螺栓的连接孔比基础直径稍大(一般为4mm)，这样，即使螺栓位置有点误差，也不影响安装。但支座在受力的情况下位置会产生变动，因为螺栓孔径增大，起不到固定作用，当支座受到支臂传来的侧推力时会发生上下移动。为了不让支座产生移动，在弧形门组装调整好后，再在2个支座上方各焊一块30mm×200mm×500mm的抗剪板，便不影响安装质量。抗剪板和支座接触面要求精加工，并且安装时要顶紧，不允许有间隙。

　　3、支臂连接后支臂总长度不满足设计要求

　　支臂连接后支臂总长度不符合设计要求的情况出现后，在确定处理方法时一定要慎重。应仔细反复测量铰孔中心至支臂与门叶连接处之间的距离，测量时两支臂应在同一水平面上，以减少测量误差。在确定切割或加垫时，最好在门叶主梁接点与支臂接点相吻合时，再测量有关尺寸和门叶水封在导板上的位置。由于弧门受压后支臂后退将达10mm左右，所以，加垫厚度应比实际测量的计算值加大3～5mm，如要切割就少割3～5mm。

　　斜支臂是一复杂的空间几何体系，各零件的几何尺寸可以用几何计算的方法求出，但在下料时，都必须经过放大取样，求出与设计相一致的尺寸。一般支臂下料时要考虑焊接收缩量、火焰校正收缩量以及加工余量，最好先不焊连接板和底板，在端部预留调整修切余量，待弧门组装时，根据曲率半径的要求进行修切。

　　4、安装时支臂与门体连接螺栓位置不吻合

　　门叶经过翻身、吊装，往往会变形。为校正其变形，一方面可在设计制造时采用纵横(规格宜大、数量宜少)，以增加其刚性;另一方面可在吊装翻身前，沿横梁方向加焊轻轨，对角方向加焊钢筋，以增加其刚性。

　　虽经加固，但由于拼装误差及可能的少量变形等原因，其安装螺孔往往还有个别不吻合，这时可以把这些螺孔用氧气或电钻扩孔来补救。扩孔后，螺孔与螺栓间孔隙增大，消弱了螺栓的连接力量，故对将来不准备拆卸的构件，还需在四周加焊，以保证安装质量。

　　5、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。

　　6、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，是闸门平衡升降。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。

　　遇此情况最好的办法是改变原水封结构设计，将原P型水封改成刀型橡皮水封，将固定水封角钢直接装于边纵梁上，使面板宽度减小，空隙增大至200mm左右。这样，吊装门叶就位方便，且水封与止水导板间隙容易调整，止水情况也较好。如采用贴补式，先将刀型水封与止水导板间隙调整好后，再将固定止水的座板焊接在面板上，经过多年试验，这种方法侧止水封水效果良好，而且使用寿命较长。

　　7、闸门顶止水被撕裂或漏水

　　闸门顶水封橡皮被撕裂，说明止水橡皮压缩量过大(被障碍物刮破或撕裂的情况除外)，应更换顶水封。仔细实测门体顶水封与门槽相应位置的间隙值，从而判定顶水封橡皮的压缩量是否过大，然后安装新水封。

　　顶水封漏水，说明水封橡皮压缩量不够。用透光或塞尺检查，如局部压缩量不够，可通过局部加平垫或再用力拧紧水封螺栓，使橡皮变形增大，以增大水封压缩量;若整体压缩量不够，可能因支臂偏短，在弧门受压后支臂后退，造成顶水封压缩量不够，应加厚垫片，一般应比实际量测计算值加大3～5mm。

　　8、支铰在启闭过程中有响声和震动

　　支铰在启闭过程中有响声和震动，说明两铰轴轴线有偏斜而产生憋劲，严重时应进行调整处理，可减缩铰轴直径，增大配合间隙，以消除响声和震动。

　　9、铰轴安装不能到位

　　铰轴安装时，轴穿不进轴孔或强制穿上轴后在孔内不能转动，多是由于轴孔配合间隙不当，或轴孔装配前未进行很好的清洁检查所致。为防生锈并保证门叶启闭灵活，铰轴一般用45钢制成，外表做镀铬处理，电镀后磨削加工轴的外圆，保证轴径尺寸的精度。用外径千分尺检查轴径应符合设计图纸尺寸要求，并用内径千分尺检查轴套内孔径，使其符合内径设计预留间隙，其间隙大小视铰轴的具体尺寸而定。

　　经检查符合要求后，对轴和孔进行清扫，将轴端油孔螺丝打开，用压缩空气吹扫，检查油孔是否畅通，并吹出油孔内污物。油孔如有堵塞，应进行疏通，确保安装后润滑正常。疏通后重新拧紧油孔螺丝，同时将铰轴外表面全部抹上黄油，以待安装。

　　铰轴在安装前，先在支座与铰链的轴套中试装。要求铰轴经轻轻敲打后能顺利插入，且转动灵活。当支臂吊起后，其铰链上的轴孔与支座轴孔四周壁像平时，便将门轴穿进去。

　　若数量多时应将支座编号并做好记录。

　　10、结束语

　　综上所述，在弧形闸门安装施工过程中经常遇到以上问题，但只要在制造过程中制定必要的预防措施，并在安装过程中采取正确的补救措施，都能够保证闸门正常运行。

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