水库闸门设计

⑴ 水库闸门如何维修

在工作闸门的前面应该有一个检修闸门，关闭检修闸门就可以维修工作闸门。

我公司位于河北省宁晋县营台工业区，生产和销售螺杆式启闭机；卷扬式启闭机；钢制闸门；铸铁闸门；钢制拦污栅；

⑵ 请问中型水库的进水口和溢洪道闸门（卷扬式启闭机）维护预算是多少，有没有预算参考资料

2 闸门启闭机安全检测
2.1 检测项目和方法
2.1.1外观检查
外观检查以目测为主，配合使用量测工具，对闸门的外观形态和锈蚀状况进行检查。
外观形态检查主要是检查闸门整体及主要构件的折断、损伤和局部明显变形，闸门的吊耳、吊杆、导轮等零部件的损伤、变形、脱落以及转动和固定状况，闸门的止水装置是否完好等。
锈蚀状况检查是对闸门各构件的锈蚀分布、锈蚀面积及锈蚀部位等进行描述，评定各构件的锈蚀程度。

图1 工作闸门结构型式
2.1.2锈蚀量检测
运行多年的水工金属结构均不同程度地存在着锈蚀。构件锈蚀后，构件断面面积减小，应力增大，从而导致结构强度和刚度的下降，直接影响设备的安全运行。
对闸门主要构件的锈蚀量进行检测，可以判断各构件的锈蚀程度，计算构件的锈蚀速率，确定构件的蚀余厚度，为结构计算提供必要的数据。
根据闸门主要构件的锈蚀程度和锈蚀部位，锈蚀量检测分别采用UTM-101H 型、VT-6 型数字超声波测厚仪、改制的游标卡尺和CTG-10 型涂层厚度测定仪等量测仪器和工具进行。
2.1.3焊缝超声波探伤
焊缝缺陷会降低焊缝的抗拉强度、延伸率、冲击韧性和疲劳强度。水工金属结构在制造安装时对焊缝已进行过较严格的探伤。但是，经长期运行后，在荷载作用下，焊缝有可能产生新的缺陷，原先经检查在允许范围内的缺陷亦有可能扩展，影响结构的安全运行。
超声波探伤是无损探伤的一种，主要利用材料本身或内部缺陷的声学性质对超声波传播的影响，非破坏性探测内部缺陷的大小、形状和分布情况。探伤前，根据被测构件的材质和厚度，确定缺陷定位和定量方法。
水工金属结构的焊缝超声波探伤通常采用水平定位法和深度定位法：当板厚δ＞20 mm时，一般采用深度法定位；当厚度δ≤20 mm时，采用水平法定位。
超声波探伤时，检出缺陷的回波高度与缺陷的大小和距离有关，大小相同的缺陷，由于声程不同，回波高度也不同。为此，通常利用距离- 波幅曲线来对缺陷定量。
超声波探伤采用EPOCH2300 型超声波探伤仪进行，距离- 波幅曲线利用CSK-ⅢA 试块实测。
2.1.4闸门材料检测
由于历史的原因，有些工程的金属结构没有材料出厂证明书和工程验收等文件，结构所用材料牌号不清，性能不明。进行材料检测可以确定结构材料的机械性能和化学成分，鉴别材料牌号。
材料检测有2 种方法。若设备允许取样，可按金属材料化学成分分析和机械性能试验要求取样试验，直接确定材料牌号。但是，在正常服役的设备上取样做机械性能试验，往往是不允许的。故此，材料检测更多地采用综合分析的方法，在设备的非受力部位钻取屑样进行分析，确定材料的化学成分，同时测定材料硬度，并据此换算出材料抗拉强度的近似值，综合分析2 项检测成果，确定材料牌号。本次检测采用综合分析法。
2.1.5启闭机运行状况检测
启闭机运行状况检测主要是进行启闭机机械零部件检测和电气参数检测。通过检测，发现启闭机运行中存在问题，提出有效改进措施，确保启闭机的安全运行。
2.1.6闸门启闭力检测与计算分析
闸门运行多年后，由于支承装置和止水装置的变形、损坏等原因，闸门启闭时的摩阻力变大，启闭力将会增加，从而容易引起启闭机超载，造成启闭机失事。通过实测启闭力，经分析计算求出设计水位下的启闭力，并与启闭机的额定启闭力相比较，可得到启闭机启闭闸门的安全系数，判断启闭机启闭闸门的可靠程度。
启闭力检测主要采用动态信号测试系统，检测状态应尽可能接近设计状态，若无法做到，则应根据实测结果进行分析计算，最终获得设计水位下闸门的启闭力。
2.2 检测主要成果及分析
2.2.1外观检查及锈蚀量检测结果
第三溢洪道6 扇工作闸门整体外观形态基本完好，门体无明显损伤，止水装置齐全完好，联接螺栓无松动和脱落。闸门表面涂层基本完好，整体一般锈蚀，局部有较重或严重锈蚀，且主要多为老锈坑。
对2# 和4# 两扇工作闸门主要构件进行蚀余厚度检测，共获得检测数据228 个，平均每扇闸门114 个有效检测数据，每个检测数据均为3 个以上测点数据的均值。
通过对蚀余厚度检测数据进行整理，2# 和4# 两扇工作闸门主要构件锈蚀量检测数据的各项统计结果列于表2。
表2 工作闸门主要构件及总体锈蚀量和锈蚀速率的平均值

根据两扇闸门锈蚀量频数分布的统计图表可以得出以下结论。
（1）两扇闸门锈蚀量频数峰值位于（0.6 ～ 0.7） mm区间，且锈蚀量主要分布在（0.4 ～ 1.3） mm 之间，其频数分别为94.7％和95.7％。表明闸门整体锈蚀轻微。
（2）两扇闸门各主要构件平均锈蚀量为（0.67 ～0.97） mm，标准差为（0.15～0.3） mm。表明闸门各主要构件锈蚀程度基本相似。
（3）两扇闸门总体平均锈蚀量分别为0.79 mm和0.75 mm，标准差为0.27 mm，总体平均锈蚀速率分别为0.025 mm/ a 和0.024 mm/ a；各主要构件平均锈蚀速率为（0.022 ～ 0.031） mm/ a。
2.2.2焊缝超声波探伤结果
选取2# 和4# 两扇工作闸门进行焊缝超声波探伤。
根据闸门受力状况和焊缝类别，选定闸门主横梁、边梁、支臂和面板为探伤构件。
焊缝超声波探伤结果表明以下2 点。
（1） 2# 和4# 闸门主横梁腹板与翼缘板T 形连接焊缝、边梁腹板与后翼缘板T 形连接焊缝、支臂腹板与翼缘板T 形连接焊缝局部存在未焊透缺陷（缺陷最大当量为RL+6dB），但均未超过规范DL/T5018-2004 规定的要求。其余所有受检焊缝均未发现有缺陷存在。
（2）闸门所有受检焊缝均未发现裂纹缺陷。
2.2.3闸门材料检测结果
综合闸门主横梁、纵梁和支臂材料的化学成分分析、硬度以及抗拉强度的检测结果，可以判定，闸门主要构件所使用的材料为碳素钢Q235。
2.2.4启闭机运行状况检测结果
启闭机运行管理制度健全，设备布置整齐，启闭机维护保养状况良好。电动机的各项电气参数均满足安全运行要求，绝缘电阻均满足规程规定的要求。
2.2.5闸门启闭力检测与计算分析
检测时，闸门由全关状态开启到一定开度（开启高度约5.0 m），停一段时间，再到全关状态为一个检测过程；检测重复进行3 次，检测数据与检测曲线重复性较好。
根据实测应变值，利用公式计算，可以得到实测最大启门力的计算结果，列于表3。
表3 实测应变值和对应的启门力

根据检测结果可以知道以下3 点。
（1）在空载状况下，2# 工作闸门实测最大启门力为327.3 kN，4# 工作闸门实测最大启门力为390.1 kN，均小于启闭机额定启门力（2×375 kN）。
（2） 2# 工作闸门左右两侧吊点基本平衡，4# 工作闸门左右两侧吊点不平衡。两侧钢丝绳拉力相差36.3 kN。
（3）表孔弧形闸门的启门力受水位的影响较小。通常情况下，表孔弧形闸门在设计水位下的最大启门力不会超过空载状况下最大启门力的1.3 倍。据此判断，在设计水位下，2# 工作闸门的最大启门力约为425.5 kN，4# 工作闸门的最大启门力约为507.1 kN，小于启闭机的额定容量2×375 kN。
3 闸门结构强度、刚度和稳定复核计算与分析
弧形闸门采用空间结构有限元法进行复核计算。
闸门结构有限元计算分析采用美国Algor 软件公司研制的Super SAP 程序。该程序由于采用等参单元，计算出来的应力值只能是高斯积分点的应力值。为此，采用局部最小二乘法从高斯点外推到节点而获得每个节点上的应力值，从而使计算达到较高的精度。
选择4# 工作闸门进行结构应力复核计算。根据闸门结构形式和受力特点，将闸门面板、主横梁、纵梁、边梁、小横梁、支臂臂杆、支臂间垂直连接件离散为板单元，支臂间斜连接杆、门体背拉杆离散为杆单元。据此建立闸门有限元计算模型，计算模型的节点总数为4.0324 万个，单元总数为3.93 万个。
计算荷载主要考虑作用于闸门的静水压力和闸门自重。闸门计算水头为12.7 m，下游无水。
3.1 强度评判标准
在对闸门结构进行强度校核时，应首先确定材料的容许应力，而容许应力与钢材的厚度直接相关，闸门各构件材料的厚度不等，其容许应力亦不相同。闸门面板、小横梁、边梁、纵梁、主横梁翼缘、支臂腹板等所用钢材的厚度均不大于16 mm，属第1 组，其容许应力[σ]=160 MPa，[τ]=95 MPa。主横梁腹板、支臂翼缘等所用钢材的厚度均大于16 mm，属第2 组，其容许应力[σ]=150 MPa，[τ]=90 MPa。
容许应力不仅与钢材厚度有关，还与闸门的重要程度和运行条件有关。根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T5013—1995）规定，对于大中型工程的工作闸门和重要事故闸门，容许应力应乘以0.90 ～0.95 的调整系数。此外，《水利水电工程金属结构报废标准》（SL226 — 1998）规定，对在役闸门进行结构强度验算时，材料的容许应力应按使用年限进行修正，容许应力应乘以0.90 ～ 0.95 的使用年限修正系数，达到或超过折旧年限的修正系数取0.90。
根据以上规定，取容许应力的修正系数k=0.95×0.90=0.855。修正后的闸门各主要构件材料的容许应力列于表4。
表4 闸门各主要构件材料的容许应力
MPa

由于受力状况不同，闸门各构件的强度评判标准亦不相同。
对于闸门承重构件和连接件，应校核正应力σ和剪应力τ，校核公式为：
σ≤ [σ] τ≤ [τ]
式中，[σ]、[τ] 均为调整后的容许应力。
对于组合梁中同时受较大正应力和剪应力作用处，除校核正应力和剪应力外，还应校核折算应力σzh，校核公式：σzh≤1.1 [σ]
对于面板而言，考虑到面板本身在局部弯曲的同时还随主（次）梁受整体弯曲的作用，故应对面板的折算应力σzh进行校核，校核公式为:
σzh≤1.1α[σ]
式中，α为弹塑性调整系数，α取1.5。
3.2 结构应力计算结果与分析
计算结果表明，闸门面板、主横梁、支臂、纵梁（含边梁）、小横梁（含顶、底梁）的折算应力均小于材料相应的容许应力，说明闸门各构件的强度是满足要求的。
3.3 结构变形计算结果与分析
根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T5013-1995）规定，表孔工作闸门主横梁的最大挠度与计算跨度的比值不应超过1 / 600。闸门主横梁跨度为1.144 万mm，其容许出现的最大挠度值为19.1 mm。
在计算水位下，闸门上、下主横梁的最大挠度计算值分别为2.7 mm、2.9 mm，均小于主横梁挠度的容许值（19.1 mm）。说明闸门的刚度是满足要求的。
3.4 支臂稳定计算结果与分析
稳定计算时，构件截面厚度以现场实测的蚀余厚度为准。
在计算水位下，闸门上、下支臂弯矩作用平面内的最大稳定计算应力分别为98.4 MPa、98.7 MPa，上、下支臂弯矩作用平面外的最大稳定计算应力分别为90.7 MPa、91.1 MPa，均小于材料的容许应力（128.3MPa）。说明闸门支臂的稳定性是满足要求的。
4 结论与建议
第三溢洪道作为密云水库重要的泄洪建筑物，所属闸门启闭机的运行状况直接关系到水库整体的运行安全，通过对闸门和启闭机安全检测的主要成果进行研究，根据《水利水电工程金属结构报废标准》，认为现有工作闸门和启闭机可以继续使用。但闸门局部有较重或严重锈蚀，焊缝外观质量较差，建议水库管理单位对闸门进行防腐处理，保障工程运行安全。
参考文献
[1] 密云水库金属结构安全检测报告[R]. 2009.
[2] 水工钢闸门和启闭机安全监测技术规程（SL101-94）[S].
[3] 水利水电工程钢闸门设计规范(DL/T5013-1995)[S].
[4] 水利水电工程金属结构报废标准（SL226-1998）[S].

⑶ 长50米宽50米,深5米,的水库,闸门要多厚

水库闸门一般承受的水压力大，如果用铸铁闸门，闸门的厚度要在3-8cm左右，具体还要根据设计图纸具体计算，闸门的规格型号最高蓄水位等都影响闸门的厚度及重量。

⑷ 水库闸门的开度和闸位是一个意思吗求详细解释！谢谢！！！

闸门开度传感器（闸位传感器）是针对闸门测量的特点，采用光电绝对值式或机械式编码器，在内部以精密的变速机构制造而成。其输出信号有并行格雷码、串行RS485、4-20mA标准模拟量等多种方式可供用户选择。该传感器安装方便、适应性强，稳定可靠，集检测与A/D转换为一体，具有断电记忆功能。适合对各类闸门(平板门、弧形门、人字门、门机、桥机等)的起吊高度进行测量。其功能、特点、可靠性等深受广大水利水电工程技术人员的信赖。
可能不是同一种产品，但是作用是一样的。

⑸ 为什么水库使用的是闸门是因为闸门相对平开门更不容易受外力的影响而打开么

这个问题就不该是5岁的小孩能理解的了得。主要原因还是受力，传力，密封和启闭方便考虑。

⑹ 水库出水口水闸前如何设置拦鱼设施

一般用网拦，也可用电栏栅，但费用高。

⑺ 修一个小型水库闸门工程造价

小二型的水库要300-500万左右，土建和设备加起来的总合。

⑻ 小型水库闸门怎么更换

在水库复低水位或者辟开制蓄水期更换，保证安全。
拆除原有闸门闸框，整体更换铸铁闸门，首先一期浇注后预留安装槽，然后把闸框二期浇注在混凝土里；
（闸门更换最后整体更换，有的工程只更换闸板，继续使用原有闸框，这样有时会出现现有闸板跟闸框密封不严导致漏水的情况）

⑼ 如图所示是水库大坝闸门开闭装置示意图，设闸门为高5m，底面积0.6m2的长方体，用密度为8×103kg/m3的合金

（1）G=ρVg=8×10³kg/m³×0.6m²×5m×10N/kg=2.4×10⁵N；
（2）p=ρ_水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×4m=4×10⁴Pa；
（3）F_浮1=ρ_水gV_排专1，钢缆拉力F₁=

1

4

（G-F_浮1）
t=5s时，s=vt=0.2m/s×5s=1m
闸门浸在属水中的深度h′=4m-1m=3m
F_浮2=ρ_水gV_排2，钢缆拉力F₂=

1

4

（G-F_浮2）
所以

F1

F2

=

G?F浮1

G?F浮2

=

ρgV?ρ水g 4 5 V

ρgV?ρ水g 3 5 V

=

8×103?1×103× 4 5

8×103?1×103× 3 5

=

36

37

答：（1）闸门所受的重力为2.4×10⁵N；（2）闸门底部受到水的压强为4×10⁴Pa；（3）F₁与F₂的比值为36：37．