淺析烏江船閘橫拉門設計

2018-06-28 12:11:20宋駿

治淮 2018年6期

宋駿

一、工程概況

原烏江船閘是一座非標準的簡易船閘，原設計為100t級，近年來過往船只的數量、噸位逐漸增大，船閘的通過能力明顯不足。船閘于2008年進行改擴建，將原孔寬8m船閘擴建12m孔寬，閘室長度增至140m長，根據規劃水位資料，船閘工作閘門承受雙向水頭，在滿足通航要求前提下，兼有防洪要求。

二、閘門結構布置

門型：考慮船閘雙向擋水，門型采用橫拉閘門。

門葉結構布置：根據規劃設計水位，門頂高程12.2m，橫拉門門高12.3m，門葉結構：為實腹式焊接構件，主材Q235。下閘首橫拉門尺寸（寬×高×厚）12.55m×12.3m×3.5m，閘門在上、下游側均布置面板，門體設9根主梁，支承跨度12.47m，考慮主梁的腹板穩定，在主梁腹板縱、橫向設有加強肋板。門體設5道縱梁，縱梁設有檢修與通水孔，縱梁在開孔處設寬250mm翼緣，在縱梁區格間均布置小縱梁，縱梁與主梁等高齊平連接，在閘門上、下兩側與孔口上、下游兩側均設有側軌，正、反向支承門體，當門體關閉孔口，側軌支承門體的水壓力并傳遞給閘室的土建基礎。

門體止水：門體的側軌內側布置“Ω型”止水橡皮，底止水均采用“Ω型”止水橡皮。

閘門頂、底支承：閘門的底部布置底臺車，閘門頂部布置頂臺車，頂臺車與門體吊架相連，共同支承門體行走，開啟關閉閘室孔口。頂、底臺車均布置4只滾輪，滾輪為Ф600mm鑄鋼滾輪，滾輪踏面寬度80mm，軸徑Ф100mm，軸襯采用銅基鑲嵌自潤滑材料。

側向限位支承：閘門底部上、下游孔口側埋設Ф220mm鑄鋼滾輪作閘門側向限位，另在閘門頂部上下游側設有側輪軌道，與埋設在孔口兩側滾輪配合形成閘門頂部側向限位。

軌道埋件：閘門底部門槽埋設底臺車軌道，閘門頂部臺車平臺處埋設頂臺車軌道，軌道采用重軌43軌道。

啟閉機選用：根據啟閉力計算結果，上閘首啟閉力為114.0kN，啟閉機選用2×80kN齒條式啟閉機，啟閉容量為160kN，工作行程13.0m，啟閉機布置在閘門頂臺車的頂部，行走齒輪與埋設在頂部齒條嚙合，開啟、關閉閘門。

三、閘門設計特點

1.橫拉門主梁結構布置

原船閘主梁與縱梁均采用桁架梁結構，各桁架梁均為型鋼焊接構件，船閘在過船時，開啟、關閉橫拉門，門體的頂、底臺車與軌道剛性滾動運行，另門體在水中運動，水體沖擊桁架梁型鋼桿件，均能引起閘門振動，此次擴建橫拉門主梁與縱梁采用實腹式焊接結構，材料為Q235。這種實腹式梁系布置閘門整體剛度較大，便于頂、底臺車與浮箱設置，閘門便于制作、噴鋅防腐，相對于桁架梁結構在工地現場拼裝，閘門制造精度能夠得到保證。

2.閘門主梁局部穩定計算與處理

門體主梁高3200mm，腹板厚度10mm，支承間距12300mm。由于主梁高度大，且腹板厚度小，應保證閘門在擋水時主梁受力腹板受壓的局部穩定問題。

該閘門橫向勁板設置距離為1247mm。

3.閘門防浮、設透水措施

橫拉門采用實腹式結構形式，門體外形為矩形體，形同在水中的浮箱，閘門在水里會浮起，應考慮閘門的透水設計，船閘在過船時，會發生水位變化，還應考慮閘門腔體內的水位應與閘室內水位同時升降，否則會產生水位差而引起浮力。所以在閘門設計時主梁各層間必須通透，需在邊柱設透水孔，主梁間的檢修孔兼作上、下通水孔，這樣船閘水位變化時，使得閘門內的水位與閘室的水位同步升降，不會引起不可控的浮力使得閘門浮起失穩。

4.閘門檢修條件設置

對于這樣的大型閘門，在閘門設計時就應考慮閘門應具備檢修條件，閘門多主梁布置，主梁間的最小間距為1300mm，縱梁采用中間開孔，最小孔的高度1100mm，寬度1600mm。這樣的空間既滿足閘門主梁布置，又便于檢修人員進出閘門的腔體內進行維修。在閘門垂直向各腹板設有兩道檢修孔，檢修人員可進入閘門各道腹板層進行檢修，見圖1。