【正文】 在彈性階段中，局部彎應(yīng)力分布規(guī)律與按四邊固定支承薄板承受勻載的理論計(jì)算的彎應(yīng)力曲線很吻合，而且應(yīng)力的實(shí)測值同理論值基本接近。 關(guān)于面板及其參與梁系有效寬度的計(jì)算，原規(guī)范的規(guī)定是合適的，其根據(jù)為： (1)關(guān)于擬定面板應(yīng)力計(jì)算公式及其強(qiáng)度驗(yàn)算的試驗(yàn)與理論依據(jù)。 (2)止水不嚴(yán)密，引起閘門漏水，特別是當(dāng)閘門采用上游止水時(shí)，影響更大。 原條文規(guī)定為： (1)潛孔式工作閘門和事故閘門的主梁 1/750 (2)露頂式工作閘門和事故閘門的主梁 1/600 (3)檢修閘門和攔污柵主梁 1/500 (4)次梁 1/250 國外鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范，對容許撓度的規(guī)定摘要如下： (1)蘇聯(lián)規(guī)范 、 條規(guī)定容許撓度與計(jì)算跨度之比 (實(shí)腹梁與格構(gòu)梁相同 )如下： 流水中的工作門 1/600 靜載的工作門、事故門 1/500 檢修門 1/400 懸臂梁 1/300 梁格輔助構(gòu)件 1/250 (2)日本規(guī)范 22 條規(guī)定 f/l 為： 主要結(jié)構(gòu)的主梁 1/800 同時(shí)在說明中說“止水采用彈性材料時(shí)，上述規(guī)定可得到完善的止水性，若止水為金屬材料時(shí)，為保證止水良好，最好取為 1/1000～ 1/2020，對止水要求低的閘門可用 1/600”。 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有的拱形門由于 剛度很小，在制造、拼裝過程中閘門變形太大，增加了制造、調(diào)整工作量，且有不安全感。 沿用原規(guī)范第 79 條。 閘門啟閉過程中對支臂附加彎矩要予以適當(dāng)考慮，主要有支鉸摩阻力、不均勻沉陷，以及安裝誤差和局部卡阻等。時(shí) 相差 。： () 式中 —— 斜支臂水平偏斜角度； —— 上下兩支臂夾角的一半。 在斜支臂弧形閘門上，為保證支臂腹板和主梁腹板能形成水平連接，則兩支臂要形成一個(gè)角度 (和直支臂相比 )，即所謂支臂扭角。該文從內(nèi)力分析出發(fā)，要求滿足下列三個(gè) 條件： (1)主梁的正、負(fù)彎矩差最??； (2)支臂的彎矩最小； (3)框架的水平反力 (側(cè)推力 )最小。 原規(guī)范附錄推薦的計(jì)算簡圖為多層梯形剛架，經(jīng)分析研究不完全符合弧門的實(shí)際構(gòu)造和受力特點(diǎn)，修改為三角形多層剛架。 原條文的規(guī)定是合適的。由于目前我國仍以鐵路運(yùn)輸為主，因此，將雙主梁露頂式平面閘門的上懸 臂段a0限制為 以內(nèi)是恰當(dāng)?shù)摹ο掠蝺A角，還增加了非水平底坎其水平夾角可適當(dāng)增減的內(nèi)容，并增加當(dāng)下游傾角不滿足 30176。如對部分利用水柱壓力的平面閘門，其上游傾角應(yīng)不小于 45176。 沿用原規(guī)范第 67 條。并根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GBJ17— 88《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的指標(biāo)予以修訂。 我國《機(jī)械零件手冊》對 v=8m/s 的青銅軸套比壓用 ，水工閘門運(yùn)行速度較低，工作強(qiáng)度不如機(jī)械的頻繁，主要是潤滑、防銹、公盈值的選擇等問題。這是考慮到鑄鍛造主軌結(jié)構(gòu)的勻質(zhì)較差，澆注質(zhì)量不穩(wěn)定，某些外力還不易明確，軌道埋入混凝土中長期不能更換等，而吊耳結(jié)構(gòu)受應(yīng)力集中影響較大的緣故。 大型工程的工作閘門不僅只是指水流條件復(fù)雜，它可能還有復(fù)雜的外力 (撞擊、沖擊波、振動(dòng)等 )。 容許應(yīng)力 本條為原規(guī)范第 58 條的修訂。 本條為原規(guī)范第 54 條的修訂?？筛鶕?jù)工程的具體條件，酌情選用。 本條為原規(guī)范第 46 條的修訂。 沿用原規(guī)范第 43 條。因此作用于固體邊界的總動(dòng)水壓力脈動(dòng)的 強(qiáng)度為： 式中 —— 閘門在動(dòng)水中的面積。 表 密云水庫潮河輸水洞出口弧形閘門動(dòng)力系數(shù)原型觀測資料 部件 閘門相對開度 最大動(dòng)力系數(shù) 拉桿 支臂 (徑向 ) 支臂 (側(cè)向 ) 面板 (徑向 ) 面板 (側(cè)向 ) ②西津溢流壩工作門原型觀測資料，見表 。 (3)這次修訂規(guī)范時(shí)，對我國自 1958 年以來閘門振動(dòng)問題進(jìn)行的大量原型觀測資料以及模型試驗(yàn)和理論研究成果，進(jìn)行了綜合分析和調(diào)查研究。但對閘門滾輪、吊耳等部件，因考慮了不均勻或超載系數(shù)，不再考慮動(dòng)力系數(shù)。 地震力對閘門結(jié)構(gòu)起作用的力為地震動(dòng)水壓力，對下游無水的淺孔式閘門，經(jīng)計(jì)算地震動(dòng)水壓力占靜水壓力的比值： 設(shè)計(jì)烈度 7 度 % 設(shè)計(jì)烈度 8 度 % 設(shè)計(jì)烈度 9 度 % 對下游有水且為門高的一半，地震動(dòng)水壓力占靜水壓力的比值： 設(shè)計(jì)烈度 7 度 % 設(shè)計(jì)烈度 8 度 % 設(shè)計(jì)烈度 9 度 % 深孔閘門相對于淺孔閘門來說，各設(shè)計(jì)烈度地震動(dòng)水壓力占靜水壓力的比值要小些。 (用以代替進(jìn)口處的事故閘門，其優(yōu)點(diǎn)是孔口尺寸小，較經(jīng)濟(jì)；事故下門過程中，對機(jī)組的水力作用較為穩(wěn)定等 )。 新增加條文。 新增加條文。 沿用原規(guī)范第 35 條。 對經(jīng)常停放在調(diào)壓井門槽內(nèi)的閘門，由于水位的經(jīng)常波動(dòng)和導(dǎo)葉關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生較大的涌浪，所以要注意閘門停放和下降的平穩(wěn)性。 (3)引水式電站。但也有一些電站不設(shè)檢修閘門 (如湖南柘溪電站、雙牌電站等 )。 在出口末端，尚要設(shè)一道事故閘門或檢修閘門，以便拍門或事故快速閘門的拆修和保養(yǎng)。根據(jù)正反兩方面的教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)，所以在條文中提請?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)注意，從布置上加以避免。 本條為原規(guī)范第 30 條部分內(nèi)容的修訂。經(jīng)調(diào)查和與上述地區(qū)的有關(guān)同志座談?wù)J為： 擋潮閘的閘門門型一般大都是平面閘門，也有弧形 的，但居少數(shù)。 但在河流中泥砂淤積較嚴(yán)重時(shí)，則不宜選用。 關(guān)于錐形閥的詳細(xì)情況，可參閱廣東水利水電勘測設(shè)計(jì)院的專題總結(jié)。廣東省也有布置成三點(diǎn)、四點(diǎn)起吊的。例如在開啟過程中底緣流態(tài)不太好，止水磨損過大等，有待今后逐步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，加以提高。 本條是根據(jù) SD133— 84《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》第 條內(nèi)容并綜合原規(guī)范第 2 28 條而成。 本條為原規(guī)范第 26 條的修訂。如不得已雙層過水 (門底和門頂同時(shí)過水 )時(shí)，不得長期停留于振動(dòng)開度等。從設(shè)計(jì)角度上看，有下列幾方面問題必須予以高度注意。 新增加條文。 (3)選用合理的底緣形式和門槽型式。 下閘截流必須安全可靠。 抗磨材料目前處于試驗(yàn)研究中，一般用鑄石、環(huán)氧砂槳等均可。 另據(jù)調(diào)查，對 于有彎道的泄水孔，除要滿足上述要求外，工作閘門尚應(yīng)布置在彎道的下游水流穩(wěn)定的直段上。 工作閘門設(shè)置于出口，流態(tài)好，工 作可靠。 經(jīng)研究，原條文規(guī)定是合適的。據(jù)調(diào)查，近 十年來。從調(diào)查看，低水頭閘門絕大多數(shù)沒有設(shè)事故閘門，但對重要工程，必要時(shí)仍要設(shè)事故閘門。然后進(jìn)行預(yù)處理涂車間底漆，并按制造安裝規(guī)范要求予以保證其必要的粗糙度。 本規(guī)范未提及鉚接，所以在條文中只推薦螺栓連接和銷軸連接。 原條文的規(guī)定，據(jù)調(diào)查是 必要的。 通氣孔上端應(yīng)遠(yuǎn)離行人處，與啟閉機(jī)房分開，以保證安全運(yùn)行。對于冰凍淺的，還有一些土辦法。一般從經(jīng)濟(jì)、合理原則考慮，按條文規(guī) 定設(shè)置為宜，特殊情況可專門研究。 考慮到溢洪時(shí)間的緊迫，需同時(shí)提升多孔口閘門和為了防止下游沖刷，需同時(shí)小開度提升多孔口閘門、宜選用固定式啟閉機(jī)。湖南省岑天河電站上平下弧的雙層閘門由于卡住半沉木使啟門超載， 下弧門吊點(diǎn)拉脫，造成閘門失事。 原規(guī)范關(guān)于閘門的選型的六項(xiàng)要求是合適的。出口回流和淹沒出流同樣也易引起閘門振動(dòng)，如河南三義寨閘 12m 7m弧門和江蘇樟山閘 10m 弧門的劇烈振動(dòng)，就是因?yàn)檠蜎]出流引起的。 2 總體布置 一般規(guī)定 沿用原規(guī)范第 7 條。 關(guān)于結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算方法，今后必須走以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)驗(yàn)算方法，這是當(dāng)前國際上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)算的先進(jìn)方法，大勢所趨，水工閘門設(shè)計(jì)亦必須走這條路。 沿用原規(guī)范第 4 條。 沿用原規(guī)范第 3 條。增加了橋梁鋼 (16Mnq等 )的應(yīng)用；調(diào)整了容許應(yīng)力的調(diào)整系數(shù)；增加了部分閘門支承和止水 新材料；提高了閘門滾輪的承載能力：修訂了摩擦系數(shù)表；增列了弧門支臂計(jì)算長度系數(shù)；刪去了原附錄中一些可從手冊查到的內(nèi)力、應(yīng)力計(jì)算公式等等。 1986 年 11 月在山東煙 臺全國水工金屬結(jié)構(gòu)專業(yè)會(huì)議上討論明確了對該規(guī)范進(jìn)行局部修訂、修訂原則及其主要內(nèi)容。 本規(guī)范修訂本共分 8 章 164 條和 13 個(gè)附錄。 1993 年 8 月 1 總則 本條是水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循的基本原則，也是本規(guī)范所遵循的方針和應(yīng)達(dá)到的原則要求。 關(guān)于按照操作水頭劃分為低、中、高、特高水頭閘門，按目前我國發(fā)展水平和認(rèn)識水平，大致可規(guī)定為： 25m水頭以下為 低水頭閘門， 25～ 50m水頭為中水頭閘門， 50～ 80m水頭為高水頭閘門， 80m以上水頭為特高水頭閘門。從設(shè)計(jì)角度看，水工金屬結(jié)構(gòu)專業(yè)沒有任何困難，主要在于水工專業(yè)和水機(jī)專業(yè)要予以積極配合，因此很有必要從法規(guī)的高度上予以認(rèn)定，修訂時(shí)，比原規(guī)范提高一級。 關(guān)于閘門計(jì)算體系，目前平面體系和空間體系并存，為有利于調(diào)動(dòng)各方面積極性，有利于更快地發(fā)展，不必硬性規(guī)定計(jì)算方法，只提出基本原則要求即可。據(jù)調(diào)查，由于水流條件不好，對閘門運(yùn)行帶來許多壞影響，以致閘門不能正常工作，有的甚至導(dǎo)致失事。例如岳城水庫、皎口水庫和磨子潭水庫等，由于雙層同時(shí)過水引起門槽空蝕，就是明顯的例證。若尾水位較高，設(shè)弧門則可能由于支鉸長期浸水，可能選平面閘門有利，孔口尺寸大小和操作水頭高低都明顯影響門型選擇。 (6)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為選型的一般要求。前一項(xiàng)對任何閘門都必須滿足；后一項(xiàng)只對中、高水頭閘門有意義，兩道門槽相距太近，對門槽空蝕不利，具體要求參照《水 工閘門門槽的水力設(shè)計(jì)》一書 (1990 年 4月，水利水電科學(xué)研究院水力學(xué)研究所編 )，并根據(jù)國內(nèi)調(diào)查，推薦不小于 。但在一些特殊條件下， (如防冰失靈等 )可以承擔(dān)部分冰靜壓力，在設(shè)計(jì)強(qiáng)度中應(yīng)予考慮。 對潛孔式閘門，包括工作、事故和檢修閘門，如門后閘門槽、豎井或出口等不能充分通氣時(shí)，應(yīng)在緊靠閘門下游處頂部設(shè)置通氣孔。根據(jù)國內(nèi) 10 余座利用節(jié)間充水平壓閘門的調(diào)查，對小于 30m 水頭的閘門，采用節(jié)間充水可增大充水流量，減少充水時(shí)間，降低水壓差，具有明顯效果。對水工鋼閘門， 50年代初在我國有采用鉚接結(jié)構(gòu)的，以后均被焊接代替。對第四款中機(jī)房與檢修平臺尺寸提出具體要求，這些尺寸的規(guī)定系根據(jù)已建工程調(diào)查中運(yùn)行單位提出的，經(jīng)分析是合理的和必要的，在設(shè)計(jì)中應(yīng)予以保證。 溢洪道上游是否設(shè)置檢修閘門，根據(jù)國內(nèi)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，原則上應(yīng)設(shè)檢修閘門，如江蘇三河閘，湖南的雙牌，原來都沒有設(shè)檢修閘門，給以后維修造成很大被動(dòng)。因后者屬于不設(shè)檢修閘門的條件下，如何具體解決工作閘門檢修的方法之一，也不可能普遍適用，故在條文中就不提了。目前潮河洞已增加了事故門。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，條文中推薦操作水頭大于 50m，且孔口尺寸較大時(shí)，宜選用弧形閘門。據(jù)國內(nèi)調(diào)查，大體合乎此比值。否則在洞中積砂難以處理，面板及止水應(yīng)設(shè)置于上游面以防止閘門梁格中淤沙。據(jù)調(diào)查，導(dǎo)流孔下閘截流發(fā)生事故的工程實(shí)例不少，如劉家峽左導(dǎo)等。 關(guān)于高水頭工作閘門，水力設(shè)計(jì)是一項(xiàng)新課題，對閘門安全運(yùn)行，關(guān)系重大。 (5)操作規(guī)程要仔細(xì)擬定。 新增加條文。 此外，在制造、安裝、運(yùn)行、管理和維護(hù)方面要注意： (1)焊縫質(zhì)量，特別是支臂的焊縫質(zhì)量必須予以保證。閘門常用弧形閘門、平面閘門、拱形門、升臥式閘門和翻轉(zhuǎn)門。為安全計(jì)，這樣規(guī)定是必要的。另外，對于檢修問題也要予以重視，所以在 條文中提出，以引起注意。 目前設(shè)計(jì)的錐形閥均為焊接結(jié)構(gòu)，制造方便。斜置角度約為 45176。也有個(gè)別的啟閉失靈。 本條為原規(guī)范第 30 條的修訂。 一般排灌閘工作閘門也有類似擋潮閘的某些特點(diǎn)，如雙向止水和較長期處于水下工作等。如鶴地水庫弧門的布置，如圖 所示。 近十幾年來，我國興建了相當(dāng)數(shù)量的抽水泵站。 關(guān)于檢修閘門、事故閘門、快速閘門等設(shè)置與否，在什么條件下，如何設(shè)置，主要著眼于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。大多數(shù)為低水頭大流量、轉(zhuǎn)槳式機(jī)組，一般只設(shè)檢修閘門和事故閘門。至于蝴蝶閥，應(yīng)盡量少用，只有在某些特殊情況下 (如當(dāng)一管分叉安數(shù)臺機(jī)時(shí) )，不便于布置快速閘門時(shí)，方采用蝴蝶閥。 本條為原規(guī)范第 34 條的修訂。 本條為原規(guī)范第 37 條的修訂。 根據(jù)目前收集到美、英、日本、意、德等國部分抽水蓄能電站引水系統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)布置情況 [計(jì)有 39座電站，詳見皮仙槎，“抽水蓄能電站水道系統(tǒng)閘門 (柵 )、啟閉機(jī)的合理配置”，水力發(fā)電學(xué)報(bào) 1989 年 2期 ]，大體上可以得出以下結(jié)論： (1)上池進(jìn)口