【正文】 。 閘門支承滑道材料，原規(guī)范只 推薦用壓合膠木，這種材料，雖然還存在一些問題，如干縮脫落、摩擦系數(shù)不穩(wěn)定等，但仍不失為一種可用材料，承載能力較大，壽命較長，所以仍予保留。已經(jīng)在部分工程支承滑道上采用，效果尚好。 本條為原規(guī)范第 52 條的修訂。 本條為原規(guī)范第 54 條的修訂。 本條為原規(guī)范第 55 條的修訂。 本條為原規(guī)范第 56 條的修訂。 本條為原規(guī)范第 57 條的修訂。 容許應(yīng)力 本條為原規(guī)范第 58 條的修訂。 從國內(nèi)情況看：壓力鋼管取 ，對(duì)于 Q235號(hào)鋼，相當(dāng)于 137N/mm2，鋼橋梁取 140N/mm2，工業(yè)與民用鋼結(jié)構(gòu)取 170N/mm2。對(duì)于調(diào)整系數(shù)，根據(jù)以下原則來確定： (1)運(yùn)行條件，主要指閘門有無局部開啟、調(diào)節(jié)流量的要求，這是引起閘門振動(dòng)，可能承受較大動(dòng)載的主要因素之一。根據(jù)討論意見作為需要考慮調(diào)整系數(shù)的條件之一。 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 )。根據(jù)設(shè)計(jì)資料和承受的動(dòng)荷，還應(yīng)根據(jù)規(guī)定乘以“動(dòng)力系數(shù)”。 (3)對(duì)于特殊重要的工作閘門，作為特殊情況，另行考慮。 但亦根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB700— 88《碳 素結(jié)構(gòu)鋼》、 GB1591— 88《低合金結(jié)構(gòu)鋼》、 GB699— 88《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》、 GB11352— 89《 — 般工程用鑄造碳鋼件》予以修訂。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。吊桿受力比較明確，一般多采用軋制鋼材斷面，但由于其強(qiáng)度儲(chǔ)備較少，且比較重要，故其設(shè)計(jì)容許應(yīng)力也按規(guī)范表 乘以 。 本次按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) GB9439— 88《灰鑄鐵件》予以修訂。 本次修訂增加了鋼基銅塑復(fù)合材料軸套承壓應(yīng)力，其取值系根據(jù)長委會(huì)關(guān)于“輪壓試驗(yàn)報(bào)告”中的結(jié)論選取的。 我國《機(jī)械零件手冊(cè)》對(duì) 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。 表 國內(nèi)外軸套容許應(yīng)力采用值 編號(hào) 軸套材科 工程或單位名稱 設(shè)計(jì)值 (N/mm2) 實(shí)際考驗(yàn)值 (N/mm2) 1 青銅軸套 江蘇三河閘弧門 ≈ (工作 20余年 ) 2 青銅軸套 湖北荊江分洪北閘弧門 (工作 20余年 ) 3 青銅軸套 湖北荊江分洪南閘弧門 (工作 20余年 ) 4 青銅軸套 廣東新豐江電站弧門 5 青銅軸套 河北省水利設(shè)計(jì)院 6 青銅軸套 山東省水利設(shè)計(jì)院 7 青銅軸套 成都勘測(cè)設(shè)計(jì)院 8 青銅軸套 河南水利設(shè)計(jì)院 ～ 9 青銅軸套 碧口水電站弧門 10 青銅軸套 三三○工程二江弧門 11 青銅軸套 西德規(guī)范 () 12 青銅軸套 美國 (巴拿馬船閘底樞 ) . 經(jīng)過審查會(huì)議反復(fù)研究，閘門軸套材料目前只推薦青銅和鋼基銅塑復(fù)合軸套兩種。 沿用原規(guī)范第 62 條。 沿用 原規(guī)范第 63 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。 設(shè)計(jì)的容許應(yīng)力與校核應(yīng)力應(yīng)有區(qū)別，本條規(guī)定了規(guī)范表 ～表 、表 的容許應(yīng)力值在校核情況和特殊情況下，取用容許應(yīng)力值的范圍 (表 中鋼材的容許應(yīng)力的“局部承壓”容許應(yīng)力已達(dá)屈服限σ s，則不存在容許應(yīng)力擴(kuò)大取用問題 )。 原條文的規(guī)定是合適的。 同一層的布置方式，即主梁、水平次梁以及垂直次梁等，均與面板相聯(lián)結(jié)，其優(yōu)點(diǎn)是閘門的整體剛度大，面板可以參與梁系工作，閘門的厚度較小等，缺點(diǎn)是制造、安裝以及防銹方面比較麻煩。 沿用原規(guī)范第 67 條。 經(jīng)調(diào)查，平面閘門主梁的設(shè)置情況大概為 ：寬而矮的露頂閘門，用雙主梁居多，窄而高的潛孔式閘門，采用多主梁的較多。 主梁按等荷載設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)較多，梁的規(guī)格少，便于設(shè)計(jì)和制造，因此仍應(yīng)推薦。中部主梁按等荷載要求是完全可以的，其間距與安裝分段，滾輪布置時(shí)的主輪尺寸關(guān)系很大，因此提出來作為布置的考慮因素。如對(duì)部分利用水柱壓力的平面閘門，其上游傾角應(yīng)不小于 45176。傾角繞流條件優(yōu)于 176。的情況，故提出盡可能采用 60176?！?60176。對(duì)下游傾角，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。 本條為原規(guī)范第 68 條的修訂。 a0≤ ，出自陳繼祖等譯的《水工建筑物的平面閘門》一 書，該書譯自原蘇聯(lián) 1955年出版的《水利土壤改良工程中的工程結(jié)構(gòu)》一書的第一部分。但此規(guī)定系根據(jù)當(dāng)時(shí)已建平面鋼閘門尺寸作出的，統(tǒng)計(jì)的閘門高度為 4～ 8m，按 8m計(jì)， ，合乎運(yùn)輸界限。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? 、 沿用原規(guī)范第 70 條和第 71 條。 對(duì)弧形閘門面板曲率半徑與閘門高度的比值進(jìn)行了修訂。露頂式由原規(guī)范 改為 ，潛孔式由 改為 ，而上限仍維待原規(guī)范數(shù)值不變。 原條文的規(guī)定是合適的。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，對(duì)高而窄的潛孔式弧形閘門，采用主縱梁式結(jié)構(gòu)的已有不少，如碧口 8m 10m－ 60m、劉家峽 8m － 60m、龔咀 5m 8m－ 70m 等弧形閘門，據(jù)設(shè)計(jì)單位介紹，對(duì)高而窄的弧形閘門采用這種結(jié)構(gòu)型式，具有布置合理、整體剛度大等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是弧形主縱梁制造困難。 本條為原規(guī)范第 74 條的修訂。此條內(nèi)容系將原附錄中相應(yīng)部分移到本條內(nèi)。 原規(guī)范附錄推薦的計(jì)算簡(jiǎn)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。原規(guī)范規(guī)定，弧形鋼閘門實(shí)腹式的主橫梁與支臂的單位剛度比 K0值，可選用 4～ 10。該文調(diào)查了國內(nèi)已建的 131 個(gè)深孔弧門和 127個(gè)露頂式弧門的孔口尺寸和水頭大小，分別選出 75個(gè)和 51 個(gè)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。該文不足之處是：在優(yōu)化過程中將主梁斷面視為前后翼緣絕對(duì)相等的對(duì)稱截面，同時(shí)將弧門半徑按原設(shè)計(jì)作為不變考慮，這與弧門的實(shí)際情況略有出入，其結(jié)果偏小。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?。? (3)框架的水平反力 (側(cè)推力 )最小。 第三、第四篇為西北農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與建筑工程系的研究成果 (兩篇研究生論文 )。完成了 150 扇弧門主框架優(yōu)化設(shè)計(jì)和 150 扇整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。 綜上所述，經(jīng)過審查會(huì)與會(huì)專家的研究論證結(jié)果：根據(jù)多年的設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，考慮經(jīng)濟(jì)合理和便于設(shè)計(jì)選用，建議主橫梁與支臂的單位剛度比 K0=3～ 11，對(duì)斜支臂宜取 K0=3～ 7；對(duì)直支臂宜取 K0=5～ 11。 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。而由于扭角的形成是一個(gè)空間幾何關(guān)系，也容易搞混。 鑒于上述情況，多年來，各設(shè)計(jì)單位根據(jù)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)斜支臂弧門的支臂扭角計(jì)算從不同角度進(jìn)行了推導(dǎo)，先后收到十余篇探討性論文，其中有 7篇刊登于“金屬結(jié)構(gòu)”網(wǎng)刊上。 () 及 () 式 ()的前提為兩支臂中心線夾角平分線上的垂直剖面的扭角公式；而式 ()的前提為和支臂軸線垂直剖面上的扭角計(jì)算公式 (證明詳見水電部水規(guī)院《技術(shù)參考資料》 1978 年 10 月 )。： () 式中 —— 斜支臂水平偏斜角度； —— 上下兩支臂夾角的一半。 式 ()存在的問題，支臂平分線和支鉸面不垂直 (此時(shí)夾角為 ，大于 90176。其間隙Δ為： （ ) 式中 B—— 支臂端面寬度 ， mm； Δ —— 接觸面間隙， mm —— 斜支臂水平偏斜角度； —— 上下兩夾角之一半； =sin1(sin tg )。 【例 1】當(dāng) =7176。時(shí) 相差 。、 =15176。 而 間隙 Δ =400sin(－ 90o)= 沿 用原規(guī)范第 77 條。 參見 的說明。 閘門啟閉過程中對(duì)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。 沿用原規(guī)范第 78 條。 據(jù)調(diào)查，已有不少工程采用了浮式疊梁及浮箱閘門作為檢修閘門。從運(yùn)行情況來看，基本上是成功的，但運(yùn)行管理單位反映，疊梁閘門應(yīng)考慮相互間的互換性，并力求減少漏水量；浮箱閘門為使操作平穩(wěn)，應(yīng)使結(jié)構(gòu)布置盡量對(duì)稱。 沿用原規(guī)范第 79 條。 根據(jù)調(diào)查，劉家峽、龔咀等電站用在泄洪洞或尾水洞出口，當(dāng)支承條件允許時(shí)，采用承壓鋼拱門是一種良好的閘門型式。 拱軸線采用 1/4 圓拱軸線，對(duì)于承受徑向水壓力較為合理。即拱的矢高比接近 1/5 左右，這樣可按拱的理論計(jì)算。 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。 結(jié)構(gòu)計(jì)算 沿用原規(guī)范第 80 條。 沿用原規(guī)范第 81 條。 沿用原規(guī)范第 82 條。 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(duì)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(duì)止水要求低的閘門可用 1/600”。結(jié)構(gòu)應(yīng)保持在止水可靠性、運(yùn)行可能性及機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的容許范圍之內(nèi)”，對(duì)變形未做具體規(guī)定。 該報(bào)告強(qiáng)調(diào)了容許撓度的規(guī)定，主要根據(jù)構(gòu)件的使用條件而來，要求過高則將使鋼材用量劇增，要求過低則會(huì)造成運(yùn)行中出現(xiàn)不少問題，影響結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)用。 在水工閘門上，撓度過大帶來的問題主要有： (1)支座轉(zhuǎn)角大。 (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。 經(jīng)過分析對(duì)比，新規(guī)范規(guī)定的容許撓度與計(jì)算跨度之比如正文所列。 對(duì)閘門受彎、受壓和偏心受壓構(gòu)件對(duì)其整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定作出驗(yàn)算規(guī)定，是必須和適當(dāng)?shù)摹? 經(jīng)研究，原規(guī)范對(duì)閘門構(gòu)件長細(xì)比的規(guī)定是合適的。 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)。又對(duì)福建省閩東水電站進(jìn)水口深孔多主梁鋼閘門進(jìn)行原型實(shí)測(cè)。而且認(rèn)為，面板除直接承受水壓力產(chǎn)生局部彎曲外，還參加主梁的整體彎曲工作，故驗(yàn)算面板強(qiáng)度時(shí)，必須將面板的局部彎應(yīng)力與主梁的整體彎應(yīng)力相疊加，并驗(yàn)算其折算應(yīng)力強(qiáng)度。具體意見分述如下： 1)從室內(nèi)試驗(yàn)和原型實(shí)測(cè)成果表明，鋼閘門面板的中部區(qū)格Ⅰ (見圖 和圖 )，室內(nèi)試驗(yàn) 成果如圖 ，其試驗(yàn)條件系將 1∶ 2 閘門模型的梁格 (主梁及橫隔板 )分為九區(qū)格，水頭差為 4m，用夾具夾緊，使全部梁格沒有產(chǎn)生彎曲變形，所測(cè)的面板應(yīng)力值僅為面板的局部彎曲應(yīng)力σ mx、σ my原型觀測(cè)成果如圖 所示。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(cè)值同理論值基本接近。 表 中部區(qū)格面板中點(diǎn) 撓度的實(shí)測(cè)值和理論值的差值 撓度值 (mm) 九區(qū)格 1∶ 2閘門模型 閩東電站鋼閘門實(shí)測(cè) 計(jì)算值 實(shí)測(cè)值 差值 計(jì)算值 實(shí)測(cè)值 差值 板 中 點(diǎn) 上模型 % 1% 下模型 % 注：計(jì)算值系按四邊固定支承薄板受勻載的撓