朔州水利工程闸门埋件厂家铸铁闸门主要特点
水利工程闸门铸铁闸门是水利工程中和水工建筑物的重要组成部分之一,水利工程闸门它可以根据需要来封闭建筑物的孔口,也可全部或局部开启孔口,用于调节上下游水位和流量,从而防洪水利项目、灌溉水利项目、供水水利项目、发电水利项目、通航水利项目等效益,还可用于排除漂浮物、泥沙、冰块等作用,或者为相关建筑物和设备的检修提供了必要条件。铸铁闸门一般设置安装在取水输水建筑物的进、口等咽喉要道,通过铸铁方闸门可靠地启闭来发挥它们的功能与效益及建筑物的。设计铸铁方闸门必须有先后的步骤,水利工程闸门公司的铸铁方闸门设计人员X先会对客户提供的资料进行分析和闸门结构作一个的建议,在设计中小型闸门时,我们X先会对建筑物的适用工况和运行特点及其具体布置等进行了解。设计闸门要素指对铸铁闸门的荷载和运行条件进行研究分析,水利工程闸门在闸门上下游不同水位工况的组合使用中,有时仅有上游一面的单向水头,有时兼有上下游两面的双向水头,有时候还需要考虑到工况波浪压力和泥沙压力等其它荷载,并且我们会根据铸铁方闸门的运行条件,在哪些水头情况下只挡水而不开启,在哪些水头情况下需要进行启闭,从而计算启闭力和确定选用的启闭机吨位,铸铁闸门的启闭台、检修横桥和挂勾尺寸和产品吊点数量等也是不容忽视的。在闸门结构选择时,常需要预估铸铁闸门的总重量,以进行钢材和铸铁闸门造价的估算。
水利工程闸门导轨应按大工作水头设计,其拉伸、压缩和剪切强度的系数不小于5。在门板开启到高位置时,其导轨的顶端应高于门板的水平中心线。
导轨可用螺栓(螺钉)与门框相接,或与门框整体铸造。
水利工程闸门密封座应分别置于经机加工的门框和门板的相应位置上,用与密封座相同材料制作的沉头螺钉紧固。在启闭门板中,不能变形和松动,螺钉头部与密封座工作面一起精加工,其表面粗糙度不大于3.2 μm。
密封座工作表面不得有划痕、裂缝和气孔等缺陷。
密封座的板厚,应符合表4规定。
朔州水利工程闸门埋件厂家水工钢闸门是水电站、水库、水闸、船闸等水工建筑物中控制水位的重要构件,它长期浸没水下,在启闭时的干湿交替,受到高速水流的冲刷,特别是水线部分受到水、日光及水生物的作用,还受到水浪、泥沙、冰凌和其他漂浮物的冲蚀,钢材很容易腐蚀,钢闸门的承载能力明显。腐蚀不仅影响结构的安全运行,还要消耗大量的人力、物力、财力进行X工作,据一些水闸工程统计,每年用于闸门防腐的经费约占全年维修费用的一半,同时还要调动大量的劳动力来除锈、油漆或喷涂等。采用涂料保护一般使用3~5年就失效,工效低、费用高。因此,为X地控制钢铁的腐蚀、钢闸门的使用寿命,确保水利水电工程的完整和安全,钢闸门的长效防腐问题已引起人们的广泛关注。一、水工钢闸门腐蚀的基本原理钢铁发生腐蚀是受外部介质的化学作用或电化学作用而造成的。水工钢闸门腐蚀基本属于电化学腐蚀。电化学腐蚀和化学腐蚀的不同点在于前者在进行的中有电生,按照电化学作用机理,金属腐蚀反应有一个工程概况黄河班多水电站位于青海省海南州兴海县与同德县交界处的班多峡谷出口处,以发电为主。枢纽闸坝全长312.5m,坝顶高程2 764.0m,大坝高79.72m。设计正常蓄水位2 760.0m,总装机容量360kW,总库容1 535万m3。水电站工程等X为二等大(2)型,挡水、、引水及发电等性主要建筑物为2X,次要建筑物为3X。导流建筑物主要有导流明渠及闸,导流明渠坝址处在工程后期回填成左岸混凝土副坝。建筑物由3套深孔槽组成,槽进口净宽8m、出口净宽7.5m,每套槽包括一套弧形工作门,弧形工作门总重220t,属于大型弧形工作门,三孔槽共用一套平板检修门。由于天气和施工工序原因,槽要过水。弧形工作门已安装到位,闸弧形工作门液压启闭机安装未到位。槽要完成过水,必须把弧形工作门,等过后再放下弧门安装液压启闭。闸工作闸门弧形工作门门叶重80.5t,支臂重101.5t,102 河 北 农 业 大 学 学 报 X37卷 门因采用平面假定体系设计,计算结果与 实际的空间受力状态有一定的偏差,从而引发安全 事故。近30多年来,空间有限元法逐渐成熟并在弧 形钢闸门三维分析方面应用,文献[ 1~2]分别 对不同工程的弧形钢闸门三维实体模型进行了线性 分析计算,但弧形闸门的面板厚度相对于其他两向 的尺寸小得多,几何非线性效应比较明显,加之钢材 本身是一种塑性材料,采用线性分析会闸门构 件承载力,因此在分析中考虑结构非线性会使 计算结果更趋近于闸门运行的真况。其次,由 于荷载的长期作用及周围因素的影响,随着闸 门使用年限的增长,闸门的锈蚀问题日益突出,近几 年来,有些学者对弧形钢闸门局部锈蚀作了研究。 文献[ 3]得出局部锈蚀对闸门内力大小分布的影响 不能忽视。文献[ 3~4]中较深、较大的锈坑均用 APDL语言控制单元的生死来模拟,即锈蚀部位的 单元单刚矩阵的作用几乎为0,实际上锈蚀后单元的 单刚矩阵是存在的,采用单元生死会给计算结果带来 误差。文献[ 5]通过改变单元厚度模拟闸门的锈蚀深 度,模拟局部锈蚀的更加合理,但是该文献在主 横梁、纵梁和支臂各取一组单元,分别研究各组单元 对所在构件应力的影响,而没有考虑面板的锈蚀,面 板是弧形钢闸门的直接受力构件,面板的部位锈 蚀后,会严重影响弧形钢闸门的安全运行。为此,本 研究以某水库洞弧形钢闸门为例,对其进行三维 非线性分析,并对面板锈蚀部位进行研究。 1 弧形钢闸门的有限元模型 某水库洞的工作闸门为一扇潜孔式弧形钢 闸门,该弧形闸门设计水头为47m,闸门宽为4m,高 为4.5 m,面板外弧面半径为9 m,面板厚度为 16mm,为闸门的刚度和整体性,该弧形钢闸门 梁系采用实腹式等高连接和连接。闸门结构材 料为Q235钢材,其性能指标:泊松比0.3,弹性模量 2.06×10 11 Pa,材料密度7.85×10 3 kg /m3。在 AN- SYS分析中,弧形闸门面板选用4节点6度的 s hell181单元,横纵梁和支臂均采用2节点6度 的beam188单元模拟。整个闸门的离散模型的单元 总数为1 278个,节点总数为1 609个。闸门的有限 元模型见图1。如果考虑面板顶部的2块加劲肋,由 于该加劲肋属于空间薄壁结构,因此,也选用4节点6 度的shell181单元模拟。弧形钢闸门的有限元 模型见图2。 图1 无加劲肋模型 F i g.1 Model without stiffener 图2 有加劲肋模型 F i g.2 Model with stiffener 2 弧形钢闸门的有限元分析 对模型1加载求解,研究设计水头和闸门自重 共同作用下弧形钢闸门的应力和位移是否规范 要求,在计算时考虑了几何非线性和材料非线性,采 用了弹塑性模型。 2. 1 模型1的应力结果分析 闸门整体和支臂的应力计算结果如图3~图4 所示。由图3~图4可看出:⑴闸门整体的大等 效应力为180MPa,位于顶梁上方、中纵梁两侧的面 板上。⑵支臂单元的大等效应力为108 MPa,位 于与上主横梁连接部分的支臂内侧翼缘上。 图3 闸门整体的等效应力云图 本研究采用X4强度理论作为强度评判准则。 按水利水电钢闸门设计规范[ 6],容许应力与钢材的 厚度及闸门的运行条件有关。本弧形钢闸门面板、 顶底梁、次横梁的钢材厚度均<16mm,属于钢材尺 寸分组中的X1组,闸门支臂、主横梁、纵梁的钢材 厚度均>16~40mm,属于钢材尺寸分组中的X2 组。规范还规定,大、中型工程的工作闸门及重要的 事故闸门进行结构强度验算时材料容许应力应乘以 0.90~0.95的系数,本研究取 K =0.95,即X1 组、X2组的容许应力值分别为152,142.5MPa。 验算各构件的大单元等效应力值发现,闸门顶 梁上方面板的等效应力值X过了其容许应力值,其他 构件的应力均强度要求。经过对面板单元等效 应力列表分析,图3中有4个单元的应力达到了 180MPa,远远X过152 MPa,其它面板单元均小于 152MPa,然而该闸门设计时,在面板后面每2个连续 的应力值为180MPa单元的连接处,均有一块加劲 肋,见模型2中的顶部。当其他条件与模型1均相同 时,分析模型2面板单元应力是否能强度要求。 2. 2 模型2的应力结果分析 闸门面板的应力计算结果如图5所示,此时面 言闸门是水工建筑物的重要部分之一 ,新成立 50多年来 ,我国水工钢闸门结构已安装约 3 0 0多万t,价值 10 0多亿元。由于结构设计及施工中存在人为错误以及荷载、及材料内部作用的影响造成结构抗力的衰减 ,其中一些闸门的使用年限已达到或X过《水利建设项目经济评价规范》(SL72 -94)中规定的闸门折旧年限 (大型闸门 3 0年 ,中小型闸门 2 0年 )的规定 ,必须对这些闸门进行安全评估 ,以决定是否采取维修加固或更新措施[1,2 ]。但闸门结构按照《钢结构检测评定及加固技术规程》[4]的规定加固后其可靠度水平究竟为多少 ,至今也还是未知数。本文在以前的研究工作基础上[5~ 7],以钢闸门结构受弯构件为例 ,分析了其抗力的统计参数 ,采用JC法计算了构件加固前后的可靠度水平 ,可供钢闸门结构加固设计时参考。1 加固后的钢闸门结构荷载的统计参数荷载的统计参数与选用的荷载评估基准期有关 ,钢闸门结构可靠度