金属结构制造与安装第六章弧形钢闸门的制造.ppt

6 弧形钢闸门的制造目目 录录6 6 弧形钢闸门的制造弧形钢闸门的制造6.1概述概述 6.2弧门制造的准备工作弧门制造的准备工作6.3弧门主要零部件的制造弧门主要零部件的制造 6.4门叶的拼装与焊接门叶的拼装与焊接 6.5弧形闸门支臂的制造弧形闸门支臂的制造6.5弧形闸门厂内总体预组装弧形闸门厂内总体预组装6 弧形钢闸门的制造6.1概述概述 弧形闸门是水利水电工程中广泛应用的门型之一。常用于水工建筑物上作为弧形闸门是水利水电工程中广泛应用的门型之一。常用于水工建筑物上作为工作闸门。工作闸门。优点：结构简单、所需闸墩的高度和厚度较小、没有影响水流流态的门槽、优点：结构简单、所需闸墩的高度和厚度较小、没有影响水流流态的门槽、启闭力小、操作方便、埋件少等。启闭力小、操作方便、埋件少等。缺点：所需闸墩较长、无互换性、不能提出孔口以上进行检修、总水压力集缺点：所需闸墩较长、无互换性、不能提出孔口以上进行检修、总水压力集 中于支座处、对土建结构不利等。中于支座处、对土建结构不利等。弧形闸门形式：露顶式和潜孔式两种。弧形闸门形式：露顶式和潜孔式两种。露顶式弧门结构特点：门顶露出上游水位以上，没有顶止水，只有侧止水和露顶式弧门结构特点：门顶露出上游水位以上，没有顶止水，只有侧止水和 底止水，面板曲率半径底止水，面板曲率半径R R一般取门高的一般取门高的1.01.01.51.5倍。倍。潜孔式弧门结构特点：有顶止水，顶止水与门楣接触，它与侧止水、底止水潜孔式弧门结构特点：有顶止水，顶止水与门楣接触，它与侧止水、底止水 形成封闭的形成封闭的“”“”型止水。面板曲率半径可取门高的型止水。面板曲率半径可取门高的 1.1 1.11.21.2倍。倍。弧门支铰一般布置在下游侧，其高程要考虑到不受水流和漂浮物冲击的影响。弧门支铰一般布置在下游侧，其高程要考虑到不受水流和漂浮物冲击的影响。露顶式弧门如图露顶式弧门如图6-16-1所示。所示。6 弧形钢闸门的制造6.1概述（续概述（续1）弧形闸门组成：主要由门叶、支臂和支铰等三大部分组成。弧形闸门组成：主要由门叶、支臂和支铰等三大部分组成。闸门结构要求：有足够的强度和整体刚度，有良好的工艺性，方便制造、运闸门结构要求：有足够的强度和整体刚度，有良好的工艺性，方便制造、运输、安装、防锈蚀和检修，并尽可能节省钢材。输、安装、防锈蚀和检修，并尽可能节省钢材。弧门按主梁布置方式，可分为弧门按主梁布置方式，可分为主横梁式和主纵粱式。主横梁式和主纵粱式。弧门按梁系的连接形式，又分弧门按梁系的连接形式，又分为同层连接（等高连接）和层叠连为同层连接（等高连接）和层叠连接（非等高连接）等形式。接（非等高连接）等形式。目前常选用形式：主横梁同层目前常选用形式：主横梁同层布置、主纵梁同层布置和主纵梁层布置、主纵梁同层布置和主纵梁层叠布置三种。叠布置三种。图图6-1 露顶式弧形闸门露顶式弧形闸门1门叶；门叶；2支臂；支臂；3支铰；支铰；4启闭钢绳启闭钢绳6 弧形钢闸门的制造6.1概述（续概述（续2）主横梁同层布置的型式见图主横梁同层布置的型式见图6-26-2所示。所示。结构特点：结构特点：水平次梁、垂直次梁（大隔板）和主横梁共同组成梁格。梁格的长短边水平次梁、垂直次梁（大隔板）和主横梁共同组成梁格。梁格的长短边图图6-2 主横梁同层布置主横梁同层布置1面板；面板；2水平次梁；水平次梁；3隔板；隔板；4主横梁；主横梁；5支臂；支臂；6支铰支铰比例一般为比例一般为1.51.53.03.0，且长边与主梁的，且长边与主梁的轴线方向相同。轴线方向相同。面板支承在梁格上并与梁格焊接面板支承在梁格上并与梁格焊接成整体。成整体。支臂与主横梁用螺栓连接而构成支臂与主横梁用螺栓连接而构成刚性框架。刚性框架。结构优点：整体刚性好，结构简单，结构优点：整体刚性好，结构简单，适用于宽高比比较大的孔口。适用于宽高比比较大的孔口。6 弧形钢闸门的制造主纵梁层叠布置主纵梁层叠布置 主纵梁层叠布置如图主纵梁层叠布置如图6-36-3所示。所示。构造：水平次梁与垂直次梁组成梁格，面板支承在梁格上且与梁格焊成整体。构造：水平次梁与垂直次梁组成梁格，面板支承在梁格上且与梁格焊成整体。梁格与两条主纵梁相连，主纵梁再与支臂以螺栓连接而组成主框架。梁格与两条主纵梁相连，主纵梁再与支臂以螺栓连接而组成主框架。结构特点：便于分段，安装拼门简便，但梁系的连接高度增大了，且整体刚结构特点：便于分段，安装拼门简便，但梁系的连接高度增大了，且整体刚性不如同层布置好。这种结构形式适用于宽高比比较小的场合。性不如同层布置好。这种结构形式适用于宽高比比较小的场合。图图6-3 6-3 主纵梁层叠布置主纵梁层叠布置1 1面板；面板；2 2水平次梁；水平次梁；3 3垂直次梁；垂直次梁；4 4主纵梁；主纵梁；5 5支臂；支臂；6 6支铰支铰6 弧形钢闸门的制造主纵梁同层布置主纵梁同层布置 主纵梁同层布置如图主纵梁同层布置如图6-46-4所示。所示。构造：两根主纵梁与多根垂直次梁平行且前端（与面板连接端）平齐，并与构造：两根主纵梁与多根垂直次梁平行且前端（与面板连接端）平齐，并与面板焊成整体。横梁支承在垂直次梁上，其后端与主纵梁齐平。主纵梁与支臂用面板焊成整体。横梁支承在垂直次梁上，其后端与主纵梁齐平。主纵梁与支臂用螺栓连接而成为主框架，螺栓连接而成为主框架，特点：面板直接参与主纵梁的工作，降低了梁格的高度而增加了整体刚度。特点：面板直接参与主纵梁的工作，降低了梁格的高度而增加了整体刚度。但纵梁的制造加工要求较高，安装拼门较困难。适用于宽高比比较小的弧门。但纵梁的制造加工要求较高，安装拼门较困难。适用于宽高比比较小的弧门。图图6-4 6-4 主纵梁同层布置主纵梁同层布置1 1面板；面板；2 2垂直次梁；垂直次梁；3 3主纵梁；主纵梁；4 4横梁；横梁；5 5支臂；支臂；6 6支铰支铰6 弧形钢闸门的制造主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架型式主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架型式 主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架型式有主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架型式有(图图6-5)6-5)：I I型框架结构、型框架结构、型框架、型框架、型框架结构。型框架结构。I I型框架结构型框架结构 优点：结构简单，且由于主横梁的悬臂部分的负弯矩而减小了跨中的正弯矩，优点：结构简单，且由于主横梁的悬臂部分的负弯矩而减小了跨中的正弯矩，从而用钢较省。从而用钢较省。缺点：需要特定的土建支承条件，如露顶式弧门要增设支承闸墩或支承横梁，缺点：需要特定的土建支承条件，如露顶式弧门要增设支承闸墩或支承横梁，这就增加了土建工程量。这就增加了土建工程量。在潜孔式孔口上则提供了天然的支承条件，因而应用较多。在潜孔式孔口上则提供了天然的支承条件，因而应用较多。图图6-5 主横梁式弧门的主框架型式主横梁式弧门的主框架型式6 弧形钢闸门的制造主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架型式型式(续续1)1)型框架，斜支臂支承在闸墩的牛褪上。型框架，斜支臂支承在闸墩的牛褪上。优点：具有优点：具有I I型框架的优点，又不增设支承结构。型框架的优点，又不增设支承结构。缺点：斜支臂在工作中产生侧向推力，支臂和支铰的几何关系较为复杂，给缺点：斜支臂在工作中产生侧向推力，支臂和支铰的几何关系较为复杂，给制造和安装增加了一定的难度。制造和安装增加了一定的难度。应用：多用于大跨度弧门。应用：多用于大跨度弧门。型框架结构简单，制造安装方便，但由于跨中弯矩较大，因而用钢材较多，型框架结构简单，制造安装方便，但由于跨中弯矩较大，因而用钢材较多，只在闸孔空间受到限制时应用。只在闸孔空间受到限制时应用。主横梁式弧形闸门多采用双主梁布置，每侧支臂的肢数与主横梁数相同。双主横梁式弧形闸门多采用双主梁布置，每侧支臂的肢数与主横梁数相同。双主梁为等荷布置，两根主横梁之间的距离要满足制造、运输和安装的要求。主梁为等荷布置，两根主横梁之间的距离要满足制造、运输和安装的要求。6 弧形钢闸门的制造主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架主横梁式弧形闸门的支臂与主横梁组成框架型式型式(续续2)2)支臂与主横梁的连接要求：具有足够的强度、刚度和可靠性。支臂与主横梁的连接要求：具有足够的强度、刚度和可靠性。连接的方法：焊接和螺栓连接两种，见图连接的方法：焊接和螺栓连接两种，见图6-66-6。焊接连接由于其不可拆性及。焊接连接由于其不可拆性及其安装定位不方便而一般不再使用。螺栓连接则无上述不足，而且利用抗剪板承其安装定位不方便而一般不再使用。螺栓连接则无上述不足，而且利用抗剪板承受连接部分的横向剪力，使得螺栓只承受弯矩产生的拉力，可大大减小螺栓尺寸受连接部分的横向剪力，使得螺栓只承受弯矩产生的拉力，可大大减小螺栓尺寸且工作安全可靠。且工作安全可靠。图图6-6 弧门支臂与主横梁连接形式弧门支臂与主横梁连接形式 1主横梁；主横梁；2支臂；支臂；3抗剪板；抗剪板；4连接螺栓连接螺栓6 弧形钢闸门的制造6.2弧门制造的准备工作弧门制造的准备工作 弧形钢闸门施工准备工作：包括场地、设备及材料的准备；已加工好的零部弧形钢闸门施工准备工作：包括场地、设备及材料的准备；已加工好的零部件要进行复检；弧形切割轨道的制作；放样平台、门叶拼装弧形台及总预组装台件要进行复检；弧形切割轨道的制作；放样平台、门叶拼装弧形台及总预组装台的搭设等。的搭设等。6 弧形钢闸门的制造6.2.16.2.1场地布置场地布置 孤形闸门制作场地包括：零部件制作场地、门叶拼焊场地和总体预组装场地。孤形闸门制作场地包括：零部件制作场地、门叶拼焊场地和总体预组装场地。特殊性特殊性(与平面钢闸门相比与平面钢闸门相比)：它的面板、大隔板、边梁等呈弧形。：它的面板、大隔板、边梁等呈弧形。场地布置要求：场地布置要求：零零部部件件的的制制作作场场地地应应安安排排在在车车间间内内。应应将将钢钢板板、型型钢钢的的矫矫正正，放放样样下下料料，刨刨边边加加工工，面面板板卷卷弧弧，零零部部件件的的对对装装、焊焊接接，零零部部件件的的矫矫正正等等工工序序布布置置成成流流水水作作业线。业线。车车间间要要有有足足够够大大的的放放大大样样平平台台。平平台台表表面面要要水水平平且且光光滑滑平平整整，结结构构上上要要有有足够的强度和刚度。足够的强度和刚度。门门叶叶拼拼装装和和总总体体预预组组装装场场地地可可视视弧弧门门大大小小而而定定，较较小小的的弧弧门门，场场地地布布置置在在厂内则比较方便，对于大型弧门则一般布置在露天。厂内则比较方便，对于大型弧门则一般布置在露天。由于弧形闸门的特殊性，拼焊台要根据曲率半径搭设成弧形的，总体预组由于弧形闸门的特殊性，拼焊台要根据曲率半径搭设成弧形的，总体预组装台要考虑门叶、支臂、支铰的组合等。装台要考虑门叶、支臂、支铰的组合等。6 弧形钢闸门的制造6.2.2门叶拼焊弧形台门叶拼焊弧形台(14讲讲)弧形闸门门叶制造一般采用卧式拼装法，即面板凹面朝上，梁系在其上的拼弧形闸门门叶制造一般采用卧式拼装法，即面板凹面朝上，梁系在其上的拼装方法。使用这种拼装方法，需要搭设弧形拼焊台。装方法。使用这种拼装方法，需要搭设弧形拼焊台。弧形台的曲率半径问题弧形台的曲率半径问题 问题：弧门制造焊接过程中，不仅存在纵向的和横向的收缩变形，而且还存问题：弧门制造焊接过程中，不仅存在纵向的和横向的收缩变形，而且还存在沿径向的收缩变形，使孤门在拼装焊接之后，曲率半径发生变化。在沿径向的收缩变形，使孤门在拼装焊接之后，曲率半径发生变化。解决措施：搭设弧形台考虑这一因素的影响，使制造出来的弧门的曲率半径解决措施：搭设弧形台考虑这一因素的影响，使制造出来的弧门的曲率半径符合规范的要求。符合规范的要求。分析：分析：弧门在拼装焊接后，其曲率半径都是减小的；弧门在拼装焊接后，其曲率半径都是减小的；减小量减小量RR的大小与弧形面板的弧长的大小与弧形面板的弧长S S及弧门的曲率及弧门的曲率半径半径R R有关。一般在面板弧长两端沿径向的收缩变形有关。一般在面板弧长两端沿径向的收缩变形量量约为面板弧长的约为面板弧长的0.410000.410000.510000.51000，如图，如图6-76-7所示。所示。图图6-7 门叶焊接径向变形门叶焊接径向变形6 弧形钢闸门的制造弧形台的曲率半径问题弧形台的曲率半径问题(续续1)1)弧形台曲率半径计算式弧形台曲率半径计算式 由于弧门焊接变形后的曲率半径小于变形前的曲率半径。为了使焊接后的曲由于弧门焊接变形后的曲率半径小于变形前的曲率半径。为了使焊接后的曲率半径符合设计要求，则放样下料、拼焊台等的曲率半径均要放大，下面是求取率半径符合设计要求，则放样下料、拼焊台等的曲率半径均要放大，下面是求取放大的曲率半径放大的曲率半径RR的计算式的计算式(图图6-8)6-8)。图图6-8 放大样曲率半径放大样曲率半径R/的计算的计算 设：设：AMAAMA为所设计面板弧长；为所设计面板弧长；OAOAR R为设计曲率半径；为设计曲率半径；2 2为面板弧长所为面板弧长所对的圆心角；对的圆心角；MNMN为设计弧的矢高。为设计弧的矢高。将将OAOA铅径向延长铅径向延长得得B B点，同理得到点，同理得到BB点，点，用用B B、M M、BB三点共圆法得到另一曲率中心三点共圆法得到另一曲率中心OO点。点。设：设：OB=OBOB=OB为放大的曲率半径；为放大的曲率半径；BMBBMB为放大的弧长；为放大的弧长；MPMP为放大延长的矢高。为放大延长的矢高。6 弧形钢闸门的制造弧形台的曲率半径问题弧形台的曲率半径问题(续续2)2)因为因为与设计曲率半径与设计曲率半径R R和设计面板弧长和设计面板弧长AMAAMA相比也非常小，可以认为相比也非常小，可以认为AMABMBAMABMB，并认为并认为A A和和AA点既在点既在OBOB（OBOB）线上，又在线上，又在OAOA（OAOA）线上。则线上。则由图中的几何关系可知：由图中的几何关系可知：式中式中 代入上式得：代入上式得：(6-1)(6-1)根据此式，已知设计曲率半径根据此式，已知设计曲率半径R R、圆心角圆心角2 2及变形尺寸及变形尺寸，可求得放大的曲可求得放大的曲率半径率半径RR。这其中的关键是这其中的关键是的选择是否合理，各制造厂可根据自己的经验适的选择是否合理，各制造厂可根据自己的经验适当选取，使闸门焊接后的曲率半径符合设计和规范的要求。当选取，使闸门焊接后的曲率半径符合设计和规范的要求。6 弧形钢闸门的制造弧形台的曲率半径问题弧形台的曲率半径问题(续续3)3)用现场放大样法求曲率半径用现场放大样法求曲率半径RR 仍如图仍如图6-86-8所示，在放样平台上首先定出中心所示，在放样平台上首先定出中心O O点，放出设计弧点，放出设计弧AMAAMA的大样，的大样，使使AMAAMA等于设计弧长，等于设计弧长，AAAA等于设计弦长，等于设计弦长，22等于设计圆心角。再沿径向放大等于设计圆心角。再沿径向放大分别得到分别得到B B点和点和BB点，利用点，利用B B、M M、BB三点共圆法求得三点共圆法求得OO点，则点，则OBOB即为放大即为放大的曲率半径。大样放出后，量取弦长的曲率半径。大样放出后，量取弦长BBBBC C，矢高矢高MPMPh h，则有：则有：即即(6-2)(6-2)求得了放大的曲率半径求得了放大的曲率半径RR，则弧形台的曲则弧形台的曲率半径按率半径按RR施工搭设。施工搭设。6 弧形钢闸门的制造弧形台的结构形式弧形台的结构形式 弧弧形台的结构形式弧弧形台的结构形式(根据曲率半径是否可调根据曲率半径是否可调)：可调弧形台和固定式弧形台。可调弧形台和固定式弧形台。钢结构式固定弧形台构造钢结构式固定弧形台构造(图图6-9)6-9)：基础部分浇混凝土，表面预埋基础钢板：基础部分浇混凝土，表面预埋基础钢板(带锚筋带锚筋)。钢板上焊有型钢制作的立柱，立柱之间加焊纵横向连接角钢。在等高。钢板上焊有型钢制作的立柱，立柱之间加焊纵横向连接角钢。在等高立柱顶水平焊接轨道钢（或型钢），在水平轨道钢上焊卷成弧形的角钢立柱顶水平焊接轨道钢（或型钢），在水平轨道钢上焊卷成弧形的角钢(或工字或工字钢钢)。弧形角钢按放大曲率半径。弧形角钢按放大曲率半径RR卷弧，安装调整焊接时，根据半径卷弧，安装调整焊接时，根据半径RR用坐标用坐标法控制其弧度，用水准仪进行测控。弧形角钢的间距按面板下料宽度而定，考虑法控制其弧度，用水准仪进行测控。弧形角钢的间距按面板下料宽度而定，考虑每条面板有两条角钢支撑，角钢要错开面板纵缝，以方便其焊接。每条面板有两条角钢支撑，角钢要错开面板纵缝，以方便其焊接。优点：弧形台的稳定性和刚性均较好，面板下的空间大、方便施工。优点：弧形台的稳定性和刚性均较好，面板下的空间大、方便施工。缺点：耗钢材较多，且曲率半径不可调整。缺点：耗钢材较多，且曲率半径不可调整。适用情况：适用于同一种型号弧门的批量生产。适用情况：适用于同一种型号弧门的批量生产。图图6-9 钢立柱固定式弧形台钢立柱固定式弧形台6 弧形钢闸门的制造弧形台的结构形式弧形台的结构形式(续续)可调式弧形台构造：与固定式弧形台的基本结构相同，只是在立柱顶固定简可调式弧形台构造：与固定式弧形台的基本结构相同，只是在立柱顶固定简易的螺旋千斤顶，千斤顶上支承台架。利用千斤顶即可按要求改变弧形台的半径易的螺旋千斤顶，千斤顶上支承台架。利用千斤顶即可按要求改变弧形台的半径RR。优点：弧形台机动灵活，调整方便，多种不同弧度的闸门可以共用一个弧形优点：弧形台机动灵活，调整方便，多种不同弧度的闸门可以共用一个弧形台。台。适用情况：专业厂制造不同型号弧门。适用情况：专业厂制造不同型号弧门。6 弧形钢闸门的制造6.2.3总体预组装平台总体预组装平台 总体预组装的目的：总体预组装的目的：检查各制造单元的质量是否合格。对于不合格者，要在厂内处理好。检查各制造单元的质量是否合格。对于不合格者，要在厂内处理好。按整体组装的质量要求进行调整、修正，以保证闸门组合整体质量合格。按整体组装的质量要求进行调整、修正，以保证闸门组合整体质量合格。给现场安装提供有关技术数据以及现场再组装的控制点、控制线和定位扳给现场安装提供有关技术数据以及现场再组装的控制点、控制线和定位扳等。等。整体组装的方法整体组装的方法(两种两种)：门叶卧式组装法。此种方法门叶凹面朝上平卧拼焊弧形台上，调整好几何门叶卧式组装法。此种方法门叶凹面朝上平卧拼焊弧形台上，调整好几何尺寸、接缝、扭曲等，进行临时性加固，以保证整体刚度，避免组装其他部件时尺寸、接缝、扭曲等，进行临时性加固，以保证整体刚度，避免组装其他部件时变形。之后，立式组装支臂、支铰等。变形。之后，立式组装支臂、支铰等。优点：门叶平卧，总体重心低，调整方便，不需另外搭设整体组装平台。优点：门叶平卧，总体重心低，调整方便，不需另外搭设整体组装平台。缺点：高空作业，需要搭高的排架，支臂支铰调整困难，特别两支铰的同心缺点：高空作业，需要搭高的排架，支臂支铰调整困难，特别两支铰的同心度要求较高，在空中调整特别困难。度要求较高，在空中调整特别困难。适用情况：一般都不采用这种方法。适用情况：一般都不采用这种方法。6 弧形钢闸门的制造6.2.3总体预总体预组装平台组装平台(续续1)1)门叶立式组装法门叶立式组装法(图图6-10)6-10)。这种方法支臂的下肢水平放置，门叶立起。这种方法支臂的下肢水平放置，门叶立起。优点：支臂和支铰的位置低，调整方便，空中作业少。优点：支臂和支铰的位置低，调整方便，空中作业少。缺点：由于门叶立起重心高，安全特别重要。缺点：由于门叶立起重心高，安全特别重要。适用情况：一般均采用这种方法。适用情况：一般均采用这种方法。图图6-10 门叶立式组装法门叶立式组装法1上节门叶；上节门叶；2下节门叶；下节门叶；3支臂；支臂；4支铰；支铰；5支墩支墩6 弧形钢闸门的制造6.2.3总体预总体预组装平台组装平台(续续2)2)立式组装法要求另外搭设专用组装平台。如图立式组装法要求另外搭设专用组装平台。如图6-116-11所示，在地面放出组装平所示，在地面放出组装平台的台的x xx x和和y yy y线，根据支铰的设计跨距线，根据支铰的设计跨距L LL L1 1L L2 2，定出支铰支墩的位置，每定出支铰支墩的位置，每条支臂布置条支臂布置2 23 3个支墩，再根据支铰中心高程、门叶水平垫板高程及面板曲率半个支墩，再根据支铰中心高程、门叶水平垫板高程及面板曲率半径尺寸定出面板底缘定位线径尺寸定出面板底缘定位线y y1 1y y1 1，如图如图6-126-12所示。所示。图图6-11 整体组装控制线及高程点整体组装控制线及高程点 图图6-12 垫板与支铰中心高程垫板与支铰中心高程1支墩；支墩；2支臂中心线；支臂中心线；3弧门中心线；弧门中心线；4支铰中心线；支铰中心线；5面板外缘与底坎交线；面板外缘与底坎交线；6高程点高程点 6 弧形钢闸门的制造6.2.3总体预总体预组装平台组装平台(续续3)3)支墩用混凝土结构（或钢结构），顶面预埋钢板，以便支臂调整固定之用。支墩用混凝土结构（或钢结构），顶面预埋钢板，以便支臂调整固定之用。支墩顶面高程，由支臂下肢水平放置并留一定的调整余量（约为支墩顶面高程，由支臂下肢水平放置并留一定的调整余量（约为5050mmmm左右）决定。左右）决定。门叶底缘的水平垫板相当于弧门工作中的底坎，有一定强度和水平度的要求，可门叶底缘的水平垫板相当于弧门工作中的底坎，有一定强度和水平度的要求，可用较厚的钢板经刨削加工，先安装找正找平并加固，后浇混凝土的办法埋设。用较厚的钢板经刨削加工，先安装找正找平并加固，后浇混凝土的办法埋设。在弧形闸门的制造安装中，有时制造和安装是同一个单位的同一批人员，为在弧形闸门的制造安装中，有时制造和安装是同一个单位的同一批人员，为了加快工期，节省投资，不进行厂内整体预组装，将各节门叶、支臂、支铰等直了加快工期，节省投资，不进行厂内整体预组装，将各节门叶、支臂、支铰等直接运到现场安装。制作中存在的问题，在现场安装中进行处理，实践证明，这种接运到现场安装。制作中存在的问题，在现场安装中进行处理，实践证明，这种方法也能满足质量要求。方法也能满足质量要求。6 弧形钢闸门的制造6.3弧门主要零部件的制造弧门主要零部件的制造 弧形闸门零部件制造与平面闸门不同点：弧形闸门零部件制造与平面闸门不同点：主要在于弧门弧形件的制造。下面分别介绍。主要在于弧门弧形件的制造。下面分别介绍。6.3.16.3.1弧门面板的制造弧门面板的制造 弧形闸门面板制造的工艺流程：弧形闸门面板制造的工艺流程：备料备料(板材矫正、下料等板材矫正、下料等)零件成形零件成形(滚弯滚弯)组装组装(对装、焊接等对装、焊接等)。弧形闸门面板制造应注意的问题：弧形闸门面板制造应注意的问题：首先进行拼板设计。拼板原则和要求与平面闸门首先进行拼板设计。拼板原则和要求与平面闸门基本相同。钢板长度方向应为垂直布置。基本相同。钢板长度方向应为垂直布置。大型弧门面板厚度一般都在大型弧门面板厚度一般都在1010mmmm以上，必须开坡以上，必须开坡口。对于较薄的面板，可以开单面口。对于较薄的面板，可以开单面V V型坡口；对于较厚的型坡口；对于较厚的面板，可以开双面不对称的面板，可以开双面不对称的V V型坡口型坡口(图图6-13)6-13)。也可以开。也可以开其他型式的坡口，可根据板厚和开坡口的条件而定。其他型式的坡口，可根据板厚和开坡口的条件而定。图图6-13 双面不对称双面不对称V型坡口型坡口6 弧形钢闸门的制造弧形闸门面板制造应注意的问题弧形闸门面板制造应注意的问题(续续1)1)面板卷弧应在卷扳机上进行。检查样板的曲率半径要按面板内表面放大的面板卷弧应在卷扳机上进行。检查样板的曲率半径要按面板内表面放大的曲率半径制作，弧线的线轮廓度应控制在曲率半径制作，弧线的线轮廓度应控制在0.3mm0.3mm以内，样板要求弦长在以内，样板要求弦长在1.5m1.5m以上，以上，以减小弧度误差。以减小弧度误差。面板拼焊应在弧形台上进行。先检查弧形台质量，弧度用面板拼焊应在弧形台上进行。先检查弧形台质量，弧度用(1/5(1/51/4)R1/4)R长的弧形样板检查合格，对角扭曲应在允许范围之内，结构要符合设计要求，刚长的弧形样板检查合格，对角扭曲应在允许范围之内，结构要符合设计要求，刚度、稳定性要足够。度、稳定性要足够。根据面板拼板图的编号、门叶中心线及放好的大样图，逐块吊放和调整好根据面板拼板图的编号、门叶中心线及放好的大样图，逐块吊放和调整好面板的位置，逐条对接缝拼对点焊。拼对顺序：各节门叶先拼水平的短横缝，再面板的位置，逐条对接缝拼对点焊。拼对顺序：各节门叶先拼水平的短横缝，再拼较长的纵缝，最后各节门叶的节间分缝也拼对点焊，但不焊接，待整扇弧门拼拼较长的纵缝，最后各节门叶的节间分缝也拼对点焊，但不焊接，待整扇弧门拼装焊接结束后，再将节间分缝的点焊割开。装焊接结束后，再将节间分缝的点焊割开。整扇弧门面板拼对点焊之后，必须进行质量检查。检查内容包括：中心线、整扇弧门面板拼对点焊之后，必须进行质量检查。检查内容包括：中心线、门宽、弧长、弦长、弦高、对角线长、扭曲、错牙、接缝间隙、点焊长度等，并门宽、弧长、弦长、弦高、对角线长、扭曲、错牙、接缝间隙、点焊长度等，并用用(1/5(1/51/4)R1/4)R长的样板检查各部位的弧度。其中，对于小型弧门扭曲和弦高长的样板检查各部位的弧度。其中，对于小型弧门扭曲和弦高的栓查用拉线的方法进行便基本上能满足要求；但对于大型弧门，拉线检查方法的栓查用拉线的方法进行便基本上能满足要求；但对于大型弧门，拉线检查方法的误差较大，可以用水准仪测高并配合计算的方法进行检查。的误差较大，可以用水准仪测高并配合计算的方法进行检查。6 弧形钢闸门的制造弧形闸门面板制造应注意的问题弧形闸门面板制造应注意的问题(续续2)2)经检查合格的面板，交焊接工序进行面板的焊接。焊接之前，负责技术人经检查合格的面板，交焊接工序进行面板的焊接。焊接之前，负责技术人员要制定出合理的焊接工艺卡，并向施焊人员交底。员要制定出合理的焊接工艺卡，并向施焊人员交底。以较厚面板开不对称以较厚面板开不对称V V型坡口为例，说明面板的焊接程序。型坡口为例，说明面板的焊接程序。先背缝封底，从中间向外焊，八名焊工先背缝封底，从中间向外焊，八名焊工(也可以六名或四名也可以六名或四名)均匀分布，先均匀分布，先焊短横向对接缝，后焊较长的纵缝，每条焊缝采用间跳焊接法。焊短横向对接缝，后焊较长的纵缝，每条焊缝采用间跳焊接法。内弧对接缝同时用两台电弧气刨清根，将所有缺陷及未焊透的全部清除。内弧对接缝同时用两台电弧气刨清根，将所有缺陷及未焊透的全部清除。88名焊工对称分布，从中间向外焊接。以一个台班全部焊完较好名焊工对称分布，从中间向外焊接。以一个台班全部焊完较好(节间分缝节间分缝不焊不焊)。焊缝要求均匀美观。呈鱼鳞状，加强高度在。焊缝要求均匀美观。呈鱼鳞状，加强高度在1 12mm2mm之间为宜。之间为宜。未焊满的背焊缝（即外弧焊缝），待门叶整体焊接成型并经检查合格后，未焊满的背焊缝（即外弧焊缝），待门叶整体焊接成型并经检查合格后，再将门叶翻面进行平焊作业为宜。因为外弧焊缝要求美观，仰焊作业围难。全部再将门叶翻面进行平焊作业为宜。因为外弧焊缝要求美观，仰焊作业围难。全部焊完之后，要进行焊缝的外观和无损探伤检查，不合格焊缝按要求进行处理。焊完之后，要进行焊缝的外观和无损探伤检查，不合格焊缝按要求进行处理。6 弧形钢闸门的制造6.3.2弧门边梁的制造弧门边梁的制造 弧形边梁制造的工艺流程：弧形边梁制造的工艺流程：备料备料(板材矫正、下料等板材矫正、下料等)零件成形零件成形(滚弯滚弯)组装组装(对装、焊接等对装、焊接等)。弧形边梁制造应注意的问题：弧形边梁制造应注意的问题：弧门边梁的腹板和翼缘板，都要以面板外缘放大的曲率半径弧门边梁的腹板和翼缘板，都要以面板外缘放大的曲率半径RR为基准，为基准，求得相应的曲率半径。求得相应的曲率半径。边梁腹板的画线下料，可以用两种方法。边梁腹板的画线下料，可以用两种方法。样板法样板法 即在放样平台上放出腹板的大样，根据大样，做出准确的样板，即在放样平台上放出腹板的大样，根据大样，做出准确的样板，再用样板直接在钢板上画线下料。这种方法准确、方便、效率高，易于在钢板上再用样板直接在钢板上画线下料。这种方法准确、方便、效率高，易于在钢板上进行排料，材料的利用率高，特别适合批量下料。进行排料，材料的利用率高，特别适合批量下料。坐标法坐标法(图图6-14)6-14)取取x xy y坐标，外弧中点与坐标原点重合，根据几何关系坐标，外弧中点与坐标原点重合，根据几何关系 ，将横坐标，将横坐标x x每差距每差距100100mmmm取一点，计算出相应的取一点，计算出相应的y y值，例表如表值，例表如表6-16-1所示。根据一所示。根据一系列的系列的x x和和y y值，在坐标上描出相应的点，在负值，在坐标上描出相应的点，在负x x方向与正方向与正x x方向相对应描点方向相对应描点(与与y y轴轴对称对称)，再用，再用1 1m m的钢尺侧向弯曲，将所有点连成光滑的曲线即可。内弧可用同样的钢尺侧向弯曲，将所有点连成光滑的曲线即可。内弧可用同样方法画出。方法画出。6 弧形钢闸门的制造弧形边梁制造应注意的问题弧形边梁制造应注意的问题(续续1)1)图图6-14 边梁腹板坐标计算下料边梁腹板坐标计算下料表表6-1 弧形边线坐标计算表弧形边线坐标计算表1002006 弧形钢闸门的制造弧形边梁制造应注意的问题弧形边梁制造应注意的问题(续续2)2)腹板弧线的下料要求准确，可用弧形轨道自动切割机下料，亦可用数控切腹板弧线的下料要求准确，可用弧形轨道自动切割机下料，亦可用数控切割机下料。轨道与切割弧线也是等距的同心圆弧线。轨道要求加工准确。割机下料。轨道与切割弧线也是等距的同心圆弧线。轨道要求加工准确。为了一为了一轨多用，有的将轨道制成可调弧度的，根据下料弧线进行调整。轨多用，有的将轨道制成可调弧度的，根据下料弧线进行调整。边梁翼缘板的弧度，要求与腹板的弧度相配合。卷弧时，要求用边梁翼缘板的弧度，要求与腹板的弧度相配合。卷弧时，要求用1.51.5m m以上以上的样板检查，方法与面板卷弧相同。的样板检查，方法与面板卷弧相同。腹板与翼缘板的对装，同工字梁对装方法，但要使用弧形对装胎具。如图腹板与翼缘板的对装，同工字梁对装方法，但要使用弧形对装胎具。如图6-156-15所示。所示。图图6-15 边梁对装平台边梁对装平台1楔子板；楔子板；2边梁翼缘板；边梁翼缘板；3码子码子6 弧形钢闸门的制造6.3.3大隔板（即纵梁）的制造大隔板（即纵梁）的制造 隔板在整扇弧门上既起到纵梁的作用，同时，其外弧又将决定弧门面板的弧隔板在整扇弧门上既起到纵梁的作用，同时，其外弧又将决定弧门面板的弧度。所以隔板是很重要的构件。度。所以隔板是很重要的构件。隔板的画线下料仍可用样板法和坐标法。外弧隔板的画线下料仍可用样板法和坐标法。外弧用自动切割机或数控切割机下料，由于目前尚无较用自动切割机或数控切割机下料，由于目前尚无较好的设备对外孤（特别是半径较大的外弧）进行机好的设备对外孤（特别是半径较大的外弧）进行机加工。因此要求外弧下料准确。其余三条直线边，加工。因此要求外弧下料准确。其余三条直线边，在画线时要留出刨边余量，并用样冲打出检查线，在画线时要留出刨边余量，并用样冲打出检查线，用刨边机刨边，如图用刨边机刨边，如图6-166-16所示。所示。图图6-16 6-16 隔板制作隔板制作1 1检查线；检查线；2 2外弧线；外弧线；3 3刨边余量刨边余量3 35mm5mm6 弧形钢闸门的制造6.4门叶的拼装与焊接门叶的拼装与焊接 门叶拼装之前，面板内弧对接缝全部焊接完毕，各种构件经检查合格，方可门叶拼装之前，面板内弧对接缝全部焊接完毕，各种构件经检查合格，方可进行门叶拼装。进行门叶拼装。首先，根据设计图纸在面板的内弧面放样。放出各主梁、水平次梁、隔板等首先，根据设计图纸在面板的内弧面放样。放出各主梁、水平次梁、隔板等的位置边线的位置边线(注意：不能放出各梁及隔板的中线，以免拼装时各构件将线遮住而注意：不能放出各梁及隔板的中线，以免拼装时各构件将线遮住而无法对装无法对装)。放祥要注意加上焊接收缩余量，按千分之一考虑。先放出门叶中心。放祥要注意加上焊接收缩余量，按千分之一考虑。先放出门叶中心线，再用水准仪配合，放出各构件位置边线。放样经检查合格，打上样冲眼，用线，再用水准仪配合，放出各构件位置边线。放样经检查合格，打上样冲眼，用铅油作出明显标记。根据所放出的大样，与各构件重合的部分焊缝的加强高度均铅油作出明显标记。根据所放出的大样，与各构件重合的部分焊缝的加强高度均要用风铲铲平，以便接缝紧密。要用风铲铲平，以便接缝紧密。门叶拼装如图门叶拼装如图6-176-17所示，拼装顺序和平面闸门大体相同，故此从略。所示，拼装顺序和平面闸门大体相同，故此从略。图图6-17 弧门门叶拼装图弧门门叶拼装图1主横梁；主横梁；2水平次梁；水平次梁；3隔板；隔板；4对接缝；对接缝；5边梁；边梁；6面板面板6 弧形钢闸门的制造6.4门叶的拼装与焊接门叶的拼装与焊接(续续1)弧门拼装过程中应注意的几个问题：弧门拼装过程中应注意的几个问题：各拼接缝要顶紧，不留间隙、局部间隙不超过各拼接缝要顶紧，不留间隙、局部间隙不超过lmmlmm；各构件最好是在自由状态下进行拼装，有时允许正常的、力量不大的顶和各构件最好是在自由状态下进行拼装，有时允许正常的、力量不大的顶和拉，但要防止强行顶拉造成过大的内应力。如果拼装中发现错位较大，则不能强拉，但要防止强行顶拉造成过大的内应力。如果拼装中发现错位较大，则不能强行顶和拉，此时应找出错位的原因。从而采取相应措施进行处理；行顶和拉，此时应找出错位的原因。从而采取相应措施进行处理；拼装隔板时，面板内弧面应向隔板的弧形边靠拢，而主横梁的腹板要向隔拼装隔板时，面板内弧面应向隔板的弧形边靠拢，而主横梁的腹板要向隔板的直线边靠拉，并且不准割枪修割隔板，因为隔板是经刨边加工并有严格几何板的直线边靠拉，并且不准割枪修割隔板，因为隔板是经刨边加工并有严格几何尺寸要求的，在拼装中实际上起基准的作用；尺寸要求的，在拼装中实际上起基准的作用；装各筋板，既要保证垂直度（即相互垂直），又要保证顶紧。装各筋板，既要保证垂直度（即相互垂直），又要保证顶紧。拼装过程中点焊所使用的焊条，应与正式焊接时所使用的焊条牌号一致，拼装过程中点焊所使用的焊条，应与正式焊接时所使用的焊条牌号一致，并遵守相同的焊接工艺规程。拼装点焊要足。并遵守相同的焊接工艺规程。拼装点焊要足。门叶整体拼装完，按规范要求及设计资料进行检查，合格后作出焊接前的拼门叶整体拼装完，按规范要求及设计资料进行检查，合格后作出焊接前的拼装记录。装记录。6 弧形钢闸门的制造6.4门叶的拼装与焊接门叶的拼装与焊接(续续2)门叶焊接顺序的原则：分区对称焊接，从内向外，尽可能减小变形。门叶焊接顺序的原则：分区对称焊接，从内向外，尽可能减小变形。某弧门焊接顺序某弧门焊接顺序(图图6-18)6-18)如下：如下：焊接隔板后翼缘与主梁后翼缘平缝及隔板腹板与主梁后翼缘角缝。焊接隔板后翼缘与主梁后翼缘平缝及隔板腹板与主梁后翼缘角缝。焊主梁与隔板立缝。根据大横梁的数量可使用不同的焊工数。对于有二根焊主梁与隔板立缝。根据大横梁的数量可使用不同的焊工数。对于有二根主横梁的弧门，可安排四名焊工，代号分别为主横梁的弧门，可安排四名焊工，代号分别为A A、B B、C C、D D。1 1、2 2、4 4为焊接顺为焊接顺序，由内向外进行焊接。角焊缝可根据焊高要求而分层施焊。第一层可用分段退序，由内向外进行焊接。角焊缝可根据焊高要求而分层施焊。第一层可用分段退步焊法，其余各层则自下而上一次焊完，主焊缝的分段退步焊法，总体是从上往步焊法，其余各层则自下而上一次焊完，主焊缝的分段退步焊法，总体是从上往下，而每段则是从下往上，分段长度