第九章 闸门课件

1、第九章第九章 闸门闸门v 闸门的作用闸门的作用v 闸门的组成闸门的组成 装于溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔、装于溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔、水工隧道和水闸等建筑物的孔口上，用水工隧道和水闸等建筑物的孔口上，用以以调节流量，控制上、下游水位，宣泄调节流量，控制上、下游水位，宣泄洪水，排除泥沙或漂浮物洪水，排除泥沙或漂浮物等。等。主体活动部分：门叶主体活动部分：门叶埋固部分：门槽等埋固部分：门槽等启闭设备：启闭机启闭设备：启闭机9.1 概述概述一、闸门的类型一、闸门的类型v 按工作性质分类按工作性质分类v 按门叶材料分类按门叶材料分类工作闸门：承担各项设计任务，动水中启闭。工作闸门：承担各项设计任务，

2、动水中启闭。事故闸门：设备和建筑物出事故时用事故闸门：设备和建筑物出事故时用, ,动水关闭动水关闭, ,静水开启。静水开启。检修闸门：短期挡水以检修，静水中启闭。检修闸门：短期挡水以检修，静水中启闭。钢闸门：最常用钢闸门：最常用钢筋混凝土闸门：低水头用，或施工导流时一次性用钢筋混凝土闸门：低水头用，或施工导流时一次性用钢丝网水泥闸门钢丝网水泥闸门木闸门：基本不用木闸门：基本不用铸铁闸门铸铁闸门9.1 概述概述v 按结构形式和动作特征分类按结构形式和动作特征分类（图）（图）叠梁门：只用于小型涵闸上的检修闸门，或隧道出口挡水叠梁门：只用于小型涵闸上的检修闸门，或隧道出口挡水; ;平面闸门：应用最广

3、，形式多样平面闸门：应用最广，形式多样; ;转动式门：包括舌瓣闸门、翻板闸门和盖板门转动式门：包括舌瓣闸门、翻板闸门和盖板门; ;浮箱闸门：在水中可浮动的空箱浮箱闸门：在水中可浮动的空箱, ,靠充放水启闭靠充放水启闭, ,常作检修常作检修; ;弧形闸门：闸门启闭绕铰座转动，广泛用于工作门。弧形闸门：闸门启闭绕铰座转动，广泛用于工作门。扇形闸门：靠门下空腔冲泄水来启闭闸门，顶板为溢流面，扇形闸门：靠门下空腔冲泄水来启闭闸门，顶板为溢流面，当铰支座位于上游时称鼓形闸门。当铰支座位于上游时称鼓形闸门。圆筒闸门：直立圆筒，合力为零，启闭力小圆筒闸门：直立圆筒，合力为零，启闭力小圆辊闸门：横卧圆辊，沿门

4、槽轨道滚到底则关闭挡水。圆辊闸门：横卧圆辊，沿门槽轨道滚到底则关闭挡水。人字闸门：多用于船闸，不能承受双向压力人字闸门：多用于船闸，不能承受双向压力9.1 概述概述v 按门顶出露水面分类按门顶出露水面分类露顶式闸门：溢流坝等闸门顶高于设计水位，出露水面。露顶式闸门：溢流坝等闸门顶高于设计水位，出露水面。潜孔闸门：具胸墙的溢流坝、深式泄水孔等门顶部低于水面。潜孔闸门：具胸墙的溢流坝、深式泄水孔等门顶部低于水面。阀门：用以封堵管道内部。阀门：用以封堵管道内部。9.1 概述概述v 按闸门启闭方式分类按闸门启闭方式分类垂直升降式、转动式、横拉式、滚动式、升卧式垂直升降式、转动式、横拉式、滚动式、升卧式

5、v 按闸门门叶控制方式分类：按闸门门叶控制方式分类：机械操作机械操作水力自动水力自动满足各项运用要求，能在各种情况和各种开度下启闭。满足各项运用要求，能在各种情况和各种开度下启闭。水流条件好，即泄流能力大，出流平顺，避免引起门底、水流条件好，即泄流能力大，出流平顺，避免引起门底、门槽空蚀及闸门振动。门槽空蚀及闸门振动。闸门与孔口周边的接触处，应有固定的与活动的止水设备。闸门与孔口周边的接触处，应有固定的与活动的止水设备。闸门的启闭力小，操作简便、灵活。闸门的启闭力小，操作简便、灵活。闸门各部件的设计应适宜制造能力、运输条件、安装水平，闸门各部件的设计应适宜制造能力、运输条件、安装水平，满足运用

6、、检修及养护等方面的要求。满足运用、检修及养护等方面的要求。二、闸门的设计要求二、闸门的设计要求9.1 概述概述一、型式、结构组成与布置一、型式、结构组成与布置v型式型式v 直升式平面闸门直升式平面闸门直升式：普遍用于工作、检修和事故闸门。直升式：普遍用于工作、检修和事故闸门。升卧式：下部门叶直立，上部门叶倾斜，全开门叶水平。升卧式：下部门叶直立，上部门叶倾斜，全开门叶水平。优点优点缺点缺点9.2 9.2 平面闸门平面闸门v 升卧式平面闸门升卧式平面闸门特点特点优点优点: :可降低工作桥的排架高可降低工作桥的排架高度，从而提高抗震性能。度，从而提高抗震性能。缺点缺点: :吊点位于上游水体内，吊

7、点位于上游水体内，启闭机的动滑轮组和钢丝绳启闭机的动滑轮组和钢丝绳长期浸水易锈蚀。长期浸水易锈蚀。9.2 9.2 平面闸门平面闸门v 平面钢闸门的组成平面钢闸门的组成v 平面钢闸门的大小平面钢闸门的大小由孔口尺寸确定由孔口尺寸确定9.2 9.2 平面闸门平面闸门承重结构：面板、梁系、竖向联结系、隔板、支承边梁承重结构：面板、梁系、竖向联结系、隔板、支承边梁行走支承：支承于门槽的滑轮等行走支承：支承于门槽的滑轮等止水装置止水装置吊耳吊耳9.2 9.2 平面闸门平面闸门二、启闭力计算二、启闭力计算v闭门力闭门力FW:tGzszdTWPGnTTnFnT=1.2，摩阻力的安全系数；，摩阻力的安全系数；

8、 nG=0.9，自重修正系数，自重修正系数( (闭门闭门) )T Tzdzd支承摩阻力；支承摩阻力； T Tzszs止水摩阻力；止水摩阻力；G G闸门自重；闸门自重； P Pt t上托力。上托力。FW0，需加闭门力，如用油压或螺杆加压，利用水柱重或，需加闭门力，如用油压或螺杆加压，利用水柱重或重块加压。重块加压。9.2 9.2 平面闸门平面闸门v 启门力启门力FQ:sjGxzszdTQWGGnPTTnFv 静水启闭力静水启闭力计算方法与动水启闭力一样，但需考虑水位差产生的摩阻计算方法与动水启闭力一样，但需考虑水位差产生的摩阻力，潜孔闸门可取力，潜孔闸门可取1 15m5m的水头差，露顶闸门可取的

9、水头差，露顶闸门可取1m1m的水头的水头差进行计算。差进行计算。9.2 9.2 平面闸门平面闸门:TzdzsxGjsnTTPnGGW摩阻力安全系数 ：支承摩阻力：止水摩阻力 ：下吸力自重修正系数（启门） ：闸门自重：重块自重 ：加压的水重三、启闭机三、启闭机v 启闭机的类型启闭机的类型按启闭方式分按启闭方式分卷扬式卷扬式螺杆式螺杆式液压式液压式按移动与否分按移动与否分固定式：需一门一机固定式：需一门一机移动式：闸门不需同步开启，如检修闸门等移动式：闸门不需同步开启，如检修闸门等9.2 9.2 平面闸门平面闸门v 卷扬式启闭机卷扬式启闭机v 螺杆式启闭机螺杆式启闭机v 液压式启闭机（图）液压式启

10、闭机（图）采用定、动滑轮组提高力臂，可用较小的启闭力开启需较采用定、动滑轮组提高力臂，可用较小的启闭力开启需较大启门力的闸门，但无单独闭门的能力。大启门力的闸门，但无单独闭门的能力。( (图片图片) )。一般用于小型闸门，目前产品启闭力一般用于小型闸门，目前产品启闭力100100750KN750KN。优点：动力小、启闭力大，机体小、重量轻，可集中操作，优点：动力小、启闭力大，机体小、重量轻，可集中操作，易遥控和自动化，操作平稳、安全，对闸门有减震功用。易遥控和自动化，操作平稳、安全，对闸门有减震功用。目前产品的启门力达目前产品的启门力达6000KN6000KN。9.2 9.2 平面闸门平面闸门

11、50T手电两用螺杆启闭机手电两用螺杆启闭机 2T直连螺杆启闭机直连螺杆启闭机 螺杆启闭机螺杆启闭机 四、吊耳与锁定四、吊耳与锁定v 吊耳吊耳吊耳固定于闸门的起吊点，便于启闭机的绳、杆与闸门吊耳固定于闸门的起吊点，便于启闭机的绳、杆与闸门的连接。的连接。需承受全部启门力。需承受全部启门力。直升式平面闸门的吊耳设在竖向隔板或支承边梁的顶部直升式平面闸门的吊耳设在竖向隔板或支承边梁的顶部, ,应位于门的重心垂面内；应位于门的重心垂面内；升卧式平面闸门的吊耳位于竖向隔板的下部，面板的上升卧式平面闸门的吊耳位于竖向隔板的下部，面板的上游侧。游侧。9.2 9.2 平面闸门平面闸门v 锁定器锁定器锁定器的作

12、用：锁定器用于锁定闸门，即将闸门固定在指锁定器的作用：锁定器用于锁定闸门，即将闸门固定在指定开度的位置，以解除启闭机的荷载或移走启闭机。定开度的位置，以解除启闭机的荷载或移走启闭机。锁定器的类型（锁定器的类型（Fig9-12Fig9-12）：）：翻转式悬臂梁锁定梁翻转式悬臂梁锁定梁平移式悬臂梁锁定梁平移式悬臂梁锁定梁 均需借助闸门上的牛腿均需借助闸门上的牛腿平移式简支锁定梁平移式简支锁定梁9.2 9.2 平面闸门平面闸门五、行走支承五、行走支承v 行走支承的作用行走支承的作用v 行走支承的类型行走支承的类型将闸门承受的荷载传递给闸墩，保证闸门沿门轨平顺移动将闸门承受的荷载传递给闸墩，保证闸门沿

13、门轨平顺移动 轮式支承：应用最广泛。轮式支承：应用最广泛。 定轮式支承：悬臂式、简支式、轮座式定轮式支承：悬臂式、简支式、轮座式 台车式支承：台车式支承：(Fig9-13)(Fig9-13) 滑道式支承滑道式支承 胶木作滑道，木材。胶木作滑道，木材。9.2 9.2 平面闸门平面闸门v 侧向和反向导承侧向和反向导承侧轮、反轮侧轮、反轮 侧滑块侧滑块在闸门两端反滑块反滑块在上游侧悬臂式侧轮侧轮在上游侧反滑块反滑块在上游侧侧轮侧轮在下游侧主轮起反轮反轮作用止水止水止水隙距9.2 9.2 平面闸门平面闸门六、止水装置六、止水装置v 止水的作用止水的作用将闸门与闸孔周界之间的间隙密封，阻止漏水，又将闸门

14、与闸孔周界之间的间隙密封，阻止漏水，又称水封。称水封。v 止水装置的要求止水装置的要求止水严密止水严密闸门启闭时摩阻力小闸门启闭时摩阻力小止水材料磨耗少、耐用、安装方便、更换容易止水材料磨耗少、耐用、安装方便、更换容易9.2 9.2 平面闸门平面闸门v 止水材料止水材料主要是橡胶，偶用方木主要是橡胶，偶用方木(仅用于底止水仅用于底止水)v 橡皮止水的形式橡皮止水的形式定型产品有定型产品有4种种v 止水设置及构造止水设置及构造止水位置：底止水、止水位置：底止水、 侧止水、侧止水、 顶止水顶止水(潜孔式闸潜孔式闸门门)，各向止水需连接，各向止水需连接潜孔式闸门止水设置：潜孔式闸门止水设置：(Fig

15、9-19)9.2 9.2 平面闸门平面闸门v弧形闸门的特点弧形闸门的特点 优点优点 缺点缺点9.3 弧形闸门弧形闸门一、总体布置一、总体布置v 承重结构的组成承重结构的组成弧形面板、主梁、次梁、竖向联结弧形面板、主梁、次梁、竖向联结系或隔板、起重桁架、支承铰。系或隔板、起重桁架、支承铰。v 支承铰的位置支承铰的位置布置在闸墩侧的牛腿上。布置在闸墩侧的牛腿上。位于不受水流及漂浮物冲击的高程上位于不受水流及漂浮物冲击的高程上v 弧面半径弧面半径R=(1.11.5)H (H:闸门的高度闸门的高度)9.3 弧形闸门弧形闸门三、结构选型三、结构选型v 主要结构形式主要结构形式主横梁式主横梁式：水平横梁为

16、主梁，适用于宽高比较大的弧形门。：水平横梁为主梁，适用于宽高比较大的弧形门。主纵梁式主纵梁式：竖向纵梁为主梁，适用于宽高比较小的弧形门。：竖向纵梁为主梁，适用于宽高比较小的弧形门。v 支臂形式支臂形式直支臂式直支臂式： 斜支臂式斜支臂式：主梁跨度小，内力矩小，省材；但支承铰的侧：主梁跨度小，内力矩小，省材；但支承铰的侧 向推力加大，结构复杂，闸墩需加厚。向推力加大，结构复杂，闸墩需加厚。主横梁带双悬臂的直支臂式主横梁带双悬臂的直支臂式：具有前二者的优点。：具有前二者的优点。9.3 弧形闸门弧形闸门四、启闭力四、启闭力v 启门力启门力Fw (9-4)v 闭门力闭门力FQ (9-5)v弧形闸门在启

17、闭过程中，各中作用力的大小、作用弧形闸门在启闭过程中，各中作用力的大小、作用点、方向及力臂随开度变化而变化点、方向及力臂随开度变化而变化.9.3 弧形闸门弧形闸门五、支承铰五、支承铰v 作用作用将闸门所受的水压力和部将闸门所受的水压力和部分门重传给闸墩，保持闸门分门重传给闸墩，保持闸门启闭时能绕水平轴转动。启闭时能绕水平轴转动。v 支承铰类型支承铰类型承轴承轴+ 活动铰链活动铰链 +固定铰座固定铰座v 支承铰组成支承铰组成圆柱铰圆柱铰圆锥铰圆锥铰双圆柱铰双圆柱铰2：活动铰链； 3：支承轴；4：固定铰座 圆柱铰圆柱铰 圆锥铰圆锥铰 双圆柱铰双圆柱铰9.3 弧形闸门弧形闸门六、启闭机、吊耳六、启闭

18、机、吊耳v 启闭机启闭机 卷扬式卷扬式 螺杆式螺杆式 液压式液压式v 吊耳布置吊耳布置 顶部顶部 底部底部卷扬式卷扬式油压式油压式9.3 弧形闸门弧形闸门9.3 弧形闸门弧形闸门9.3 弧形闸门弧形闸门9.3 弧形闸门弧形闸门9.3 弧形闸门弧形闸门七、止水与侧向导承七、止水与侧向导承9.3 弧形闸门弧形闸门9.4 深孔闸门深孔闸门v 布置的位置布置的位置布置在泄水孔布置在泄水孔(管管)或水工隧洞内，一般设有闸门井或水工隧洞内，一般设有闸门井(室室)，潜，潜没于水下。没于水下。v 工作特点工作特点承受高压水头，止水要求严，局部开启流速很高，易引起承受高压水头，止水要求严，局部开启流速很高，易引

19、起闸门振动和空蚀。闸门振动和空蚀。v 常用的闸门常用的闸门平面闸门平面闸门弧形闸门弧形闸门阀门：高压平面滑动阀门、锥形阀、空注法。阀门：高压平面滑动阀门、锥形阀、空注法。 v只用于小型涵闸只用于小型涵闸上的检修闸门，或上的检修闸门，或隧道出口挡水闸门。隧道出口挡水闸门。 v应用最广，应用最广，形式多样。形式多样。 翻板门图片翻板门图片 弧形钢闸门 v在水中可浮在水中可浮动的空箱，靠动的空箱，靠充放水启闭，充放水启闭，常作检修闸门。常作检修闸门。 v闸门启闭绕闸门启闭绕铰座转动，广铰座转动，广泛用于工作门。泛用于工作门。 扇形闸门扇形闸门v外形似弧形门外形似弧形门,但有封闭的顶板但有封闭的顶板,铰支在底板上。靠门下空铰支在底板上。靠门下空腔冲泄水来启闭闸门，顶板为溢流面，当铰支座位于上游腔冲泄水来启闭闸门，顶板为溢流面，当铰支座位于上游时称鼓形闸门。时称鼓形闸门。鼓形闸门鼓形闸门 圆辊闸