CN108643136A - 一种弓弦桁架式平面闸门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弓弦桁架式平面闸门，包括面板、若干道弓弦桁架式主梁、加固若干道弓弦桁架式主梁底部的面板区格肋梁、加固若干道弓弦桁架式主梁顶部的主梁加固机构、加固若干道弓弦桁架式主梁两端的支承加劲肋，若干道弓弦桁架式主梁的上端采用等间距或下密上疏的布置方式固定连接面板，面板区格肋梁固定设置在若干道弓弦桁架式主梁的底部之间，主梁加固机构固定设置在若干道弓弦桁架式主梁顶部，支承加劲肋固定设置在若干道弓弦桁架式主梁的两端。本发明采用弓弦式桁架作为闸门的主梁，使闸门具有跨度大、端部厚度小、轻便省材、造型美观、各构件受力均衡等优点，也保证了边梁与支座之间传力的可靠性。

Description

一种弓弦桁架式平面闸门

技术领域

本发明涉及一种弓弦桁架式平面闸门，属于水利工程闸门技术领域。

背景技术

闸门中以直升式平面闸门最为常见，其梁系的型式较多地采用实腹式和矩形桁架式。随着水工闸门的设计尺寸和设计水头越来越大，实腹式闸门显现出用钢量大、启闭力大等缺点，矩形桁架式闸门则具有构件内力不均衡，端部厚度过大导致了门槽体量过大等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种自重轻、受力均衡、端部厚度小的弓弦桁架式平面闸门。

为达到上述目的，本发明提供一种弓弦桁架式平面闸门，包括面板、若干道弓弦桁架式主梁、用于加固若干道所述弓弦桁架式主梁底部的面板区格肋梁、用于加固若干道所述弓弦桁架式主梁顶部的主梁加固机构、用于加固若干道所述弓弦桁架式主梁两端的支承加劲肋，若干道所述弓弦桁架式主梁的上端采用等间距或下密上疏的布置方式固定连接所述面板，所述面板区格肋梁固定设置在若干道所述弓弦桁架式主梁的底部之间，所述主梁加固机构固定设置在若干道所述弓弦桁架式主梁顶部，所述支承加劲肋固定设置在若干道所述弓弦桁架式主梁的两端。

优先地，所述弓弦桁架式主梁包括上弦直杆、下弦曲杆、若干根主梁腹杆，所述下弦曲杆的外形为弧形，所述下弦曲杆的两端固定连接所述上弦直杆的两端，若干根所述主梁腹杆等间距排布在所述上弦直杆、所述下弦曲杆之间，若干根所述主梁腹杆的前端固定连接所述上弦直杆，若干根所述主梁腹杆的后端固定连接所述下弦曲杆；所述下弦曲杆的轴线符合抛物线或变斜率折线或变曲率曲线。

优先地，所述主梁加固机构包括若干根竖向次梁，若干根所述竖向次梁和所述上弦直杆采用齐平连接且都固定连接所述面板。

优先地，所述面板区格肋梁包括若干根系杆、若干根水平肋梁、若干根竖向肋梁，若干根所述系杆由前向后方向等间距固定连接若干道弓弦桁架式主梁的所述下弦曲杆，若干根所述竖向肋梁由前向后方向等间距排列在若干根所述系杆之间，若干根所述竖向肋梁固定连接若干道弓弦桁架式主梁的所述下弦曲杆，若干根所述水平肋梁由左向右方向等间距排列在若干根下弦曲杆之间。

优先地，包括两个工形边梁，所述水平肋梁的两端、所述上弦直杆的两端、所述下弦曲杆的两端均固定连接一个所述工形边梁。

优先地，包括若干根竖向桁架斜腹杆，相邻的由前向后位于同一平面上的所述主梁腹杆中位于下方的主梁腹杆的前端、位于上方的主梁腹杆的后端之间均固定连接一竖向桁架斜腹杆，或者相邻的由前向后位于同一平面上的所述主梁腹杆中位于下方的主梁腹杆的后端、位于上方的主梁腹杆的前端之间均固定连接一竖向桁架斜腹杆。

优先地，包括两个滑块，两个所述滑块，两个所述滑块均分别固定设置在所述工形边梁的腹板与其后翼缘的相交线上。

优先地，所述支承加劲肋包括若干根横向加劲肋、两个纵向加劲肋和若干根短加劲肋，两个所述工形边梁上由前向后固定设置若干根所述横向加劲肋，两个所述工形边梁上由上向下分别固定设置所述纵向加劲肋，若干根所述横向加劲肋均与所述纵向加劲肋交叉固定连接，若干根所述短加劲肋上端固定连接所述下弦曲杆，若干根所述短加劲肋下端固定连接所述滑块。

优先地，包括单斜式腹杆，同一个所述弓弦桁架式主梁上的相邻的若干根主梁腹杆中位于左侧的主梁腹杆的前端、位于右侧的主梁腹杆的后端之间均固定连接一所述单斜式腹杆，或者同一个所述弓弦桁架式主梁上的相邻的若干根主梁腹杆中位于左侧的主梁腹杆的后端、位于右侧的主梁腹杆的前端之间均固定连接一所述单斜式腹杆。

优先地，包括交叉式腹杆，同一个所述弓弦桁架式主梁上的相邻的若干根主梁腹杆中位于左侧的主梁腹杆、位于右侧的主梁腹杆之间均固定连接一所述交叉式腹杆。

本发明所达到的有益效果：

本发明采用弓弦式桁架作为闸门的主梁，使闸门具有跨度大、端部厚度小、轻便省材、造型美观、各构件受力均衡等优点。采用工字形截面作为边梁，便于闸门在门槽内滑移以及梁系构件与边梁的连接，也保证了边梁与支座之间传力的可靠性。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是图1中的A向视图；

图3是图1中B向的剖面图；

图4是图1中的局部放大示意图；

图5是图1中C向的剖面图；

图6是图4中D向的剖面图；

图7是实施例二的俯视图；

图8是实施例三的俯视图。

附图中标记含义，1-面板；2-边梁；3-上弦直杆；4-下弦曲杆；5-主梁腹杆；6-竖向次梁；7-系杆；8-水平肋梁；9-竖向肋梁；10-竖向桁架斜腹杆；11-横向加劲肋；12-纵向加劲肋；13-短加劲肋；14-滑块；15-单斜式腹杆；16-交叉式腹杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

一种弓弦桁架式平面闸门，包括面板1、四道弓弦桁架式主梁、用于加固四道所述弓弦桁架式主梁底部的面板区格肋梁、用于加固四道所述弓弦桁架式主梁顶部的主梁加固机构、用于加固四道所述弓弦桁架式主梁两端的支承加劲肋，四道所述弓弦桁架式主梁的上端采用等间距或下密上疏的布置方式固定连接所述面板1，所述面板区格肋梁固定设置在四道所述弓弦桁架式主梁的底部之间，所述主梁加固机构固定设置在四道所述弓弦桁架式主梁顶部，所述支承加劲肋固定设置在四道所述弓弦桁架式主梁的两端。

进一步地，所述弓弦桁架式主梁包括上弦直杆3、下弦曲杆4、三十六根主梁腹杆5，所述下弦曲杆4的外形为弧形，所述下弦曲杆4的两端固定连接所述上弦直杆3的两端，九根所述主梁腹杆5等间距排布在所述上弦直杆3、所述下弦曲杆4之间，九根所述主梁腹杆5的前端固定连接所述上弦直杆3，九根所述主梁腹杆5的后端固定连接所述下弦曲杆4；所述下弦曲杆4的轴线符合抛物线或变斜率折线或变曲率曲线。

进一步地，所述主梁加固机构包括九根竖向次梁6，若干根所述竖向次梁6和所述上弦直杆3采用齐平连接且都固定连接所述面板1。

进一步地，所述面板区格肋梁包括九根系杆7、三根水平肋梁8、三十根竖向肋梁9，九根所述系杆7由前向后方向等间距固定连接四道弓弦桁架式主梁的所述下弦曲杆4，若干根所述竖向肋梁9由前向后方向等间距排列在九根所述系杆7之间，若干根所述竖向肋梁9固定连接四道弓弦桁架式主梁的所述下弦曲杆4，若干根所述水平肋梁8由左向右方向等间距排列在若干根下弦曲杆4之间。

进一步地，包括两个边梁2，所述水平肋梁8的两端、所述上弦直杆3的两端、所述下弦曲杆4的两端均固定连接一个所述边梁2。

进一步地，包括二十七根至五十四根竖向桁架斜腹杆10，相邻的由前向后位于同一平面上的所述主梁腹杆5中位于下方的主梁腹杆5的前端、位于上方的主梁腹杆5的后端之间均固定连接一竖向桁架斜腹杆10，或者相邻的由前向后位于同一平面上的所述主梁腹杆5中位于下方的主梁腹杆5的后端、位于上方的主梁腹杆5的前端之间均固定连接一竖向桁架斜腹杆10。

进一步地，包括两个滑块14，两个所述滑块14，两个所述滑块14均分别固定设置在所述边梁2的腹板与其后翼缘的相交线上。

进一步地，所述支承加劲肋包括十二根横向加劲肋11、两个纵向加劲肋12和八根短加劲肋13，两个所述边梁2上分别由前向后固定设置六根所述横向加劲肋11将水平肋梁8和上弦直杆3分隔开，两个所述边梁2上由上向下分别固定设置所述纵向加劲肋12，若干根所述横向加劲肋11均与所述纵向加劲肋12交叉固定连接，若干根所述短加劲肋13上端固定连接所述下弦曲杆4，若干根所述短加劲肋13下端固定连接所述滑块14。

四道弓弦桁架式主梁沿着水平面平行布置，且水平投影完全重合，其沿高度方向可采用等间距或下密上疏的布置方式。在上弦直杆3中处于同一跨间坐标的节点之间连有竖向次梁6，在下弦曲杆4中处于同一跨间坐标的节点之间连有系杆7。

所述下弦曲杆的轴线应接近于合理杆轴线，使下弦曲杆以承受轴向拉力为主，依据水工闸门的荷载工况可采用抛物线或变斜率折线或变曲率曲线。

所述主梁腹杆5、竖向次梁6、系杆7均沿着闸门的跨度方向等间距布置。所述竖向肋梁9沿跨度方向等间距布置在相邻两道系杆7之间。所述水平肋梁8沿高度方向等间距布置在相邻的两道下弦曲杆4之间。

所述面板在闸门工作中直接承受水压力，并将水压力传递给上弦直杆、竖向次梁和面板区格肋梁。为保证上弦梁系与面板连接部位的可靠性，上弦直杆、竖向次梁和面板区格肋梁宜采用具有平整边界面且能与面板产生较大接触面积的构件型式，如方管、工字钢、H型钢、槽钢、角钢、T型钢等。上弦梁系主要为受压构件或压弯构件，故将面板与上弦梁系的受压翼缘直接相连，能够保证上弦梁系的整体稳定性。

同一跨间坐标的竖向次梁、主梁腹杆和系杆构成一榀竖向桁架，在竖向桁架的每一节间沿其对角线方向布置竖向桁架斜腹杆。

为了便于闸门在门槽内滑移，梁系构件与边梁2的连接，以及提高边梁与闸墩支座之间传力的可靠性，所述工字形边梁宜采用工字钢或H型钢，其前翼缘与面板的表面齐平。滑块设置于工字形边梁的腹板与其后翼缘的相交线上，闸墩支座支承于滑块上。为提高工字形边梁的局部承载能力，避免应力集中现象，在工字形边梁的主要传力路径上设置有支承加劲肋。

如图1-2所示，面板1位于闸门上游面以直接承受水压，这样可以避免梁格和行走支承浸没于水中而聚积污物，也可以减少因门底过水产生的振动。4道弓弦桁架式主梁沿着水平面平行布置，且水平投影完全重合，沿高度方向为等间距布置。弓弦桁架式主梁包括上弦直杆3、下弦曲杆4和主梁腹杆5。上弦直杆3和下弦曲杆4在工字形边梁2处闭合。下弦曲杆4的轴线方程采用抛物线方程。在上弦直杆3中处于同一跨间坐标的节点之间连有竖向次梁6，在下弦曲杆4中处于同一跨间坐标的节点之间连有系杆7。主梁腹杆5、竖向次梁6、系杆7均沿着闸门的跨度方向等间距布置。

弓弦桁架式主梁的上弦平面还设置有面板区格肋梁。面板区格肋梁包括呈正交梁格的水平肋梁8和竖向肋梁9。竖向肋梁9沿跨度方向等间距布置在相邻两道竖向次梁6之间。水平肋梁8沿高度方向等间距布置在相邻的两道上弦直杆3之间。竖向次梁6、面板区格肋梁和上弦直杆3均采用方管构件，其上翼缘表面齐平，且均与面板1直接相连。闸门在工作中上弦梁系受压，由于面板1与上弦梁系的受压翼缘直接相连，因此上弦梁系的整体稳定性得到保证。

如图3所示，同一跨间坐标的竖向次梁6、主梁腹杆5和系杆7构成一榀竖向桁架，在竖向桁架的每一节间沿其对角线方向布置竖向桁架斜腹杆10。

如图4-6所示，是工字形边梁2的结构布置图。工字形边梁2的前翼缘与面板1的表面齐平。为提高工字形边梁2的局部承载能力，避免应力集中现象，在工字形边梁2的主要传力路径上设置有支承加劲肋。支承加劲肋包括横向加劲肋11、纵向加劲肋12和短加劲肋13。为保证工字形边梁2与支座之间传力的可靠性，将滑块14设置于工字形边梁2的腹板与其后翼缘的相交线上。

实施例二

如图7所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例中包括六道弓弦桁架式主梁、四十八根主梁腹杆5、十二根系杆7、五根水平肋梁8、三十九根竖向肋梁9；弓弦桁架式主梁的主梁腹杆5采用的是单斜式腹杆，其中跨中4个节间采用斜拉式腹杆，与其左右紧邻的4个节间采用斜压式腹杆，左右端部的两个节间依旧为空腹式腹杆。相比于实施例1，本实施例的闸门平面内刚度有较大提高。

进一步地，包括单斜式腹杆15，同一个所述弓弦桁架式主梁上的相邻的若干根主梁腹杆中位于左侧的主梁腹杆5的前端、位于右侧的主梁腹杆5的后端之间均固定连接一所述单斜式腹杆15，或者同一个所述弓弦桁架式主梁上的相邻的若干根主梁腹杆中位于左侧的主梁腹杆5的后端、位于右侧的主梁腹杆5的前端之间均固定连接一所述单斜式腹杆15。

本实施例中的其他部分与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3

如图8所示，本实施例与实施例1和实施例2基本相同，不同之处在于本实施例中包括十道弓弦桁架式主梁、一百根主梁腹杆5、十六根系杆7、九根水平肋梁8、五十四根竖向肋梁9；弓弦桁架式主梁的主梁腹杆5采用的是交叉式腹杆，但左右端部的两个节间依旧为空腹式腹杆。相比于实施例2，本实施例的闸门平面内刚度进一步提高。

进一步地，包括交叉式腹杆16，同一个所述弓弦桁架式主梁上的相邻的若干根主梁腹杆中位于左侧的主梁腹杆5、位于右侧的主梁腹杆5之间均固定连接一所述交叉式腹杆16。

本实施例中的其他部分与实施例1和实施例2相同，在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种弓弦桁架式平面闸门，其特征在于，包括面板(1)、若干道弓弦桁架式主梁、用于加固若干道所述弓弦桁架式主梁底部的面板区格肋梁、用于加固若干道所述弓弦桁架式主梁顶部的主梁加固机构、用于加固若干道所述弓弦桁架式主梁两端的支承加劲肋，若干道所述弓弦桁架式主梁的上端采用等间距或下密上疏的布置方式固定连接所述面板(1)，所述面板区格肋梁固定设置在若干道所述弓弦桁架式主梁的底部之间，所述主梁加固机构固定设置在若干道所述弓弦桁架式主梁顶部，所述支承加劲肋固定设置在若干道所述弓弦桁架式主梁的两端。

2.根据权利要求1所述的一种弓弦桁架式平面闸门，其特征在于，所述弓弦桁架式主梁包括上弦直杆(3)、下弦曲杆(4)、若干根主梁腹杆(5)，所述下弦曲杆(4)的外形为弧形，所述下弦曲杆(4)的两端固定连接所述上弦直杆(3)的两端，若干根所述主梁腹杆(5)等间距排布在所述上弦直杆(3)、所述下弦曲杆(4)之间，若干根所述主梁腹杆(5)的前端固定连接所述上弦直杆(3)，若干根所述主梁腹杆(5)的后端固定连接所述下弦曲杆(4)；所述下弦曲杆(4)的轴线符合抛物线或变斜率折线或变曲率曲线。

3.根据权利要求2所述的一种弓弦桁架式平面闸门，其特征在于，所述主梁加固机构包括若干根竖向次梁(6)，若干根所述竖向次梁(6)和所述上弦直杆(3)采用齐平连接且都固定连接所述面板(1)。

4.根据权利要求2所述的一种弓弦桁架式平面闸门，其特征在于，所述面板区格肋梁包括若干根系杆(7)、若干根水平肋梁(8)、若干根竖向肋梁(9)，若干根所述系杆(7)由前向后方向等间距固定连接若干道弓弦桁架式主梁的所述下弦曲杆(4)，若干根所述竖向肋梁(9)由前向后方向等间距排列在若干根所述系杆(7)之间，若干根所述竖向肋梁(9)固定连接若干道弓弦桁架式主梁的所述下弦曲杆(4)，若干根所述水平肋梁(8)由左向右方向等间距排列在若干根下弦曲杆(4)之间。

5.根据权利要求4所述的一种弓弦桁架式平面闸门，其特征在于，包括两个边梁(2)，所述水平肋梁(8)的两端、所述上弦直杆(3)的两端、所述下弦曲杆(4)的两端均固定连接一个所述边梁(2)。

6.根据权利要求2所述的一种弓弦桁架式平面闸门，其特征在于，包括若干根竖向桁架斜腹杆(10)，相邻的由前向后位于同一平面上的所述主梁腹杆(5)中位于下方的主梁腹杆(5)的前端、位于上方的主梁腹杆(5)的后端之间均固定连接一竖向桁架斜腹杆(10)，或者相邻的由前向后位于同一平面上的所述主梁腹杆(5)中位于下方的主梁腹杆(5)的后端、位于上方的主梁腹杆(5)的前端之间均固定连接一竖向桁架斜腹杆(10)。

7.根据权利要求4所述的一种弓弦桁架式平面闸门，其特征在于，包括两个滑块(14)，两个所述滑块(14)，两个所述滑块(14)均分别固定设置在所述边梁(2)的腹板与其后翼缘的相交线上。

8.根据权利要求7所述的一种弓弦桁架式平面闸门，其特征在于，所述支承加劲肋包括若干根横向加劲肋(11)、两个纵向加劲肋(12)和若干根短加劲肋(13)，两个所述边梁(2)上由前向后固定设置若干根所述横向加劲肋(11)，两个所述边梁(2)上由上向下分别固定设置所述纵向加劲肋(12)，若干根所述横向加劲肋(11)均与所述纵向加劲肋(12)交叉固定连接，若干根所述短加劲肋(13)上端固定连接所述下弦曲杆(4)，若干根所述短加劲肋(13)下端固定连接所述滑块(14)。

9.根据权利要求1所述的一种弓弦桁架式平面闸门，其特征在于，包括单斜式腹杆(15)，同一个所述弓弦桁架式主梁上的相邻的若干根主梁腹杆中位于左侧的主梁腹杆(5)的前端、位于右侧的主梁腹杆(5)的后端之间均固定连接一所述单斜式腹杆(15)，或者同一个所述弓弦桁架式主梁上的相邻的若干根主梁腹杆中位于左侧的主梁腹杆(5)的后端、位于右侧的主梁腹杆(5)的前端之间均固定连接一所述单斜式腹杆(15)。

10.根据权利要求1所述的一种弓弦桁架式平面闸门，其特征在于，包括交叉式腹杆(16)，同一个所述弓弦桁架式主梁上的相邻的若干根主梁腹杆中位于左侧的主梁腹杆(5)、位于右侧的主梁腹杆(5)之间均固定连接一所述交叉式腹杆(16)。