CN203498803U

CN203498803U - 一种钢坝闸门底横轴结构

Info

Publication number: CN203498803U
Application number: CN201320587354.1U
Authority: CN
Inventors: 罗希; 杨祖强
Original assignee: Camce Whu Design & Research Co Ltd
Current assignee: Camce Whu Design & Research Co Ltd
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2023-09-23

Abstract

本实用新型公开了一种钢坝闸门底横轴结构，包括设置在坝体底部并通过拐臂与液压启闭机连接的钢坝闸门底横轴，钢坝闸门底横轴与门叶连接，所述的钢坝闸门底横轴为空心，钢坝闸门底横轴的壁厚沿远离液压启闭机的方向逐渐减少。本实用新型提高了设计效率，且该结构设计合理、安全可靠，并可明显降低底横轴的用钢量，节省工程造价。

Description

一种钢坝闸门底横轴结构

技术领域

本实用新型涉及钢坝闸门制造领域，尤其涉及一种钢坝闸门底横轴结构，适用于降低钢坝闸门底横轴的工程造价，提高工程结构安全性及稳定性。

背景技术

钢坝闸门是一种通过液压设备驱动底横轴转动来实现钢坝闸门启闭的新型闸门，具有启闭迅速，经久耐用，改善河道景观等优点。钢坝闸门是由门叶、固定门叶的底横轴、底绞支座、润滑轴承、底止水部件、侧止水部件、液压启闭设备及液压锁定装置等组成，液压设备通过底横轴转动来驱动门体的开启和关闭。刚坝闸门底横轴采用法兰连接，由底铰支座支撑，是钢坝闸门的主要受力构件，但是由于底横轴受力条件复杂，需要同时满足抗弯、抗剪和抗扭的要求，因此目前均采用较为保守的制造方式（等截面均跨布置形式），这一方面使钢坝闸门自重及摩擦力增加，致使对启闭设备要求增大，易产生不均匀沉降，另一方面钢坝闸门对钢材消耗量增加，造价过高，致使工程投资浪费，阻碍了其在水利市场中的运用和推广。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种钢坝闸门底横轴结构，提高了设计效率，且该结构设计合理、安全可靠，并可明显降低底横轴的用钢量，节省工程造价。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

一种钢坝闸门底横轴结构，包括设置在坝体底部并通过拐臂与液压启闭机连接的钢坝闸门底横轴，钢坝闸门底横轴与门叶连接，所述的钢坝闸门底横轴为空心，钢坝闸门底横轴的壁厚沿远离液压启闭机的方向逐渐减少。

如上所述的钢坝闸门底横轴为若干个通过法兰进行连接的无缝钢管，各个无缝钢管通过底绞支座架设在坝体底部。

如上所述的底绞支座包括底绞支座支撑部件、设置在底绞支座支撑部件上的润滑轴承和设置在坝体底部的固定钢筋，底绞支座支撑部件通过地脚螺栓与固定钢筋连接，润滑轴承套设在无缝钢管上。

如上所述的门叶包括门板和与门板连接的门板底座，门板底座的外形与钢坝闸门底横轴的外壁适配，门板底座通过固定螺栓固定在钢坝闸门底横轴上。

钢坝闸门底横轴跨长、外径、壁厚可以通过以下计算得到：

\max {\frac{M_{n}}{W_{t}} + \frac{2 Q}{A}, \sqrt{{(\frac{1}{2} \cdot \frac{M}{W_{z}})}^{2} + {(\frac{M_{n}}{W_{t}})}^{2}} \times 10^{- 3}} \leq γ \cdot [τ]

式中M_n——钢坝闸门底横轴截面所受最大扭矩，单位为kN·m；

W_t——截面受扭塑形抵抗距，单位为

D为钢坝闸门底横轴外径，d为钢坝闸门底横轴壁厚；

M——钢坝闸门底横轴截面所受最大弯矩，单位为kN·m；

Q——钢坝闸门底横轴所受最大剪力，单位为kN；

A——钢坝闸门底横轴截面面积，单位为

W_z——截面抗弯截面模量，单位为m³。

[τ]——钢材抗剪容许应力，单位为MPa；

γ——钢材容许应力调整系数。

为了使水工结构受力均匀，且施工方便，钢坝闸门底横轴一般每跨长为6～8m，然后根据钢坝闸门底横轴总长均等划分底轴每跨长度。然后输入底轴外径D和底轴壁厚d，经过试算，使容许剪应力为钢坝闸门底横轴所受最大剪应力的1.5～2.0倍，从而确定钢坝闸门底横轴外径和底轴壁厚。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、设计合理、结构安全；

2、可有效节约底横轴的用钢量，降低钢坝闸门整体造价。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型正视图；

图3为本实用新型剖面图；

图4为底绞支座正视图；

图5为底绞支座横剖面；

图6为门叶横剖面；

图7为钢坝闸门底横轴连接示意图；

图8为无缝钢管连接示意图；

图9为液压启闭机与拐臂连接示意图；

图10为实施例2钢坝闸门底横轴渐变壁厚简图。

图中：1-液压启闭机；2-拐臂；3-门叶；4-底绞支座；5-法兰；6-钢坝闸门底横轴；7-侧止水；8-底止水；301-门板；302-门板底座；303-固定螺栓；401-底绞支座支撑部件；402-润滑轴承；403-地脚螺栓；404-固定钢筋；501-第一无缝钢管；502-第二无缝钢管；503-法兰固定螺栓；504-法兰盘。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。

实施例1

如图1～9，一种钢坝闸门底横轴结构，包括设置在坝体底部并通过拐臂2与液压启闭机1连接的钢坝闸门底横轴6，钢坝闸门底横轴6与门叶3连接，所述的钢坝闸门底横轴6为空心，钢坝闸门底横轴6的壁厚沿远离液压启闭机1的方向逐渐减少。

钢坝闸门底横轴6为若干个通过法兰进行连接的无缝钢管，各个无缝钢管通过底绞支座4架设在坝体底部。

底绞支座4包括底绞支座支撑部件401、设置在底绞支座支撑部件401上的润滑轴承402和设置在坝体底部的固定钢筋404，底绞支座支撑部件401通过地脚螺栓403与固定钢筋404连接，润滑轴承402套设在无缝钢管上。

门叶3包括门板301和与门板301连接的门板底座302，门板底座302的外形与钢坝闸门底横轴6的外壁适配，门板底座302通过固定螺栓303固定在钢坝闸门底横轴6上。

如图1和图3，门叶3两端对称设置有侧止水7，在钢坝闸门迎水面底部设有底止水8用于防止底部漏水。

实施例2

钢坝闸门底横轴6总长为60m，2.5m门叶高度，0.5m门顶溢流。针对此设计要求，采用上述设计方法计算，可以得出以下结论：

（1）为了使水工结构受力均匀，且施工方便，钢坝闸门底横轴6一般每跨长为6～8m，钢坝闸门底横轴6总长为60m，因此钢坝闸门底横轴6分8跨设计，单跨长度为7.5m。

（2）钢坝闸门底横轴6采用35号钢，由于从钢坝闸门底横轴6两端向中间所受剪应力逐渐减小，为了充分发挥钢材的性能，采用同一外径的无缝钢管，其壁厚可由两端向中间减小。因此无缝钢管分别为两段外径700mm、壁厚50mm、长度8.0m，两段外径700mm、壁厚35mm、长度7.5m，两段外径700mm、壁厚25mm、长度7.5m，两段外径700mm、壁厚20mm、长度7.0m，经过对整个结构进行受力分析，其所受最大剪应力为48.89MPa，钢材容许剪应力为83MPa，因此安全系数为1.7。钢坝闸门底横轴6壁厚如图（1）及表1。

表1钢坝闸门底横轴壁厚及长度计算结果表

分析利用专利技术底横轴设计方法的成本节约，见表2。

表260×2.5m钢闸门（0.5m门顶溢流）成本节约表

与传统技术一样，均采用钢坝闸门底横轴6所受最大剪应力为选取底轴外径和壁厚的参数，但是传统设计方法仅满足两端的最大剪应力为标准，采用等外径、等壁厚底横轴结构，从而造成钢材的浪费。然而本技术是充分考虑底横轴不同段所受力不同而合理布置底轴结构，能够充分发挥钢材效率，减少钢材消耗量，节约工程投资。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种钢坝闸门底横轴结构，包括设置在坝体底部并通过拐臂（2）与液压启闭机（1）连接的钢坝闸门底横轴（6），钢坝闸门底横轴（6）与门叶（3）连接，其特征在于，所述的钢坝闸门底横轴（6）为空心，钢坝闸门底横轴（6）的壁厚沿远离液压启闭机（1）的方向逐渐减少。

2.根据权利要求1所述的一种钢坝闸门底横轴结构，其特征在于，所述的钢坝闸门底横轴（6）为若干个通过法兰进行连接的无缝钢管，各个无缝钢管通过底绞支座（4）架设在坝体底部。

3.根据权利要求2所述的一种钢坝闸门底横轴结构，其特征在于，所述的底绞支座（4）包括底绞支座支撑部件（401）、设置在底绞支座支撑部件（401）上的润滑轴承（402）和设置在坝体底部的固定钢筋（404），底绞支座支撑部件（401）通过地脚螺栓（403）与固定钢筋（404）连接，润滑轴承（402）套设在无缝钢管上。

4.根据权利要求1所述的一种钢坝闸门底横轴结构，其特征在于，所述的门叶（3）包括门板（301）和与门板（301）连接的门板底座（302），门板底座（302）的外形与钢坝闸门底横轴（6）的外壁适配，门板底座（302）通过固定螺栓（303）固定在钢坝闸门底横轴（6）上。