CN211171855U - 一种一体化钢闸门 - Google Patents

Abstract

一种一体化钢闸门，门叶为整体式门叶，整体式的门框埋件组装成一体、并预埋在混凝土中，整体式的门框埋件是由不锈钢或其它材料的板材折弯成型或型材焊接的门槽、底槛、门楣拼接而成，整体式的门框埋件上设有锚筋或调整螺栓、并与一期混凝土预留的插筋焊接牢固；门槽为整体式门槽，且兼做闸门支承和移动的主轨道、反轨道、侧轨道以及侧止水座板。本闸门适于各类中小型水闸工程，制造和安装简单、制造安装工期短、费用低，制造和安装精度易于保证，具有施工工艺简单、安装精度高、使用性能好和寿命长、可形成标准的系列产品、设计单位可直接选用、节省大量的闸门设计人力资源等优点。

Description

一种一体化钢闸门

技术领域

本实用新型涉及水利工程的拦河坝或堰技术领域，尤其是涉及一种一体化钢闸门。

背景技术

目前，在长距离调（输）水、农田水利、水库及拦蓄水等工程的各类小型水闸上，采用的挡水闸门类型主要是滑动平面闸门和定轮闸门两类。平面闸门一般指能沿门槽直线升降启闭、具有平面挡水面板的闸门，定轮闸门是指闸门边梁上装设定轮作为支承行走部件的平面闸门，而滑动闸门是指闸门边梁上装有滑道或滑块作为支承行走部件的平面闸门。这两类闸门从闸口形式上均可分为潜孔式和露顶式两种，从挡水方向上又分为单向挡水和双向挡水两种。其中，按照材质不同，滑动平面闸门可分为滑动钢闸门和铸铁闸门，定轮闸门从支承滚轮型式不同上可分为悬臂轮式平面钢闸门和简支轮式平面钢闸门。滑动闸门、定轮闸门的结构主要包括门叶，止水装置，支承装置和闸门埋件；止水装置一般均采用橡胶或橡塑复合止水，属于柔性止水装置，靠预压止水一定量和借助水压力压紧止水紧贴止水座板密封门叶四周缝隙阻止漏水；门槽主要是各预埋件和二期混凝土现场浇筑成型的闸门支承、导向装置；闸门埋件是将闸门所承受的荷载传递到混凝土中，它主要包括钢质的主轨、返轨、侧轨、底槛、门楣。安装埋件应将与预埋在一期混凝土中的外露锚筋连接牢固后再浇筑二期混凝土。其中主轨、反轨、侧轨均设置在门槽上，止水座板通常采用不锈钢板焊接在主轨或反轨和门楣上。露顶式闸门没有门楣。铸铁闸门是由单件铸件加工件或多件铸件加工后的组装件。闸门埋件是由铸铁加工的主轨、反轨、侧轨或限位块、底槛、门楣的组装件，闸门必须与埋件组装件进行整体研磨达到一定精度后才能具有一定的止水功能，属于刚性止水装置，主要靠水压力作用闸门或水压力和外加机械力共同作用闸门迫使止水平面闭合止水。上述门型存在的主要缺点如下：

1.铸铁闸门的主要缺点是：

1）铸铁闸门自问世以来一直未能形成水利行业的水利工程铸铁闸门设计制造安装验收规范，无论是设计还是制造质量没有标准可依，形成国内生产厂家众多、质量无法统一控制、工程事故频发的现状；

2）闸门挡水孔口尺寸受限且挡水高度低，即受材质和工艺的限制，铸铁闸门的宽度均在3m以内，通常尺寸较大时门板需分节，各种规格尺寸的铸铁闸门最大挡水高度限定在6m以内；

3）制造工艺复杂，精度要求高，材质缺陷等难以达到闸门应有的功能，漏水严重止水效果差，经常出现闸门或门框因应力变形、锈蚀卡死闸门或闸门和门框水压力破坏而发生事故，甚至造成灾难；

4）由于刚性止水，反向挡水位不能超过门高且漏水严重，不能真正实现双向挡水的要求；

5）制造污染严重，目前受国家环保法律法规及政策的影响，铸铁闸门不能保证正常进行生产，产品质量更不能得到保证。

2.平面钢闸门的主要缺点：

1)定轮闸门和滑动闸门的门叶梁系高度和边梁的结构尺寸需要根据孔口尺寸、孔口型式（露顶式、潜孔式）、挡水高度、双向挡水还是单向挡水、支承型式（滑块、悬臂轮、简支轮）等因素计算确定；埋件都是由钢质型材焊接的钢结构加工件或铸钢加工件，其断面尺寸和结构尺寸同样需根据上述因素确定，且现场安装均需要固定、连接拼装后浇筑混凝土形成闸门功能所需要的支承、升降导向、止水等闸门功能所需设施。由于上述情况，到目前为止，中小型平面钢闸门无法形成系列产品，几乎每座中小型水闸的闸门均需专业技术人员做大量的非标产品设计工作，闸门制造厂家根据非标产品设计图纸进行制造，安装单位依据设计进行安装。

2）定轮闸门和滑动钢闸门门叶和埋件结构相对复杂得多。通常闸门埋件均包括单独的主轨、返轨、侧轨、底槛、门楣、副轨等部分，其材料用量多，制造和安装工程量大，测量放线、检验、焊接、拼装等工序多，又由于闸孔中通视条件差等导致其安装精度低且不易控制、工期长、工程造价高。

南水北调东线山东段输水工程主线自韩庄运河起，至德州大屯水库，全长约487km，胶东干线自自东平湖起，至威海的米山水库，全长约704km ,2014年全线建成通水。沿线包括分水闸、节制闸、倒虹、涵闸等各类建筑物数千座。其中采用铸铁闸门的小涵闸共计500余座；7座泵站，3座调蓄水库。为了解决南水北调东线聊城段输水工程水质保障等问题，需对南水北调工程聊城段约200座小涵闸的铸铁闸门进行改造，以改变原铸铁闸门在使用中存在的反向止水堵不住、门叶变形锈蚀无法正常开启和关落、且每隔一段时间必须启闭等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，以解决南水北调聊城段输水工程水质保障等问题，提供一种结构简单，安装方便，易于保证安装精度，可取代铸铁闸门、中小型滑动平面钢闸门、定轮平面钢闸门，并可根据现有的国家和行业设计标准形成质量统一的一体化的、多功能的钢闸门系列产品，便于设计选型，服务于我国的水利工程，同时解决南水北调山东段小涵闸存在的若干问题，保证工程安全运行。采用的技术方案是：一种一体化钢闸门，包括启闭部件、含门槽的整体式的门框埋件和安装在门槽中的门叶，其特征在于：所述门叶为整体式门叶，所述整体式门叶包括：用型材或板材焊接成矩形或其他形状的门叶框架，该框架断面为封闭的空腔断面或实心断面；与所述门叶框架焊接成一体的横向主梁和纵向主梁；固定连接在门叶框架上的面板；止水装置；包括主滑块、反向滑块的支承导向装置；所述整体式的门框埋件组装成一体、并预埋在混凝土中，所述整体式的门框埋件是由不锈钢或其它材料的板材折弯成型或型材焊接的门槽、底槛、门楣拼接而成，所述整体式的门框埋件上设有锚筋或调整螺栓、并与一期混凝土预留的插筋焊接牢固；门槽为整体式门槽，且兼做闸门支承和移动的主轨道、反轨道、侧轨道以及侧止水座板；所述门叶、止水装置与整体式的门框埋件构成密闭的挡水装置。

本钢闸门采用整体式的门框埋件，且门叶、止水装置为工厂化制造组装、组装成一体式闸门后并经静平衡试验测试，可双向挡水或单向挡水，双向挡水水位可完全相同，既可为前封水闸门，也可为后封水闸门，既可为潜孔式闸门，也可为露顶式闸门；可实现现场的快速、精确化安装。本闸门由于采用整体式门框埋件，闸门门叶（含止水装置）和整体式门框埋件可组装为一体进行安装、整体式门框埋件和闸门门体也可分别安装，整体式门框埋件安装后浇筑二期混凝土，安装精度高，工期短，成本低。

所述止水装置包括设置在门叶一侧的预压紧止水橡皮和/或预压紧止水压板。预压紧止水橡皮由压紧滑块或压紧压板预压紧，所述压紧滑块或压紧压板螺栓连接在门叶框架上。止水装置的材质为橡塑复合材料或橡胶材料或其他柔性止水材质。此处预压紧止水橡皮/预压紧止水压板是指止水与门框之间的≤4mm的预压缩压紧，止水装置由止水压板、螺栓预压紧固定连接在门叶框架上。预压紧方式安装的止水承受的压力、水压力越大，挤压密封效果越好，保证止水装置始终紧压门框，以有效防止门叶漏水现象。

门叶与启闭机的连接方式为：所述闸门还包括固定在门叶顶部、与启闭部件连接的吊耳。

为提高螺杆或齿杆运动时的稳定性，防止下压闭门因失稳弯曲造成的变形破坏，保证闸门移动时的稳定性，所述闸门还包括与螺杆或齿杆配合的导轴承。

本实用新型的有益效果在于：

本闸门采用整体式门框埋件、闸门门叶的一体式型式，整体安装浇筑二期混凝土，以提升闸门安装整体精度，提高闸门使用中的抗渗抗漏水能力，并闸门优良的使用性能，门叶结构及其简单且受力明确；本闸门适于各类中小型水闸工程，门槽尺寸小且制造和安装简单、制造安装工期短、费用低，制造和安装精度易于保证，具有施工工艺简单、安装精度高、使用性能好和寿命长、可形成标准的系列产品、设计单位可直接选用、节省大量的闸门设计人力资源等优点。

附图说明

附图1是本实用新型安装位置示意图，附图2是双向挡水的前止水闸门结构示意图，附图3是附图2的A-A视图，附图4是附图2的B-B视图，附图5是附图2的立体图，附图6是门叶结构示意图，附图7是附图6的侧视图，附图8是双向挡水的后止水闸门背水面结构示意图，附图9是附图8的A-A视图，附图10是附图8的B-B视图，附图11是附图8的E-E视图，附图12是附图8的侧视图，附图13是附图8的后止水结构示意图，附图14是附图13的A-A视图，附图15是附图13的B-B视图，附图16是埋件结构示意图，附图17是附图9 的A-A视图，附图18是埋件结构立体示意图。

其中：1是门叶，11是门叶框架，12是横向主梁，13是纵向主梁，14是止水装置，141是预压紧止水橡皮，142是止水板条，143是侧止水压板，15是吊耳，16是面板；2是门槽，21是一期混凝土层，22是二期混凝土层，3是整体式轨道，4是螺杆启闭机，41是螺杆，42是导轴承，5是滑块，51是主滑块，52是副滑块，6是埋件，61是门楣，62是锚筋，63是胸墙，64是门槽中心线，65是吊点中心，66是边梁。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行说明。

现有技术中，中小型平面铸铁闸门安装施工工艺如下：

1、预埋件安装

1）测量放线，并确定埋件安装基准线；

2）安装底槛并于闸底板预留插筋焊牢国定；

3）安装包括主轨、返轨、侧轨等门槽埋件，同时安装门楣并与门槽的主轨或返轨连接拼装、各埋件均应与一期混凝土预留插筋焊牢；

4）复测检验符合规定要求后，浇筑二期混凝土。

2、闸门门叶安装

1）门叶吊装前，对已经浇筑的二期混凝土门槽应进行复测，并清除障碍物；

2）门叶在现场进行预拼检查，复测分节门叶的各个部分尺寸，清除污物，尤其是清理组合缝部位；闸门门体较小时，可将其整体吊入门槽中；

3）使用吊装工具将底节门叶吊入门槽，并用锁定梁可靠锁定后调整位置至满足要求，然后将上一节门叶吊至其上联接，并按照图纸要求调整、焊接、加固和安装止水；

4）使用吊装工具按上述方法依次将其他各节门叶吊入门槽进行安装，全部吊装就位后，检查各部分尺寸及平面度，特别是要测量滑块座板和止水座板的平面度，并根据实测数据调整尺寸使其满足设计要求；

5）全部焊接完成后，拆除安装工临时用的构件，并清理修平焊疤，复测闸门尺寸，并进行无损检测，及焊缝及其两侧焊接影响区域的防腐处理；

6）将止水放置于预定安装位置，并测量其封水中心线，无误后对止水进行号孔、钻孔，并检测精度；

7）闸门安装后进行静平衡试验至合乎要求；

8）闸门装好后，在无水情况下进行全行程启闭试验，检查滑道或滚轮运行情况、止水是否严密、闸门升降过程是否顺畅等，无水试验合格后再行充水试验。

通过以上工艺可以看出，现有技术中的闸门及其埋件为现场拼接式安装，安装精度除了和闸门本身制造精度密切相关外，还取决于现场加工精度，这就造成精度难以控制，且后续易于出现封闭不严造成的漏水等现象，故本闸门首先将现有技术中的现场拼装式门叶改变成整体式门叶，该整体式门叶在工厂出厂前已经加工完成，并经静平衡试验，拖运至现场后只需和门槽中的埋件对接即可，其次本闸门将现有技术中单独设置的正轨、反轨和侧轨做成整体式的轨道，浇筑在混凝土中，一是整体式轨道安装精度易于控制，二是整体式门框埋件本身也具有抗渗、漏水的优势，有效缩减了门槽尺寸和材料用量，以及工程费用。

本实用新型中公开的双向止水钢闸门，包括门槽2、安装在整体式门框的门槽2中的门叶1和整体式轨道3，闸门门体或门叶1为整体式，该整体式闸门门体和门叶1是指在工厂中已经完成整个闸门门体或门叶的加工组装，或将其二者组为一体，在施工现场安装：1)整体式门框埋件安装:2)门体吊至门槽中。即完成一体式闸门安装；闸门尺寸较小时可闸门门体装入门槽一并进行安装。本一体化闸门可是单吊点也可为双吊点，可配置各种类型的启闭机。

一体式钢闸门的门叶包括门叶框架11、与门叶框架11焊接成一体的横向主梁12和纵向主梁13、固定连接在门叶框架11上的挡板、双向止水14。

止水装置14包括设置在门叶1背水面上的预压紧止水橡皮141，预压紧止水橡皮141可为L型或者P型、双P型。预压紧止水橡皮141由滑板预压紧，滑板螺栓连接在门叶框架11上，一般设置在顶部和侧部。止水装置14还包括设置在门叶11底部、背水面上的止水板条142，止水板条142和止水橡胶或橡塑复合均为预压紧的方式，本实施例中预压紧量为4mm。

整体式门框埋件3（包括门槽6）由二期混凝土浇筑固定在水闸闸室的闸底板、闸墩和胸墙水工混凝土（一期混凝土）上。

本闸门还包括固定在门叶1顶部、与启闭机4连接的吊耳15，以及闸门移动支承的主滑块和反向滑块。吊耳15与启闭部件连接，该启闭部件可为螺杆启闭机或者齿杆启闭机，也可以采用其他形式启闭机控制闸门的启闭。本处给出的为螺杆启闭机4,为保证螺杆或齿杆的稳定运行，本处还设置有导轴承42。

实施例一：如附图2所示，给出的是一种潜孔式双向挡水闸门，该闸门采用前止水结构，即在迎水面（正向挡水面）上设止水装置，并具有双向止水的效果。

结合附图6可见，闸门门叶采用两实腹式横梁加一道纵梁式设计，正反向挡水。门叶四周边梁66为角钢拼接成的矩形封闭断面，具有良好的扭转和弯曲刚度，可满足闸门支承和止水密封的要求。该门叶结构简单、制造方便，成本低，通用性好，适应性强，可配置不同的止水装置，以形成不同挡水形式的潜孔式闸门和露顶式闸门，可用于低水头（≤10m水头）水闸的中小型闸门。该一体化闸门可满足单向挡水、也可满足双向挡水，且正向挡水水头高度和反向挡水水头高度可完全相同。它可广泛应用于输水渠道、农田水利等水利工程中。以闸门规格为2.0×2.5m为例，单吊点形式。每扇闸门配有100kN单吊点手电两用螺杆式启闭机一台，启闭机配备导轴承闸门正向挡水面为干渠侧水，反向挡水面为挡堤外污水或洪水。

实施例二：如附图8所示，本实施例中给出的是一种潜孔式双向挡水闸门，该闸门采用后止水结构，即在背水面上设止水装置，并具有双向止水的效果。

除了以上给出的潜孔式双向挡水闸门之外，本闸门还可通过将门叶配置的止水装置去掉顶部止水，同时门框中去掉胸墙的方式做成露顶式钢闸门，即该一体式的闸门亦适用于露顶式闸门中。还可用于具有单向挡水效果、后止水或者前止水的潜孔式或者露顶式闸门中。

综上所述，本闸门改变了现有技术中门叶和门槽的结构形式，采用工厂化加工出的闸门门体与整体门框在工厂内或安装现场组装为整体进行安装，克服了以下技术难题：

1）铸铁闸门存在的挡水孔口尺寸受限且挡水高度低；制造工艺复杂，止水效果差，经常出现闸门或门框因应力变形、锈蚀卡死闸门或闸门和门框水压力破坏而发生事故；刚性止水不能满足双向挡水的要求；制造污染严重，不能保证正常生产，产品质量难以保证等缺陷问题。

2）中小型平面钢闸门存在的门叶结构复杂难；埋件复杂，制造安装繁琐，保证安装精度难度大，制造安装成本高，功能单一，不能形成标准统一的系列产品等缺点。保持门叶和门槽结构和形式不变，仅仅改变止水装置水封型式（P型、双P型、L型或其他型）即可满足单向挡水、双向挡水可挡同等高度水位；它即适应前止水，也可适应与后止水；可配置螺杆启闭机，或齿条式启闭机，或其他形式的启闭机，启闭机可以是单调点，也可是双调点。该闸门一般情况下可适应孔口6*6m以内的潜孔式水闸，挡水高度10m，仅仅改变梁系高度和断面及滑块长度即可满足挡高高度的变化；它作为露顶式闸门使用可使用于常用的孔口尺寸和挡水高度。

当然，上述说明并非对本实用新型或实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型或实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型或实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种一体化钢闸门，包括启闭部件、含门槽的整体式的门框埋件和安装在门槽中的门叶，其特征在于：

所述门叶为整体式门叶，所述整体式门叶包括：用型材或板材焊接成矩形门叶框架，该框架断面为封闭的空腔断面或实心断面；与所述门叶框架焊接成一体的横向主梁和纵向主梁；固定连接在门叶框架上的面板；

止水装置；

包括主滑块、反向滑块的支承导向装置；

所述整体式的门框埋件组装成一体、并预埋在混凝土中，所述整体式的门框埋件是由不锈钢板材折弯成型或型材焊接的门槽、底槛、门楣拼接而成，所述整体式的门框埋件上设有锚筋或调整螺栓、并与一期混凝土预留的插筋焊接牢固；

门槽为整体式门槽，且兼做闸门支承和移动的主轨道、反轨道、侧轨道以及侧止水座板；

所述门叶、止水装置与整体式的门框埋件构成密闭的挡水装置。

2.按照权利要求1所述的一体化钢闸门，其特征在于：所述止水装置包括设置在门叶一侧的预压紧止水橡皮和/或预压紧止水压板。

3.按照权利要求2所述的一体化钢闸门，其特征在于：所述预压紧止水橡皮由压紧滑块或压紧压板预压紧，所述压紧滑块或压紧压板螺栓连接在门叶框架上。

4.按照权利要求1所述的一体化钢闸门，其特征在于：所述闸门还包括固定在门叶顶部、与启闭部件连接的吊耳。

5.按照权利要求1所述的一体化钢闸门，其特征在于：所述启闭部件为螺杆启闭机，所述闸门包括与螺杆启闭机的螺杆配合的导轴承。

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