浅谈弧形闸门安装施工过程中常见的问题

弓玉红

摘要：弧形闸门在安装过程中会出现一些常见的问题，文章对这些问题进行了总结和分析，并根据施工经验提出了简单而易操作的解决方法。

关键词：弧形闸门；安装调试；补救措施

Abstract: There will be some common problems in the installation process of radial gate. An conclusion and analysis of the problems are presented in the paper, as wel as the simple and easily operated solutions according to the authors construction experience.

Key words: radial gate; installation debugging; remedial measure

中图分类号：TV663    文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1、引言

弧形闸门具有弧形挡水面板，当弧形挡水面板受水压后，通过支臂传给固定边墩的2个支座。启闭时整个闸门沿铰轴绕转，铰轴的旋转中心与弧形挡水面板的圆心重合，因而水压力的合力总是通过转动中心。当闸门启闭时，只需克服闸门部分自身重量和转动轴承处的摩阻力，所以它的启闭力比平面闸门小得多，只相当于平面闸门的1/3～1/2。由于弧形闸门门叶结构较轻，启闭力小且速度快，操作灵活，运转安全，具有其他形式的闸门所不具备的特性和优点，是闸门中最为经济的一种。所以，弧形闸门为现代水工建筑中应用较为广泛的门型之一。

虽然弧形闸门在水利工程中已被广泛采用，但弧形闸门从构造上比平面闸门复杂，安装起来要困难得多。特别是深水弧门安装，受场地狭窄的限制较大，如果安装场地予埋钢筋鼻子的布置不当，就会更加困难。有的闸门漏水严重，有的闸门在启闭过程中发生振颤，还有的甚至发生变形，此种种问题均与安装过程中存在不同程度的质量问题有关。

结合工作实际，本文对弧形闸门在安装过程中常遇到的问题及补救措施进行探讨。

2、支座基础螺栓位置与支座螺空位置不吻合

支座基础螺栓由土建单位在浇筑一期混凝土时埋设，由于螺栓安装尺寸误差可能偏大，浇筑混凝土时的振动会使螺栓产生位移，如用钢管校正，螺栓容易被扳弯，支座无法紧贴混凝土面。在以往的安装中，常采用的办法有：

（1）将支座基础螺栓附近混凝土凿去10cm左右，再用钢管校正螺栓，使螺栓露出混凝土面部分保持垂直，安装好支座后再回填砂浆混凝土。这种方法虽然能保证支座可紧贴混凝土面，但回填砂浆不能保证质量，消弱了螺栓与混凝土的接触。

（2）在浇筑一期混凝土时，根据图纸尺寸，用10mm钢板制作一个样板，将螺栓穿过样板，用木样板卡住，使其位置完全固定，然后安装于模板上。这样虽然能使螺栓的间距误差减小，但整个钢板仍有发生位移的可能。

（3）预留二期混凝土可以解决螺栓校正问题，但工序增加、工期较长，一般不予采用。

（4）有的弧门支座支承部分不采用混凝土牛腿，而用埋藏式箱梁结构。箱梁上的螺栓孔在支座安装时配钻，这样螺栓位置就较准确。在安装箱梁时必须保证安装质量且加固一定要牢固，以防止混凝土浇筑时箱梁产生位移而影响整个闸门的安装质量。由于箱梁埋于闸墩中，安装费时，且用的钢材较多，不经济，因此，除特殊情况外很少采用。

笔者在施工中总结的方法，既能保证支座的安装质量，而且经济不费时。

支座基础螺栓预埋时，再其前面设一基础定位板，加工时定位板螺栓孔比螺栓直径稍大（一般大0.5mm左右）。另外，支座制作时支座与基础螺栓的连接孔比基础直径稍大（一般为4mm），这样，即使螺栓位置有点误差，也不影响安装。但支座在受力的情况下位置会产生变动，因为螺栓孔径增大，起不到固定作用，当支座受到支臂传来的侧推力时会发生上下移动。为了不让支座产生移动，在弧形门组装调整好后，再在2个支座上方各焊一块30mm×200mm×500mm的抗剪板，便不影响安装质量。抗剪板和支座接触面要求精加工，并且安装时要顶紧，不允许有间隙。

3、支臂连接后支臂总长度不满足设计要求

支臂连接后支臂总长度不符合设计要求的情况出现后，在确定处理方法时一定要慎重。应仔细反复测量铰孔中心至支臂与门叶连接处之间的距离，测量时两支臂应在同一水平面上，以减少测量误差。在确定切割或加垫时，最好在门叶主梁接点与支臂接点相吻合时，再测量有关尺寸和门叶水封在导板上的位置。由于弧门受压后支臂后退将达10mm左右，所以，加垫厚度应比实际测量的计算值加大3～5mm，如要切割就少割3～5mm。

斜支臂是一复杂的空间几何体系，各零件的几何尺寸可以用几何计算的方法求出，但在下料时，都必须经过放大取样，求出与设计相一致的尺寸。一般支臂下料时要考虑焊接收缩量、火焰校正收缩量以及加工余量，最好先不焊连接板和底板，在端部预留调整修切余量，待弧门组装时，根据曲率半径的要求进行修切。

4、安装时支臂与门体连接螺栓位置不吻合

门叶经过翻身、吊装，往往会变形。为校正其变形，一方面可在设计制造时采用纵横（规格宜大、数量宜少），以增加其刚性；另一方面可在吊装翻身前，沿横梁方向加焊轻轨，对角方向加焊钢筋，以增加其刚性。

虽经加固，但由于拼装误差及可能的少量变形等原因，其安装螺孔往往还有个别不吻合，这时可以把这些螺孔用氧气或电钻扩孔来补救。扩孔后，螺孔与螺栓间孔隙增大，消弱了螺栓的连接力量，故对将来不准备拆卸的构件，还需在四周加焊，以保证安装质量。

5、弧形门门叶曲率半径R偏小

实践表明，弧形闸门在制造焊接过程中，不仅与平面闸门一样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，使得弧门在拼装焊接之后曲率半径变小。因此，为了使制造出来的弧门的曲率半径符合规范要求，在搭设弧形胎模时必须考虑这一因素的影响。

弧门在拼装焊接后，其曲率增大、曲率半径减小。其减小量的大小，与弧形面板的弧长S及弧门的曲率半径R以及面板弧长沿径向的收缩变形量△有关。经验公式如下：

[R-(R+)cosα]2+(R+△)2sin2α

R=

2[R-(R+△)cosα]

根据此公式，已知设计曲率半径Ｒ、弧长所对应的圆心角2α及收缩变形量△（经验数据约为面板弧长的0.4/1000～0.5/1000），可求得放大的曲率半径R。

在实际制造过程中，按上式计算弧形胎模放样的曲率半径，使闸门焊接后的曲率半径能够符合设计和规范的要求，而不影响闸门组装和拼装。

6、侧水封压缩不均匀或门体偏向一侧

侧水封压缩不均匀或门体偏向一侧，致使一边侧水封橡皮压缩量过大，而另一侧达不到设计压缩量。处理方法如下：如果经测量断定门叶中心线偏离了孔口中心线，则要在支铰处调整支铰链与支铰座侧面间的垫圈厚度，使门叶中心线与孔口中心线一致，两边水封橡皮压缩量不均匀的情况即能改善。在侧轮处改变橡皮垫的厚度，也可强制把门体顶向侧水封压缩量偏小的一侧。检查闸门两个吊点上钢丝绳的松紧程度是否一致，并进行调整，是闸门平衡升降。如门叶位于门槽正中并无偏移，应更换止水橡皮或增厚橡皮垫板。

遇此情况最好的办法是改变原水封结构设计，将原P型水封改成刀型橡皮水封，将固定水封角钢直接装于边纵梁上，使面板宽度减小，空隙增大至200mm左右。这样，吊装门叶就位方便，且水封与止水导板间隙容易调整，止水情况也较好。如采用贴补式，先将刀型水封与止水导板间隙调整好后，再将固定止水的座板焊接在面板上，经过多年试验，这种方法侧止水封水效果良好，而且使用寿命较长。

7、闸门顶止水被撕裂或漏水

闸门顶水封橡皮被撕裂，说明止水橡皮压缩量过大（被障碍物刮破或撕裂的情况除外），应更换顶水封。仔细实测门体顶水封与门槽相应位置的间隙值，从而判定顶水封橡皮的压缩量是否过大，然后安装新水封。

顶水封漏水，说明水封橡皮压缩量不够。用透光或塞尺检查，如局部压缩量不够，可通过局部加平垫或再用力拧紧水封螺栓，使橡皮变形增大，以增大水封压缩量；若整体压缩量不够，可能因支臂偏短，在弧门受压后支臂后退，造成顶水封压缩量不够，应加厚垫片，一般应比实际量测计算值加大3～5mm。

8、支铰在启闭过程中有响声和震动

支铰在启闭过程中有响声和震动，说明两铰轴轴线有偏斜而产生憋劲，严重时应进行调整处理，可减缩铰轴直径，增大配合间隙，以消除响声和震动。

9、铰轴安装不能到位

铰轴安装时，轴穿不进轴孔或强制穿上轴后在孔内不能转动，多是由于轴孔配合间隙不当，或轴孔装配前未进行很好的清洁检查所致。为防生锈并保证门叶启闭灵活，铰轴一般用45钢制成，外表做镀铬处理，电镀后磨削加工轴的外圆，保证轴径尺寸的精度。用外径千分尺检查轴径应符合设计图纸尺寸要求，并用内径千分尺检查轴套内孔径，使其符合内径设计预留间隙，其间隙大小视铰轴的具体尺寸而定。

经检查符合要求后，对轴和孔进行清扫，将轴端油孔螺丝打开，用压缩空气吹扫，检查油孔是否畅通，并吹出油孔内污物。油孔如有堵塞，应进行疏通，确保安装后润滑正常。疏通后重新拧紧油孔螺丝，同时将铰轴外表面全部抹上黄油，以待安装。

铰轴在安装前，先在支座与铰链的轴套中试装。要求铰轴经轻轻敲打后能顺利插入，且转动灵活。当支臂吊起后，其铰链上的轴孔与支座轴孔四周壁像平时，便将门轴穿进去。

若数量多时应将支座编号并做好记录。

10、结束语

综上所述，在弧形闸门安装施工过程中经常遇到以上问题，但只要在制造过程中制定必要的预防措施，并在安装过程中采取正确的补救措施，都能够保证闸门正常运行。