闸门结构设计论文

【摘要】水闸入口中混凝土的施工技术，省去了传统的封堵技术及相应的大型启闭机和上部排架结构，大幅减少了工程量，降低了封堵施工难度和对环境的破坏程度，能有效缩短直线工期，促使工程提前产生效益，具有经济、环保、便捷高效等优点。今天小编给大家找来了《闸门结构设计论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

闸门结构设计论文 篇1：

平板闸门的结构设计与研究

摘要：液压平板闸门目前已广泛应用于河流、矿山等领域，具有结构简单、密封性好、操作灵活、便于控制等优点。为控制城市地下污水管道分流、引导，设计了液控平板闸门，并通过软件对其进行三维建模和有限元仿真。通过对平板闸门不同开口度的静力学仿真和模态分析，得到闸门工作时的应力、变形、各阶固有频率和振型，可根据平板闸门的固有频率合理设计污水管道水工设备并决定其应用场合。静应力分析和模态分析为管道用平板闸门的结构设计和应用工况分析提供了理论依据。

关键词：平板闸门;静力学仿真;模态分析

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.04.012

0    引言

近年来，我国城市化进程发展迅猛，用于防洪排涝和收集城市用水的给排水系统是城市发展不可缺失的一部分[1]。城市地下管网的建设和管理之间存在时间差、不同步现象是大部分城市在发展过程中存在的难题，主要表现为管网设计落后、不够超前，已建污水管网基础资料缺失，日常管理存在多头现象、衔接不畅不到位等[2]。南京市双垄河为南北向河道，目前双垄河与二阳沟连通工程正由桥工段企业实施，为合理分配双垄河蓄排雨水功能，充分发挥水利调度优势，亟需设计一款自动化程度高、环境适应性强的闸门。

平板闸门因具有结构简单、安装容易、维修方便、综合造价低、运行安全可靠等优点[3]，近年来广泛应用于各种水利枢纽或水电站中。作为水利工程中的挡水装置，水利管网的运行与闸门结构的可靠性密切相关。运用软件分析，依据相应规范验证钢闸门设计的可行性，对引水工程闸门结构进行静力学模拟计算和频率分析，得出适合引水工程的闸门结构型式，对工程应用具有重要意义[4-5]。

1    结构设计

闸门设计的重点和难点主要在于如何选择更优的闸门构造型式，以更好地满足工程布置及功能要求。基于安装环境需求，本设计选择平板式闸门为基本构型，辅以液压缸、加强筋等构件，完善平板闸门整体结构。

本设计平板闸门如图1所示，包括滑道、液压缸、桁架、液压杆、挡水板、加强筋及密封件等。平板闸门安装面与水工建筑螺栓连接固定，挡水板与液压杆铰接固定，通过外接油路控制液压杆的伸出、缩回实现活动闸门的位移、开启、关闭，或将活动闸门锁定在油缸行程内的某一位置，控制泄水量。

如图2所示，滑槽直升式挡水板，面板厚度10 mm，背部焊接田字型加强筋，增加结构强度。闸门整体尺寸为1 200 mm×2 000 mm×183 mm，最大开口直径800 mm。

2    力学分析

平板闸门正常运行时，闸门材料均处于线弹性阶段，其各构件产生形变均较小，因此计算时为线弹性薄板问题。闸门薄板广义上的应变矩阵为：

应力矩阵为：

由于薄板为各方向同性质的均匀材质，考虑水工钢闸门材料的实际情况，视各板结构均为弹性变形：

式（3）中的矩阵D为水工钢闸门材料的弹性矩阵，由各构件材料的弹性模量E与泊松比ν共同决定，属于材料的固有属性。矩阵D的计算公式可以表示为：

在平板闸门的应用中，设计承载水压为10 kPa，为更好地计算闸门受力状态，有必要进行有限元分析。将建立的平板闸门三维模型导入ANSYS中，并施加约束和负载，观察不同开口度平板闸门的受力状态。

图3为闸门全闭工况下受力变形云图，从图中可以看出闸门的主要变形分布在挡水板中部，最大变形量不超过0.5 mm。加强筋处于变形集中部位，能够起到增加挡水板强度的作用。

图4和图5为闸门半开状态下的变形和应力分布云图，由图可知，平板闸门在运行过程中变形和应力均较小，闸门可靠性高，使用稳定。变形与应力较大位置有加强筋支撑，保证了挡水板的可靠运行。

3    模态分析

为避免平板闸门在使用过程中与其他水工设备产生共振而造成严重损坏，有必要对闸门进行模态分析，确定结构的模态与主振型。对于平板闸门，因其质量和刚度都具有分布特性，理论上将其看成有限多自由度问题。多自由度无阻尼自由振动微分方程的一般形式为：

系统自由振动中，假设所有质量均做简谐振动，方程的解为：

式中：Xi为第i阶振型中位移的阵列;A（i）为第i阶振型中各点的振幅向量;ωni、φi分别为第i阶的固有频率和相角。

对于振动系统，振幅不全为零，故有特征方程：

求解特征方程后可以得到固有频率，即式（8）的特征值。在求得系统各阶固有频率后，将其中某一阶固有频率ωni代回到主振型方程式（7）中，并展开得：

对式（9）进行求解，求得的值都与An（i）成正比，这样就得到了第i阶固有频率ωni的n个振幅之间的比例关系，也就是系统按第i阶固有频率振动时各坐标的振幅比。所以，这n个具有确定相对比值的振幅组成的列阵称为系统的第i阶主振型，即：

将三维模型导入ANSYS中，并完成材料属性设置，对闸门结构采用自适应网格划分，随后进行模态分析。

全闭闸门模态云图如图6所示。

从图7中的数据可知，在平板闸门全闭状态下的各阶模态中，闸门结构都发生了严重变形，特别是在第9阶121.55 Hz和第10阶121.79 Hz，主振型超过1 m。

平板闸门运行过程中半开状态经常出现，故有必要对半开状态闸门进行分析，图8为半开闸门模态云图。

图9为半开闸门前10阶固有频率和主振型，从图中可以看出，在第1阶70.3 Hz、第6阶113.35 Hz、第8阶132.01 Hz及第10阶193.62 Hz主振型较大，均超过0.4 m。在闸门半开状态下应避免此频率产生共振现象。

图10为闸门全开状态下的固有频率和主振型，其中第1阶70.37 Hz、第4阶112.71 Hz、第6阶132.01 Hz和第8阶194.16 Hz主振型较大，均超过0.4 m。在闸门全开状态下应避免此频率产生共振现象。

4    结论

本文基于SolidWorks和ANSYS软件对平板闸门进行三维建模及静力学和模态分析，通过时域和频域两个角度验证平板闸门的可靠性，由仿真得出如下结论：

（1）根据平板闸门静力学仿真分析结果，闸门全闭状态下最大变形发生在挡水板中心位置，半開闸门最大变形在挡水板底部，应在附近分布加强筋，以增加挡水板强度。

（2）通过对平板闸门不同开口度的模态分析，得出不同开口度下固有频率的分布和主振型的大小，为平板闸门的应用提供了参考，可避免在使用中发生共振现象。

[参考文献]

[1] 郭永强.市政污水管纳入综合管廊的设计要点及影响探析[J].黑龙江交通科技，2020，43（7）：98-99.

[2] 乔小虎.浅谈县城污水管网管理中存在问题及对策[J].建筑与预算，2021（8）：101-103.

[3] 毕秋生，马弘毅.高精度控制液压平板闸门的设计与实现[J].煤炭技术，2017，36（11）：291-294.

[4] 杨光明，万宇飞，俞人杰，等.考虑止水位置的平面钢闸门应力有限元分析[J].人民长江，2019，50（1）：153-157.

[5] 吴锋.三金拦河闸改建工程闸门的设计及优化[J].黑龙江水利科技，2018，46（4）：148-150.

收稿日期：2021-11-24

作者简介：范科飞（1971—），男，江苏句容人，机械工程高级工程师、建设工程教授级高级工程师，长期从事机械设备及工程管理相关工作。

作者：范科飞 安平

闸门结构设计论文 篇2：

论水闸入口中混凝土的施工技术

【摘要】水闸入口中混凝土的施工技术，省去了传统的封堵技术及相应的大型启闭机和上部排架结构，大幅减少了工程量，降低了封堵施工难度和对环境的破坏程度，能有效缩短直线工期，促使工程提前产生效益，具有经济、环保、便捷高效等优点。

【关键词】水电站；入口；混凝土；施工技术

0案例

该水电站以发电为主，水库一般储水位是955m，总容量为1.347亿m3。坝体使用砾石土心墙堆石坝，坝高960.00m，坝宽10m，最大坝高74m。进水口布置在细粒花岗岩台地上沿距壩轴线上游约25m处，为岸塔式结构，4座进水口“一”字型排布。1号导流洞为高泄洪洞，尺寸为16m×17m，2号导流洞为低泄洪洞，进口高程为902m，出口高程为899m。

一、技术原理与工艺特点

1.技术原理

首先采用一个带导流孔的小型施工钢闸门控制水流，施工钢闸门导流孔后接导流管，水经导流孔、导流管流到混凝土闸门设计部位下游侧，创造导流洞进水口不断流情况下的干地施工条件，然后采用干地施工方式浇注钢筋混凝土闸门。施工钢闸门上的导流孔将封堵大断面的导流洞进水口变成封堵施工钢闸门内导流孔小断面，大幅降低了封堵施工难度。当大坝具备蓄水条件且混凝土闸门达到设计强度时，人工操作导链滑轮组关闭施工钢闸门上的导流孔闸门，即可实现对导流洞进水口的封堵，之后可按设计进行导流洞内堵头段混凝土施工。

2.工艺特点

传统水利水电工程导流洞进水口封堵多采用钢闸门、预制叠梁等方式，需要设置大型启闭机，浇注数十米的钢筋混凝土排架结构，安装大型钢闸门或预制叠梁存在施工时间长、工程量大、工艺要求

高、施工难度大、对环境影响大、施工成本高等特点。本技术采用不断流封堵方式，可在主体工程具备下闸条件前提前进行导流洞进口封堵施工，与传统施工方法相比，可减少导流洞进水口封堵施工工程量，降低施工强度，缩短施工工期。同时因省去进水口启闭机及排架结构，对环境的破坏范围大幅降低，环保效益突出。

二、施工工艺流程及操作要点

1.施工工艺流程

导流洞进水口建筑物设计、施工→导流洞过水→现浇钢筋混凝土闸门设计，施工挡水导流钢闸门设计制作→施工挡水导流钢闸门下闸→导流孔闸门吊装→现浇钢筋混凝土闸门施工→关闭导流孔闸门（大坝蓄水）→钢筋混凝土闸门导流孔封堵→导流洞内堵头段施工。

2.操作要点

1）现浇钢筋混凝土闸门结构设计

○1门槽设计在进口两侧边墩设2道门槽，上游门槽为施工钢闸门槽，有门槽埋件；下游门槽为现浇钢筋混凝土闸门槽，无门槽埋件，按混凝土闸门结构需要设计预埋钢筋。门槽尺寸、位置应通过计算确定，锦潭水电站施工钢闸门槽宽50cm，现浇钢筋混凝土闸门槽宽150cm。

○2闸门设计共设置3道闸门，其中下游为封堵导流洞口现浇钢筋混凝土闸门，中间为施工挡水导流钢闸门，上游为关闭导流孔的小钢闸门，闸门结构应通过计算确定。

○3不断流封堵导流孔设计在施工挡水导流钢闸门内设置2个导流孔，孔内安装通到钢筋混凝土闸门下游侧的导流管，下闸后由导流管过流。导流孔数、管尺寸根据施工时段水文情况计算确定。

○4启闭结构在现浇钢筋混凝土闸门顶部设置导流孔钢闸门启闭支架，通过滑轮组控制导流孔闸门的开启和关闭。

导流洞进水口钢筋混凝土封堵闸门结构布置如图1 所示。

2）小型施工钢闸门下闸实现不断流封堵

按照设计图进行施工钢闸门、导流孔封闭闸门、导流管进行现场制作。在导流洞进口结构及门槽埋件施工完成后，用8t汽车式起重机等起重设备适时将施工导流钢闸门吊装到上游门槽内。首先由人工将施工钢闸门槽和底坎清理干净，由8t汽车式起重机将带有导流孔的施工钢闸门吊入门槽内挡水，人工随之对门槽内止水封条进行加力，保证闸门挡水防渗效果，然后将导流管安装到闸门导流孔内，上涨河水通过施工钢闸门内导流管流到钢筋混凝土闸门下游侧，使钢筋混凝土闸门施工能在干地施工。

施工钢闸门下闸时机应根据工程总体进度情况和工区河流水情确定，一般可选择在下闸蓄水节点或导流洞进水口计划封堵日期前2～3个月进行。

3）导流孔闸门吊装

用8t汽车式起重机将导流孔闸门吊装到施工钢闸门上，并在进水口左右边墩顶面上放1根槽钢，用钢丝绳将导流管封堵闸门吊至开启位置固定，不影响导流孔过流。

4）钢筋混凝土闸门浇注

施工导流钢闸门安装完成，导流管过流后，在钢筋混凝土闸门门槽下游用袋装黏土等修筑一个小围堰，抽干施工导流钢闸门和小围堰间的积水，用干地方式进行钢筋混凝土闸门结构模板、钢筋、混凝土浇注施工。人工在钢筋混凝土闸门槽内首先进行底坎、两侧门槽缝面凿毛处理，然后依次进行立模、闸门钢筋安装、缝面冲洗。混凝土浇注时用100mm，50mm插入式振捣器平仓、振捣，达到设计高程后人工抹面。浇至顶部时预埋导流孔钢闸门启闭支架埋件及滑轮组埋件，收仓后做好混凝土养护工作。

5）关闭导流孔闸门

在现浇钢筋混凝土闸门混凝土到达设计强度70%以上时，可开始顶部启闭支架及滑轮组安装工作，安装完成后将固定导流孔闸门的钢丝绳换到导链滑轮吊钩上，调整好闸门封堵开启位置。在闸门混凝土达到设计强度且工程具备初期蓄水条件时，可在现浇混凝土闸门顶部人工操作导链滑轮组，使导流孔钢闸门向下转动关闭导流孔。

6）钢筋混凝土闸门导流孔封堵

当施工钢闸门的导流孔封堵后，由人工在现浇钢筋混凝土闸门下游侧将导流孔出口处割断的受力钢筋焊接好，再用混凝土封堵导流孔，从而完成现浇钢筋混凝土闸门封堵导流洞进水口施工。

7）导流洞堵头施工

现浇钢筋混凝土闸门封堵导流洞进水口后，可按设计要求适时进行下游导流洞洞内堵头施工。

三、门型选择及门体结构设计

1号导流洞封堵闸门采用平面滑动钢闸门。门叶结构由面板、主梁、水平次梁、竖向隔板和边梁组成。闸门厚2.307m，宽17.88m，高18.18m，为了方便工地安装，并满足运输单元的要求，将闸门分为7节制造、运输，闸门各节自上而下的高度为：第1节2.68m（包括吊耳），第2节、第3节、第4节、第5节、第6节均为2.6m，第7节2.5m。闸门最大件为第1节，其外形尺寸为2.307m×2.68m×17.88m，最重件为第6 节，重44.452t。各节闸门均采用主横梁体系同层布置，实腹式工字形双主梁结构。主梁支承于边梁上，面板设在上游侧，主支承滑道设在下游侧，反向滑块设在上游侧。

由于闸门宽度较大，为减少现场拼接工作量，特别是避免现场焊接，以保证闸门整体拼装后的质量，闸门的各节门叶采用螺栓连接成整体的连接方式，使闸门的拼装工作，既能有效保证闸门整体拼装质量，又能缩短工期。

闸门面板和底止水布置于闸门上游侧，下游侧至底主梁的下翼缘连线的倾角为19°，考虑到该闸门正常情况为一次性下闸使用，况且下闸水头较小，底缘可能出现的负压较小，虽然底缘平缓，对闸门运用影响不大。

四、门槽设计及保護

在工程的泄水建筑物中，1号导流洞布置位置最低，承担着施工期的泄水任务，大量的泥沙、弃渣以及各种杂物从导流洞通过且过流时间长，因此，1号导流洞门槽埋件及闸室段均可能产生冲蚀及磨损破坏，门槽底部也可能沉积有害异物。如何防止门槽段在过流期间不受冲蚀和淤积，是确保封堵时安全顺利下闸的关键，设计必须事先采取防范措施。为此，设计采取了以下措施：

1）门槽体型选用流态较好的Ⅱ型门槽，宽（W）=2400mm，深（D）=1200mm，斜坡比1∶12，宽深比W/D=2，错距比△/W=0.05。

2）门槽段底板及孔口高度内的二期混凝土范围均采用钢板衬砌，以增强门槽段的抗冲蚀耐磨性。

3）施工期间避免向导流洞进口上游河道弃碴。

4）在导流洞过流期间，门槽设置保护填框对其进行保护，并在填框顶部设置了钢盖板。

五、结语

本方法适用于中小型水电站导流洞进水口的封堵施工，特别适用于洪枯流量差大、枯水期时间长的山区河流中小型水电站导流洞封堵施工，可在水利水电工程施工中推广应用。

参考文献：

[1]姜加荣.安徽省霍山县白莲崖水库导流洞封堵施工技术[J].现代农业科学，2009（5）：256-257.

[2]郑小平，熊增生，彭琳.班多水电站大型弧形钢闸门启升技术[J].施工技术，2011，40（12）：65-66，72.

作者：阿不力提甫?吾买尔

闸门结构设计论文 篇3：

云南省弥勒县南盘江雷打滩水电站金属结构设计

摘  要：云南省南盘江雷打滩水电站是昆明院实行的总承包项目工程。设计周期时间短，质量要求高，工程量控制严格。本文通过介绍雷打滩水电站金属结构设计布置方案，希望对今后同类型的电站设计具有一定的借鉴和指导意义。

关键词：雷打滩;金属结构;方案设计;参数;设计亮点

一、工程概况

（一）工程位置。雷打滩水电站位于云南省弥勒县和邱北县交界的南盘江干流上，系南盘江中下游河段一库八级开发方式的第七个梯级电站。电站距弥勒县城公路里程73km，距昆明公路里程为211km。

（二）水文和气象。雷打滩电站坝址控制流域面积

26181km2，坝址多年平均流量为189m3/s。南盘江流域枯期降水一般较少，其河流水量主要靠地下水补给。枯期（11月-5月）径流量只占年径流量的27.7%。汛期径流量约占年径流量的72.3%左右。流域多年平均降水量 910 mm。多年平均悬移质来沙量为634×104t，其中汛期6月～9月为560×104t，占年来沙量的88.4%，多年平均含沙量为1.06kg/m3。坝址多年平均推移质为30×104t。坝址属北亚热带季风气候区，干湿季节分明，多年平均气温19.80C，极端最低气温约为-2.1℃。

（三）装机规模和工程等级。本电站装有3台混流式水轮发电机，单机容量为36MW，保证出力24.93MW，多年平均发电量为5.327亿kw·h，年利用小时为4932h。

拦河坝最大坝高84m，坝顶长度209.5m，坝型为碾压混凝土重力坝。水库总库容93.96×106m3，有效库容40.63×106m3。根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL 5180-2003），本电站属三等工程，主要建筑物为三级建筑物。

工程地震设防烈度为7度。

（四）工程布置。拦河坝自右至左为右岸非溢流坝段、河中溢流冲沙坝段、左岸进水口坝段，为一字并列式布置。右岸非溢流坝段及河中溢流冲沙坝段（采用碾压混凝土，左岸进水口坝段为常态混凝土。河中布置五个表孔，孔口尺寸为10m×16m（宽×高），堰顶高程为946.00m，表孔采用宽尾墩——底流消能。冲沙底孔左右对称布置于溢流表孔两侧，孔口尺寸为3m×5m（宽×高），底孔采用挑流消能。

左岸引水发电系统由引水管道、岸边地面厂房及GIS楼组成。引水管道布置在南盘江左岸，由明管和压力管道组成，采用单机单管的供水方式，设计引用流量为82.5m3/s。隧洞段管径为5m，压力钢管管径为4.5m。三条引水道水平长度分别为222.540m、245.221m、269.052m。进水采用斜进水，与主厂房机组纵轴线夹角为600。

二、设计依据及标准

（一）设计遵循的标准。国家颁布的有关法令、法规。

金属结构设备的设计所遵循的主要标准和规范有：《水利水电工程钢闸门设计规范（DL/T5013-95）》;《水利水电工程启闭机设计规范（SL41-93）》;《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范（DL/T5018-94）》

三、金属结构设备

整个电站共设有门槽36孔闸门29扇（其中弧形闸门7扇，平面闸门13扇、拦污栅9扇），各类启闭机13台。金属结构设备总重约2106.547T。

（一）冲砂底孔系统的金属结构设备。（1）冲砂底孔金属结构概述。 冲砂底孔在大坝的左右岸各设一孔，其主要任务是水库冲砂，以保证机组取水门前清。左右岸冲砂底孔的金属结构设备由弧形工作闸门、工作闸门油压启闭机、事故闸门、事故闸门共用坝顶门式启闭机等组成。

（2）冲砂底孔事故闸门与启闭机。1）冲砂底孔事故闸门与启闭机的主要技术参数。

孔口形式：潜孔式;

孔口尺寸：3.0m×5.2m;

孔口数量：2孔;

闸门数量：1扇;

底槛高程：910m;

设计水头： 52m;

总水压力：12291kN;

轨上扬高：9.2m;

起升速度：1.5m/min;

行走速度：15m/min;

轨距： 6.5m;

轮距： 8.5m;

起升高度：60m。

2）冲砂底孔事故闸门设计。在左右冲砂底孔进口处各设有一扇孔口尺寸为3.0m×5.2m的平面事故闸门门槽。门槽底槛高程910m，门槽中心线桩号均为坝横0+003.00m。门槽型式为Ⅱ型结构。采用较优的门槽错距比和较优的斜坡。二孔门槽共用一扇事故闸门。闸门为平面焊接钢结构，采用滚动轴承定轮支承，分上、下两节制造、运输，节间采用销轴连接，将两节闸门在工地连接为一整体。节间设有止水。闸门为上游止水，顶侧水封形式为“P”形断面，底水封形式为“条”形断面，橡皮采用预压缩达到止水的目的。事故闸门的操作条件为配置加重块动水下门，小开度提门充水平压后静水起门。

（3） 冲砂底孔工作闸门与启闭机。1） 冲砂底孔工作闸门与启闭机的主要技术参数。

孔口形式：潜孔式;

孔口尺寸：3.0m×4.0m;

孔口数量：2孔;

闸门数量：2扇;

底槛高程：910m;

设计水头：52.45m;

总水压力：8844.1kN;

支铰高程：916.5m;

弧面半径：9m;

活塞杆最大行程：6.8m;

活塞杆工作行程：7m。

2）冲砂底孔工作闸门设计。左右岸冲砂底孔弧形工作闸门采用焊接钢闸门，主横梁结构体系。主横梁断面为工字型结构，弧门为直支臂，支臂断面为工字型结构，闸门采用圆柱铰支承，支铰轴套为自润滑形式。門叶结构、支臂裤衩与支铰运输至工地后，用螺栓连接为一整体。止水结构上顶侧水封为“P”形断面，底水封形式为“条”形断面。冲砂底孔弧形工作闸门为动水启闭，全开全关运行。

3）液压启闭机设计。左右岸冲砂底孔工作弧门液压启闭机为单吊点摇摆式液压启闭机，启闭机机座及油箱泵站系统均设置在高程为925.75m平台上。启闭机的油缸内径为340mm，活塞杆直径为220mm，启门时工作压力为15.2MPa，闭门时工作压力为3.3MPa。油缸缸体采用无缝钢管制作，活塞杆及吊头均为整体锻件。液压泵站布置在启闭机室内，泵站设两台互为备用的油泵电动机组，液压阀组的主阀均为插装阀。

（二）溢洪道系统的金属结构设备。（1）溢洪道金属结构概述。大坝表孔溢洪道是雷打滩水电站的主要的泄洪通道，其最大泄流量约为7950m3/s。溢洪道布置在大坝的溢流坝段，金属结构设有5孔1扇表孔平面检修闸门和5孔5扇表孔弧形工作闸门。表孔平面检修闸门的启闭设备为共用坝顶1250kN门式启闭机，弧形工作闸门的启闭设备为5台2×2500kN的液压启闭机。

（2） 溢洪道弧形工作闸门与启闭机。1）工作弧门与油压启闭机的主要技术参数。

孔口形式： 露顶式;

孔口尺寸：10.0m×17.0m;

孔口数量：5孔;

闸门数量;5扇;

底槛高程：945.0m;

支铰高程：955.0m;

设计水头：17.0m;

总水压力：15444.2 kN;

操作条件： 动水启闭;

液压启闭机容量：  2×2500kN;

活塞杆工作行程：  6.5m。

2）工作弧门的设计。弧形闸门采用二主梁、二斜支臂焊接钢结构，主横梁同层布置方案，主梁和支臂采用箱形断面。这种结构形式具有闸门整体刚度好，便于加工制造等优点。弧门支铰采用自润滑滑动轴套。在弧门两侧的边梁上各布置有6个侧导向轮。弧门的侧止水为“L”形橡胶水封，底止水为“条”形水封。

3）油压启闭机的布置设计。每扇闸门采用一套2×2500KN的油压启闭机操作，油压启闭机两只油缸的上吊点分别布置在闸门两侧的边墙上，下吊点分别铰接在弧门两侧的边梁上。液压泵站布置在闸门之间的闸墩里，每套泵站设有两台互为备用的油泵电动机组。弧门可在泵房和溢洪道值班室现地控制，其信号也能在厂房中控室显示。

（3）溢洪道检修闸门及启闭设备。1）溢洪道检修闸门和门机主要技术参数。

孔口形式：露顶式;

孔口尺寸：10m×16.105m;

孔口数量：5孔;

闸门数量：1扇;

底槛高程：945.895m;

設计水头：16.105m;

总水压力：13124kN;

起升高度：60m;

轨上扬高：9.2m;

起升速度： 1.5m/min。

2）检修闸门的设计。检修闸门为平面钢叠梁形式，共分5节。叠梁门采用复合材料滑块支承，下游橡皮止水，侧水封为“P”型水封，底水封和节间水封为“条”型水封。闸门的主梁为实腹式焊接组合变截面梁。闸门的操作条件为静水启闭，利用最下节叠梁上设置的充水阀充水平压。门槽型式为矩形断面，门槽的宽深比为1.71，门槽的底槛和主、反轨均为焊接钢结构件，下游侧主轨设有不锈钢水封座板。

（4） 溢洪道闸门。正常情况下，溢洪道检修闸门不工作，分5节分别锁定在5孔门槽的上部，当洪水水位超过962.45m高程时，为避免叠梁门影响行洪，应将叠梁闸门提出门槽运到坝顶别处临时存放。

（三）引水发电系统的金属结构设备。（1）引水发电系统的金属结构概述。雷打滩水电站设三台机组，采用单机单管引水方式。引水发电系统的进水口位于大坝的左岸坝段。进水口金属结构设有拦污栅、检修闸门、快速事故闸门及相应的启闭设备。在厂房的下游尾水管出口设有尾水检修闸门及启闭设备。

（2）拦污栅及清污机。1）拦污栅、清污机的主要技术参数。

孔口尺寸：3.7m×8.5m;

孔口数量：9;

栅叶数量：9;

拦污栅倾角：82°;

栅条净距：100mm;

底槛高程：935.0m;

平台高程：965.0m;

设计水头差： < 4m;

清污方式：清污机清污;

耙斗容量：1.1m3;

清污机起升容量：2×37KN;

清污机杨程：35m;

清污机起升速度：5m/min。

2）拦污栅及清污机的布置。电站进水口拦污栅采用82°斜栅布置的方式。每台机组的进水口设3扇拦污栅，共计9扇，放置在上游栅槽内。

3）扇拦污栅后的水域是连通的，当部分拦污栅的栅叶被污物堵塞时仍能保证各机组有足够的引水量，可避免或减少因部分拦污栅堵塞而停机的机会。拦污栅前后设有水位计，以监测拦污栅的水位差。当拦污栅的水位差接近设计值4m时，应启动清污机进行清污，防止污物压垮栅条。

（3）进水口检修闸门。1）进水口检修闸门的主要技术参数。

孔口形式： 潜孔式;

孔口尺寸： 5.0m×5.1m;

孔口数量： 3孔;

闸门数量：1扇;

底槛高程：935.0m;

设计水头：27.0m;

总水压力：6440.4KN;

操作条件： 静水启闭。

2）进水口检修闸门设计。检修闸门采用下游橡皮止水，尼龙滑块支承，为焊接钢结构，分两节制造运输，工地安装时拼焊为一整体。主梁为实腹式焊接组合梁，断面为“工”字形结构，面板和水封均设在下游侧，顶、侧水封采用“P”形水封，底水封采用“条”形水封。门槽型式为矩形断面，采用较优宽深比1.65，门槽的底槛和主、反轨均为焊接钢结构件，下游侧主轨设有不锈钢水封座板。检修闸门操作为静水启闭。

（4）快速事故闸门。快速事故闸门的设计。在每台机组的进水口检修门槽后设置一扇平面快速事故闸门，共3孔3扇。闸门采用下游橡皮止水，顶、侧水封采用“P”形水封，底水封和节间水封为“条”形水封。定轮支承，支承跨度5.464m。闸门利用水柱动水下门，静水启门，使用门叶上设置的充水阀充水平压，充水管直径为300mm，当上下游水位差<4m时方可启门。每扇闸门设有4个主轮，轮子直径为0.7m，轮轴直径0.16m。

（5）尾水检修闸门。尾水检修闸门设计。为方便机组与尾水管的检修，在每台机组的尾水出口设置检修闸门。为减小闸门的宽度，在每台尾水出口处设置一中间闸墩，使每台机组的尾水出口一分为二，变为两个孔口。根据雷打滩建管部要求每孔门槽均配有一扇潜孔式焊接平面滑动检修钢闸门，这样在首台机组发电时，其余各台机组用尾水检修闸门下闸挡水，省略了其余各台机组的临时施工堵头。闸门采用上游橡皮止水，尼龙滑块支承，操作条件为静水启闭，起门水头差按1m计算。闸门分二节制造，在工地安装时焊成整体。为保证可靠封水，在闸门下游侧设有简支式弹性反轮4个。

四、金属结构设计的亮点

（一）溢洪道金属结构设计。雷打滩水电站洪水分布不均，汛期下泄洪水流量大。表孔溢洪道承担主要的泄洪任务。表孔溢洪道工作弧门设计布置和结构计算先进合理，既减少了工程量，又保证了工作弧门安全可靠，顺利完成挡水及调节流量的任务，发挥了良好的效益。

（二）进水口金属结构设计。进水口检修闸门、泄洪底孔事故闸门、表孔溢洪道检修门共用一台坝顶双向门机，节约了启闭设备。减少了工程量，节约工程投资。

（三）坝顶双向门机及尾水台车设计。坝顶双向门机及尾水台车启闭机行走机构采用新型“三合一”电机减速器刹车定位装置，结构紧凑，效率高，维护方便。进水口拦污栅清污机悬挂在坝顶双向门机上，与坝顶门机共用行走机构，既节约工程量，更简化了坝面布置，缩小了坝顶宽度尺寸。这样的新颖布置在昆明院的金属结构设计中，雷打滩电站为首创。

作者：易春