郝雷

摘要：水工啟閉力的計算及吊耳部位的應(yīng)力計算在啟閉機選型及閘門吊耳選擇中至關(guān)重要，直接影響到啟閉機選型，啟閉機房的設(shè)計及鋼閘門選型等，應(yīng)該引起工程人員的足夠重視，本文對啟閉機、鋼閘門的設(shè)計做了介紹。希望通過本文的分析，能夠為工程設(shè)計人員提供一些借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：啟閉力;啟閉機

1.基本情況

某工程沖砂閘設(shè)計為3孔潛孔式，孔口尺寸寬×高=3.5m×4.0m，中墩厚度1.5m，邊墩厚度2.0m，閘室尺寸為長×寬=18m×20m，厚度2m，閘墩高度11.3m，底板高程為17.5m，最不利工況為上游水位25.7m，下游無水。閘墩頂設(shè)置排架結(jié)構(gòu)，排架上層為啟閉機梁及啟閉機房。根據(jù)孔口尺寸及結(jié)構(gòu)布置形式，設(shè)計閘門為平面鋼閘門，重量為6.1t，行走支承方式為滾輪。

2.啟閉力計算

根據(jù)《水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范》（DL/T5039-95）第8.1條啟閉力計算公式進行計算。

已知：閘門底高程17.50m，水位為25.7m，水頭Hs=8.2m，水封寬度Bzs=3.58m，閘門高度h=4.1225m，滾輪半徑R=175mm，滾輪軸半徑r=40mm，滑動摩擦系數(shù)f1=0.12—0.25（鋼對青銅），滑動摩擦系數(shù)f3=0.2—0.5（橡皮對不銹鋼），滾動摩擦力臂f=1mm（見規(guī)范附錄M），P45型止水受壓寬度取0.045m，閘門底緣止水至主梁下翼緣的距離D2=0.264m，下吸強度取20KN/㎡，考慮到工作閘門長期關(guān)閉時，斯倫河泥沙含量較大，本次還需考慮泥沙對啟閉力的影響，考慮2m高的泥沙壓力，螺桿重量（螺桿直徑為140mm，長度為18m）：

以上公式為規(guī)范推薦計算啟閉力的公式，在使用過程中有兩個誤區(qū)應(yīng)該引起工程人員重視。

誤區(qū)一：需要區(qū)分開TZD計算中公式的選擇，有滑動支承、滾動支承，滾動支承中軸承為滑動軸承還是滾動軸承，一般設(shè)計人員認為若選用了滾輪就為滾動軸承的滾輪摩阻力計算，其實不然，滾動支承下滾輪的軸承形式?jīng)Q定了公式的選擇，一般中小型閘門采用的滾輪均為滑動軸承，而非滾動軸承，若選擇不正確，就會將啟門力算小。

誤區(qū)二：就是在計算作用在止水上的壓力PZS時，有一部分人員計算時，采用止水處的水壓力乘以止水面積進行計算，未計入橡皮預(yù)壓縮引起的摩阻力，計算結(jié)果就會將啟門力算小。

將已知數(shù)據(jù)代入，正確的計算閉門力為80KN，啟門力為405KN;

若將滑動軸承的摩阻力誤算為滾動軸承的摩阻力，計算得閉門力為計算閉門力為21KN，啟門力為346KN;

若未計入止水橡皮預(yù)壓縮引起的摩阻力，計算得閉門力為計算閉門力為40KN，啟門力為365KN;

若同時陷入兩個誤區(qū)，則計算得閉門力為計算閉門力為-20KN，啟門力為306KN;啟門力計算與實際計算結(jié)果相差99KN，相差25%左右，若在啟閉機選型時，安全富裕度不是很大，很可能在工程實際運行中閘門不能被啟閉機抬起，造成工程事故。

3.結(jié)語：

水閘設(shè)計及各類泄水建筑物金屬結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常會用到閘門及啟閉機，雖然閘門及啟閉機的金屬結(jié)構(gòu)及設(shè)備費在工程投資中一般占的比例不大，但是卻是非常重要的部分，很多電站、各類取水口以及泄水建筑物事故中，造成直接及間接損失較大的事故，很大部分都是金屬結(jié)構(gòu)及機電設(shè)備出現(xiàn)問題，如啟閉機不能將閘門提起，相比土建缺陷處理起來，金結(jié)及設(shè)備的難度比較大，而且成本較高，故合理的啟閉機選型，對后期運行維修等方面有很大的影響。本文對于啟閉機設(shè)備的討論對工程設(shè)計人員可以起到一定的參考及借鑒作用。

參考文獻

[1]《水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范》DL/T 5039-95

[2]《水工設(shè)計手冊第7卷》（第2版 中國水利水電出版社）

漢中市水利水電建筑勘測設(shè)計院 陜西 漢中 723000