水工金属结构讲义
水工金属结构PPT课件
体条件，经技术经济比较后确定；管道条数的确定依据；
管道顶部在最低压力线以下至少应有2m的裕度；钢管宜
设过流保护装置；管道进口处应设充水阀或旁通充水管；
管道转弯半径不宜小于3倍管径，位置相近的平面转弯和
立面转弯宜合并；位置相近的弯管和渐缩管宜合并成渐缩
弯管；渐变段长度不宜短于1倍管径；在压力管道最低点
水利水电工程学院2007年1080月-8
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A.9
当水工建筑物有泄洪和发电等要求时，孔口应布置在 不同高程，并从有利于水流和运行条件等考虑，在平 面上应尽量错开布置，不宜重叠；若深孔闸门设于泄 洪管道出口时，对闸门的安装和运行比较方便，而若 深孔闸门设于进口或中部时，可使泄水管道的有压段 缩短，节省管道衬砌，但闸门的安装与施工干扰较多。
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A.8
➢水工钢闸门
1．水工钢闸门的布置设计
闸门的布置，应保持水流平顺，尽量避免出现门前横向 流和漩涡、门后淹没出流和回流等现象。
对重要的深底孔闸门或采取水力操作的闸门，应注意选 择合理的水道布置和体形，使闸门及门槽段获得良好的 水力条件；合理选择和设计闸门的门槽型式、底缘型式、 胸墙相关尺寸以及通气孔面积等；设置通气孔及布置； 闸门的平压设施；电站进水口应设有可靠的水位差观测 设施。
宜设排水设施。
水利水电工程学院2007年1080月-5
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A.6
2．压力钢管的选型设计
压力钢管具有强度高、防渗性能好等许多优点，常用于 大中型水电站。包括明钢管，坝内钢管，地下埋管。
[讲义]水工金属结构焊接工程概论PPT讲义
![[讲义]水工金属结构焊接工程概论PPT讲义](https://img.taocdn.com/s3/m/638b1da8a5e9856a57126046.png)
－、焊接方法基本分类
焊接 －熔焊(熔化焊） －压焊（固相焊） －钎焊 －其他热加工方法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
熔焊(熔化焊）
在焊接过程中，利用局部的热源，将所需焊接的 工件结合处加热，至熔化状态，加入或不加入填 充金属，不施加压力完成的焊接的方法。
电弧焊、气焊、热剂焊、电渣焊、电子束 焊、 激光束焊、螺柱焊
利用比被焊材料低的金属材料作为钎料，经过加 热使钎料熔化，靠毛细管作用将钎料吸入到接头 接触面的间隙内，润湿被焊金属材料的表面，使 液相与固相之间相扩散而形成钎焊接头。
烙铁钎焊、电弧钎焊、电阻钎焊、高频感 应钎焊、气体火焰钎焊、炉中钎焊、盐浴 钎焊、扩散钎焊、电子束钎焊、激光钎焊
第二节 焊接接头的组织与性能
XX
XX水工金属结构质量检验测试中心
焊接工程概论
绪论 焊接方法及设备
绪论
焊接就是通过加热、加压、或两者并用， 并且用或不用填充材料，使焊件达到原子 结合的一种加工方法。
被连接的两个物体可以是同类或不同类的 金属（钢、铁及非铁金属），也可以是非 金属（石墨、陶瓷、塑料、玻璃等），还 可以是金属与非金属。
1930年出现了气焊和手工电弧焊，40年代 后出现了埋弧焊和电阻焊，50年代的电渣焊、 各种气体保护焊、超声波焊，60年代的等离 弧子焊、电子束焊、激光焊等先进焊接方法 的不断涌现，使焊接技术达到了一个新的水 平。近年来主要是工业机器人及焊接自动化 的研究。
焊接不仅是一种技艺，而且是一门科学。这种从技艺向科 学的发展建筑在其他学科发展的基础上，如化学冶金、物 理冶金、材料力学、电工学、电子学、光电子学以及计算 机技术等等。吸收、消化、发展这些科学，便使焊接从一 门单纯的技艺发展成为一门科学的制造技术。推动这一发 展的动力，则是焊接技术在重大工程中应用，以及因此而 产生的后果。例如，20世纪30年代欧洲数座焊接桥梁发生 脆性断裂，造成重大人员伤亡；40年代美国“自由轮’” 事件，5000艘焊接船中 I000余艘发生裂纹或脆性破坏； 50年代美国采用 HY 80钢制造潜艇产生大量氢致裂纹； 60年代美国APOMD计划，一土星V飞船采用高强铝合金 焊接产生气孔、变形及强度问题。这些重大的焊接事故引 起了政府和技术界的极大关注，大量资金和技术研究的投 入，极大地促进了焊接科学的发展。焊接冶金学、焊接金 属学、焊接工艺和设备理论以及焊接断裂力学便应运而生， 其中焊接断裂力学的形成不仅推动了焊接工程的应用，而 且也推动了力学学科的发展。
水工刚结构
二、钢结构在水工中的应用
在水利水电工程中，钢结构的主要 应用范围如下：
1.活动式结构
如水工钢闸门、升船机等，可充 分发挥钢结构重量轻的特点，降低启 闭设备的造价和运转所耗费的动力。
2. 装拆式结构
如施工用的钢栈桥、流动式展览馆、 移动式平台等，可发挥钢结构重量轻， 便于运输和安装方便的优点。加拿大 已建成120多万吨重，可容5000多人 工作的海上采油平台。
6.海工钢结构
海洋工程中的钻井、采油平台结构 等，充分发挥了钢材强度高、抗震性 能好以及便于海上安装等特点。
综上所述可见，钢结构是在水利工 程中广泛应用的一种重要的结构形式。 随着我国经济建设的发展和钢产量的 提高，钢结构将会发挥日益重要的作 用。
第四节
钢结构设计的要求
技术先进 经济合理 安全适用 确保质量
2.时效硬化 钢材随着时间的增长逐渐变硬变脆 的现象称为时效硬化。不同种类钢材的时效 硬化过程可从几小时到数十年。
3.设计要求 钢结构设计一般不利用冷加工硬化 造成的强度提高，而且对直接承受动力荷载 的钢结构还应设法消除冷加工硬化的影响， 如将局部硬化部分用刨边或扩钻予以消除。
第四节 建筑钢的种类、牌号及选用
5.大跨度结构
随着结构跨度增大，结构自重
在全部荷载中所占比重也就越大，减 轻自重可获得明显的经济效益。对于 大跨度结构，钢结构重量轻的优点显 得特别突出。
上海卢浦大桥目前世界上最大的中承式钢
结构拱桥，总投资约24亿元。该桥主跨550米， 2002年10月12日合龙,03年8月完工。
日本明石跨海大桥
一、建筑钢的种类
建筑钢常用钢材有碳素钢和低合金钢两种。 钢的机械性能主要依赖于含碳量和其他合金元素。 根 据 含 碳 量 分 为 高 碳 钢 （ C ＞ 0.6% ） 、 中 碳 钢 （0.25%＜C≤0.6%）和低碳钢（C≤0.6%）以及熟铁 （C＜0.06%）、生铁或铸铁（C＞2.11%）。 合金钢按合金元素含量分为低合金钢（＜5%）、中 合金钢和高合金钢（＞10%）。 按浇注方法可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特 殊镇静钢。
水工钢结构第五章PPT课件
二、残余应力的影响
用截面弹性部分的惯性矩代替全截面的惯性矩 临界力及相应的临界应力
Ncr2lE02Ie l2E02 I(IIe)
cr
2E 2
( Ie I
)
对强轴(x—x轴)屈曲时
Ie I
2kb(th/2)2 2bt(h/2)2
k
由于k<1，残 余应力对弱轴
的影响要>>强
对弱轴(y—y轴)屈曲时 轴
欧拉公式
杆件长细比 截面回转半径
=l0 / i
i I/A
压杆进入塑性 阶段工作？？
用Et代替E ①减小计算长度
如何提高临界应力？ ②增大回转半径，即增大截
面惯性矩
9
二、残余应力的影响 在杆件尚未承受外荷载之前已经存在的一种应力
残余应力与作用于结构上的外力产生的应力相叠 加，使截面某些部位提前屈服，发展为塑性
fy
（4）截面选定后，应按选定的截面尺寸，求得实际值，
验算整体稳定性。
A、 x、 y、 x、 y
N f A
20
二、截面选择
（5）当截面上有孔洞等削弱时，还应按下式验算截
面强度：
N f
An
（6）分别对翼缘和腹板的局部稳定性进行验算。
对于截面高度需要很大的实腹柱，如果腹板的高厚
比h0／tw不能满足局部稳定的要求时，？？？
= c r 稳定系数与长细比 f y 的关系曲线
实腹式轴心受压 构件整体稳定性 的设计： Ncr cr fy f A R fy R
轴心受压构件
的稳定系数 表5-1；附录七 刚度的验算：
l0 /i []
13
第三节 轴心受压实腹式构件的局部稳定性 薄板临界应力公式：
三峡工程水工金属结构介绍
第一章液压启闭机第一节概述在水利水电工程中，水工液压启闭设备主要用于操作闸门启闭，通常由液压泵站、液压油缸、液压管路、控制阀组及电气检测保护等装置组成，它在最初应用到水利水电工程中时，因收到当时国内工业技术水平的制约，未得到广泛的应用，随着材料工艺的发展和机加工水平的革新，特别是到20世纪70年代末，无缝钢管在液压缸内孔工艺上的成功应用，使液压缸总成的的技术经济指标得到显著优化，改革开放后，国外先进液压技术和液压元器件产品进入国内市场，进一步加速了液压启闭机技术的发展，液压启闭机已成为目前水利工程中主流启闭设备。
在三峡水利枢纽工程中，共设置有23套泄洪深孔弧形工作门、26套进水口快速门、8套排沙孔工作门、3套排漂孔弧形工作门、两套冲沙闸和1套电源电站工作门，包括围堰发电期时的22个导流底孔，他们的启闭都是采用液压传动来实现。
在三峡水利枢纽工程各类液压启闭机总计约需120多台，总重达9700多吨，最大油缸行程可达16m。
在双线五级船闸中，共有24扇巨型人字闸门，通过相应的液压启闭机来操作。
在其输水系统中，总共有24个反向弧形闸门，也采用了液压启闭机操作。
在垂直升船机中，也有少量的液压启闭机用于上、下闸首处的卧倒门和下闸首的工作门。
这些液压启闭机的可靠运行是确保长江防洪、发电、航运发挥综合效益的关键之一。
与启闭机械配套工作的是闸门。
闸门是水利枢纽中最重要组成部分之一，主要用于是调节上下游水位，实现防洪、引水发电、通航、排沙等的作用发挥。
闸门种类很多，一般可按闸门的工作性质、设置部位、使用材料和构造特征等进行分类。
在三峡枢纽工程中应用的全部为钢制闸门，按构造特征主要包括两种类型，深孔、排漂孔、冲沙闸和五级船闸输水系统工作阀门为弧形工作门，其它均为平面闸门，其中弧门为潜孔闸门。
表1-1-1 三峡主体工程液压启闭机主要技术参数目前，液压技术的发展前沿是插装技术和比例阀控制技术，用液压-电子技术控制大流量大功率的液压系统，且容易实现远程自动化集中控制。
水工钢结构知识点总结
水工钢结构知识点总结一、水工钢结构概述水工钢结构是指在水利工程中采用的各类钢结构，主要包括船闸、船坞、水库闸门、船闸启闭机、转塔起重机、泵站结构、水电站机堆和输电塔等。
水工钢结构是由钢材制成的构件，在不同的水利工程中起到不同的作用，主要用于支撑、承载、散流、起重、导流、封闭等用途。
水工钢结构具有以下特点：1. 耐久性：水工钢结构采用高强度钢材制成，具有良好的抗风、抗震、抗腐蚀和耐磨性能，能够长期使用。
2. 稳定性：水工钢结构通过合理的结构设计和制作工艺，能够承受水体的冲击和外部负荷，保持稳定性。
3. 灵活性：水工钢结构制作工艺简单，安装方便，可根据实际需要进行调整和改进。
4. 节约成本：相对于传统的混凝土结构，水工钢结构不仅施工周期短，而且对地基的要求低，能够节约成本。
5. 维护保养方便：水工钢结构无需频繁的维护和保养，只需要定期检查和修复即可保持良好的使用状态。
二、水工钢结构的常见类型及主要特点1. 船闸船闸是一种利用液体或气体压力来升降船只的设施，通常由闸室、闸门和启闭机组成。
水工钢结构在船闸中主要用于制作闸门和启闭机，具有结构紧凑、承载能力强、运行稳定、安全可靠的特点。
2. 船坞船坞是一种容纳、冲洗和维修船只的设施，通常由坞门、船坞壁、决泄闸门、船坞地坪等组成。
水工钢结构在船坞中主要用于制作坞门和船坞壁，具有强度高、密封性好、运行平稳、使用寿命长的特点。
3. 水库闸门水库闸门是一种控制水流、调节水位、防洪排涝的设施，通常由闸门、门型结构、启闭机构等组成。
水工钢结构在水库闸门中主要用于制作闸门和门型结构，具有抗风、抗压、抗腐蚀、使用寿命长的特点。
4. 船闸启闭机船闸启闭机是用来控制船闸闸门开合的设备，通常由主机、副机、传动装置、限位装置等组成。
水工钢结构在船闸启闭机中主要用于制作主机和副机，具有启闭速度快、运行平稳、载荷能力高的特点。
5. 转塔起重机转塔起重机是一种用来起重和转动货物的设备，通常由塔架、回转机构、升降机构、起重机构等组成。
水力发电厂水工金属结构闸门基础知识介绍
水工金属结构闸门基础知识介绍1水工金结闸门分类、主要技术参数、结构组成与布置1.1闸门分类闸门分类方法较多，主要有：①按闸门的工作性质可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门。
工作闸门(也称主要闸门)是水工建筑物正常运行时能够在动水中启闭的闸门。
检修闸门是供建筑物或工作闸门检修时短期挡水，在静水中启闭的闸门。
事故闸门是在建筑物或有关设备出现事故，能在动水中关闭而在静水中开启的闸门，也称事故检修闸门。
水电站进水口的快速（关闭）闸门是限定关闭时间(如两分钟)的事故闸门。
②按闸门关闭时门叶所承受挡水位的状况分为露顶式闸门和潜孔式闸门。
③按闸门门叶外观形状分为平面闸门、弧形闸门、人字闸门、拱形闸门、球形闸门和圆筒闸门等。
④按制造闸门门叶的材料分为钢闸门、铸造(钢、铁)闸门、木闸门、钢筋混凝土闸门和组合材料闸门。
⑤按闸门门叶启闭时运动方式分为垂直升降闸门、转动闸门、横拉闸门、滚动闸门和升卧式闸门。
⑥按闸门门叶控制方式分为机械操作闸门（手动或电动）和水力自动闸门等。
另外，有些闸门如翻板闸门可借助水力自动启闭，称为水力自动闸门。
选择闸门形式需要考虑其在水工建筑物中的位置、尺寸、设计水头、运用条件、制造能力和安装技术水平等因素，要求做到泄流时水流条件好、止水严密、启闭力小、操作简便灵活、检修维护方便等。
平面闸门和弧形闸门是最常用的门型。
在工作闸门中，大型露顶式闸门和高水头潜孔式闸门多用弧形闸门，船闸上多用人字闸门和横拉闸门，检修闸门和事故闸门一般都用平面闸门。
制造门叶的材料近代多用钢材，而钢筋混凝土多用做需要借自重关闭施工导流底孔的封堵闸门。
此外，在压力管道中使用的将门叶、外壳和启闭机械组成一体的控制设施，通称阀门。
闸门是装于溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔、水工隧洞和水闸等建筑物的空口上，用以调节流量，控制上、下游水位、宣泄洪水、排除泥沙或漂浮物等，是水工建筑物的重要组成部分。
在水闸工程中，闸门是主体部分，常占挡水面积的大部。
《水工钢结构》教学大纲(精)
《水工钢结构》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质和任务《水工钢结构》课程是中央广播电视大学工学学科水利类水利水电工程专业教学计划中的主要专业选修课。
课程的任务是通过钢结构课程的学习使学生进一步了解水工钢结构的特点，掌握水工钢结构的基本理论，具备一般水工钢结构的设计技能。
二、与其它课程的关系学习本课程应具备数学、工程力学、工程制图的基础知识，其中材料力学是它的主要技术基础课，还要具有建筑材料、水工建筑物、水力学等课程相关内容的基本知识。
三、课程教学基本要求通过本课程学习，应达到下列基本要求：1．掌握水工钢结构材料的工作性能，能正确的选用钢材及提出相应的物理力学性能指标要求。
2．在掌握焊接和螺栓连接工作和破坏性质的基础上，能正确计算和设计连接。
3．了解钢结构的主要问题是稳定问题。
对钢构件的各种稳定问题应建立起较为清晰的概念。
4．能进行水工钢结构一般构件的计算，如：钢梁及焊接组合梁、钢柱（钢压杆）等。
会进行平面钢闸门的结构布置和设计。
5．了解我国现行钢结构设计规范和水工钢闸门设计规范的基本计算和构造要求。
四、教学方法采用文字教材进行课堂教学，通过作业检验学生掌握的程度，最后进行类似于课程设计的水工平面钢闸门的设计大作业。
五、课程教学要求的层次课程教学分三个层次：1．通过学习理解水工钢结构的受力特点和使用要求；2．运用所学的课程理论选择合理的水工钢结构设计方案和计算方法；3．通过水工平面钢闸门设计大作业，加深对水工钢结构基本理论和基本知识的理解。
第二部分教学过程建议一、学时分配本课程3个学分，课内总学时54，开设一学期。
具体学时分配建议如下表：二、教材总体说明及教学环节本课程仅采用文字教材。
考核方式为考查。
第三部分教学内容和教学要求一、绪论教学内容：1．钢结构及水工钢结构的特点及应用；2．钢结构的发展历史及水工钢结构的应用现状和发展方向；3．对钢结构设计的基本要求。
教学要求：1．了解钢结构的优缺点及适用性；2．掌握水工钢结构的应用状况和范围；3．了解水工钢结构的几个发展研究方向。
水工建筑钢结构钢闸门图文讲义PPT
第六章 平面钢闸门
闸门类型：
第一节 概述
2、闸门孔口位置
露顶闸门：门顶露出水面 潜孔闸门：门顶潜没于水面以下
3、结构形式：门叶的形状
平面闸门：
弧形闸门：弧形的挡水门叶
人字形闸门
第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
一、平面钢闸门的组成
三大部分组成： 门叶结构（上下移动，承重结构） 埋固构件 启闭机械
第六章 平面钢闸门
第二节 平面钢闸门的组成和结构布置
（三）梁格连接形式 齐平（等高连接）：
水平次梁、竖直次梁、主梁上翼缘与面板齐平。梁格与面板形成刚强整体 水平次梁遇到竖直次梁，水平次梁需切断， 横隔板兼作竖直次梁时，可在横隔板上预留开孔，使水平次梁成为连续梁。
降低连接：
主梁、水平次梁与面板直接相连， 竖直次梁降低到水平次梁的下翼缘底，使水平次梁成为连续梁
板上游面处于异号应力作用，易破坏。
第六章 平面钢闸门
第三节 面板和次梁的设计
ａ、面板A点上游面局部弯应力：
垂直于梁轴线方向
（拉）
沿梁轴线方向
ｂ、面板兼作梁翼缘整体弯应力
折算应力：
（压）
（6-4）
第六章 平面钢闸门
2、
或长边方向垂直主梁轴线方向，
还需验算B点下游面的折算应力
B点下游面虽是同号应力状态，但 较大，可能比A点上游面更早进入塑性状态
p：六边形面积中心处的水压强度 水平次梁穿过横隔板的预留孔：
按连续梁计算
第六章 平面钢闸门
第三节 面板和次梁的设计
水平次梁在竖直次梁处断开： 按简支梁计算
竖直次梁:
承受水平次梁传来的集中荷载， 承受面板直接传来的水压力， 水压力作用面积为一条对角线与梁轴垂直的正方形， 换算到竖直次梁上的荷载分布图为三角形
水工钢结构PPT课件
02
水工钢结构的类型与构造
闸门
定义
闸门是水工建筑物中用于关闭或 开启泄水通道的控制设施。
类型
根据使用条件和结构特征，闸门 可分为平板闸门、弧形闸门、人
字闸门等。
构造
闸门主要由门叶、门框、启闭机 械等部分组成。门叶是挡水的主 体部分，门框是门叶四周的支撑 结构，启闭机械用于控制闸门的
开启和关闭。
拦污栅
保养与维护建议
防腐保护
定期对水工钢结构进行防腐涂层检查 和修复，保持其良好的防腐性能。
排水措施
确保水工钢结构的排水系统畅通，避 免积水对钢结构造成损害。
荷载控制
严格控制水工钢结构的荷载，避免超 载对结构造成不利影响。
安全防护
加强水工钢结构的安全防护措施，如 设置警示标志、安装防护设施等，确 保人员和设备安全。
05
水工钢结构的制造工艺与 设备
制造工艺流程
钢材预处理
包括除锈、矫直、切割等工序 ，确保钢材表面光洁度和尺寸
精度。
零件加工
按照设计要求，对钢材进行切 割、弯曲、钻孔等加工，制作 成各种形状和尺寸的零件。
装配与焊接
将加工好的零件进行装配，采用 合适的焊接方法和工艺参数进行 焊接，确保焊缝质量和强度。
04
水工钢结构的设计与计算
设计原则与规范
设计原则
确保结构安全、经济、适用，满足功能和耐久性 要求。
设计规范
遵循国家相关标准和行业规范，如《水利水电工 程钢结构设计规范》等。
结构选型
根据工程条件和要求，选择合适的结构形式和材 料。
荷载分析与计算
荷载分类
考虑恒载、活载、风载、雪载、地震荷载等。
荷载组合
钢材在冷状态下易于弯曲，有利于结 构的成型和安装。
《水电工程设计》第09章 金属结构设计
水电建设工程质量监督工程师培训教材《水电工程结构设计基础》第九章金属结构设计第一节概述一、范围与特点水利水电工程中的金属结构，一般包括闸门、钢管、拦污栅、清污机和启闭机，它是水电工程不可缺少的组成部分，它在工程枢纽中要完成许多重要的功能：调节和控制水库水位；渲泄和调节泄水建筑物的流量（包括施工时流量）；拦截清除电站进水口漂浮物和污物；排泄建筑物附近沉积的泥沙；事故时截断发电或其他引水道；为了检查和维修利用底孔降低水库水位；调节和控制通航闸室水位，达到船只或木排下行或上行，等等。
因此在水电工程的正常运行和安全运行中，金属结构设施发挥着重要的作用。
众所周知，世界上多次发生过由于闸门操作事故，而导致垮坝、死人及其他严重事故，我国也不例外。
水工金属结构是水工建筑物的一个组成部分，其区分是：水工建筑物如大坝和引水隧洞等是固定的，不可动的，而金属结构闸门是活动的，可以开、可以关、也可以调节的。
一个挡水结构，没有一部分可以动或可以调节的设施，是不可思议的，也是不成立的。
因此粗略的讲，水工金属结构就是水工建筑物当中可以人为操纵的，即可动部分。
二、闸门、启闭机与拦污栅类型闸门、启闭机与拦污栅的种类很多，下面着重对闸门类型，分类如下。
（一）按工作性质分按闸门工作性质可分为工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工导流闸门等。
工作闸门系指枢纽建筑物正常运行时使用的闸门。
这种闸门运行较频繁，一般都在动水条件下操作。
通航船闸例外，一般要求静水开启。
事故闸门系指建筑物孔口上游（或下游）发生事故时使用的闸门。
为防止事故扩大，这类闸门一般要求能在动水条件下关闭孔口，截断水流，在事故消除后，则可在静水条件开放孔口。
如发电引水进口，有时需要2分钟或数分钟内快速关闭孔口，这类有时间要求的事故闸门，通常称快速闸门。
检修闸门系指供建筑物或工作闸门检修时使用的闸门。
它总时在静水条件下操作，但考虑到检修人员的安全，强度、刚度止水要予以足够重视。
施工导流闸门系供施工导流任务完成后封堵过水口用的闸门。
水工钢结构第七章平面钢闸门PPT课件
1
第一节 概述
闸门----水工建筑物的重要组成部分之一，它的作用是用于封 闭水工建筑物的孔口，并能够按照需要全部或者局部开放这些 孔口，以调节上下游水位，泄放流量，放运船只，排除沉沙， 冰块及其他漂浮物。
2
一 闸门的类型
闸门的类型较多，一般可按闸门的工作性质、设置部位及
结构形式等加以分类。
直升式
横拉式
5
人字门
⑵弧形闸门：系指挡水面板形状为圆弧形的一类钢闸门。又可 分为绕横轴转动的弧形闸门、绕竖轴转动的立轴式弧形闸门等。
横轴式
竖轴式
6
(3)人字形闸门：人字形闸门是一种钢筋混凝土半固定式蓄水 闸门,由于支架为人字形状,故称人字闸。
7
三、闸门结构设计的基本要求
1、闸门结构的计算方法 《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）规定钢闸门 结构采用容许应力法进行结构验算
⑶复式梁格 由水平主梁、竖立次梁、水平次梁和边梁组成。
31
32
（三）梁格连接型式 ⑴齐平连接 即水平次梁、竖立次梁和主梁的前翼缘表面齐平， 都直接与面板相连，又称为等高连接。 ⑵降低连接 即主梁和水平次梁直接与面板相连，而竖立次梁则 离开面板降低到水平次梁下游，这样水平次梁可以在面板与竖 立次梁间穿过而成为连续梁。
Nt 0.07tmax
式中 σmax ---厚度为t的面板中的最大弯应力， σmax 可取[σ]。
2）由于面板作为主梁的翼缘，当主梁弯曲时，面板与主梁之间的
连接角焊缝还承受沿焊缝长度方向的水平剪力，主梁轴线一侧的
角焊缝每单位长度内的剪力为： T VS 2I
hf N2 t T2/(0.7[fw])
z h 2 m ( y m x 0 x ) 2 m ( y m x 0 x ) 1 .1 [ ]
水力发电厂水工金属结构闸门基础知识介绍
水工金属结构闸门基础知识介绍1水工金结闸门分类、主要技术参数、结构组成与布置1.1闸门分类闸门分类方法较多，主要有：①按闸门的工作性质可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门。
工作闸门(也称主要闸门)是水工建筑物正常运行时能够在动水中启闭的闸门。
检修闸门是供建筑物或工作闸门检修时短期挡水，在静水中启闭的闸门。
事故闸门是在建筑物或有关设备出现事故，能在动水中关闭而在静水中开启的闸门，也称事故检修闸门。
水电站进水口的快速（关闭）闸门是限定关闭时间(如两分钟)的事故闸门。
②按闸门关闭时门叶所承受挡水位的状况分为露顶式闸门和潜孔式闸门。
③按闸门门叶外观形状分为平面闸门、弧形闸门、人字闸门、拱形闸门、球形闸门和圆筒闸门等。
④按制造闸门门叶的材料分为钢闸门、铸造(钢、铁)闸门、木闸门、钢筋混凝土闸门和组合材料闸门。
⑤按闸门门叶启闭时运动方式分为垂直升降闸门、转动闸门、横拉闸门、滚动闸门和升卧式闸门。
⑥按闸门门叶控制方式分为机械操作闸门（手动或电动）和水力自动闸门等。
另外，有些闸门如翻板闸门可借助水力自动启闭，称为水力自动闸门。
选择闸门形式需要考虑其在水工建筑物中的位置、尺寸、设计水头、运用条件、制造能力和安装技术水平等因素，要求做到泄流时水流条件好、止水严密、启闭力小、操作简便灵活、检修维护方便等。
平面闸门和弧形闸门是最常用的门型。
在工作闸门中，大型露顶式闸门和高水头潜孔式闸门多用弧形闸门，船闸上多用人字闸门和横拉闸门，检修闸门和事故闸门一般都用平面闸门。
制造门叶的材料近代多用钢材，而钢筋混凝土多用做需要借自重关闭施工导流底孔的封堵闸门。
此外，在压力管道中使用的将门叶、外壳和启闭机械组成一体的控制设施，通称阀门。
闸门是装于溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔、水工隧洞和水闸等建筑物的空口上，用以调节流量，控制上、下游水位、宣泄洪水、排除泥沙或漂浮物等，是水工建筑物的重要组成部分。
在水闸工程中，闸门是主体部分，常占挡水面积的大部。
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水电站基本知识讲义
讲课人：程贵平
2011年8月8日
水电站基本知识讲义
我国水力资源丰富，居世界第一，最新查明理论蕴藏量6.94亿千瓦、技术可开发量5.42亿千瓦、经济可开发量4.02亿千瓦，按技术可开发量至今仅开发利用20%。
截止2005年底，我国发电装机达到50841亿千瓦。
其中，水电11652万千瓦，占22.9%。
以技术可开发量5.42亿千瓦为基数，中国目前水电资源开发程度不足25%。
与世界水电开发先进水平相比，存在着巨大的差距。
加快水电资源开发，是提高中国水能资源利用效率的迫切需要，水电开发的前景是极其广阔的。
1．水力发电的基本原理
水力发电是利用水体作为传递能量的介质来发电的，其基本原理是：利用水位落差形成的势能推动水轮机转动，将水能转变为水轮机的旋转机械能，水轮机转子带动发电机转子旋转，由于磁场切割导体，从而在发电机的定子绕组上产生感应电动势，当发电机与外电路接通时，发电机就向外供电了，此时，水轮机的旋转机械能又通过发电机转变为电能，形成了水力发电的过程。
2．水力资源的开发方式和水电站的基本类型
水力资源的开发方式是按照集中落差而选定，大致有三种基本方式：即堤坝式、引水式和混合式等。
但这三种开发方式还要各适用一定的河段自然条件。
按不同的开发方式修建起来的水电站，其枢纽布置、建筑物组成等也截然不同，故水电站也随之而分为堤坝式、引水式和混合式三种基本类型。
3．径流式水电站及其特点
无调节水库的电站称为径流式水电站。
此种水电站按照河道多年平均流量及所可能获得的水头进行装机容量选择。
全年不能满负荷运行，保证率为80％，一般仅达到180天左右的正常运行；枯水期发电量急剧下降，小于50％，有时甚至发不出电。
即受河道天然流量的制约，而丰水期又有大量的弃水。
4．何谓出力？怎样估算水电站的出力和计算水电站的发电量？
在水电站（厂）中，水轮发电机组发出的电力功率称为出力，河川中某断面水流的出力则表示该段水能资源。
所谓水流的出力就是单位时间内的水能。
N=9．81QH式中，Q为流量（m3/s）；H为水头（m）；N为水电站出力（kW）。
年发电量公式为:E=N?T式中，N为平均出力（kW）；T为年利用小时数（h）；E为年发电量（kW?h）。
5．保证出力及其作用
水电站在较长时段工作中，该供水期所能发出的相应于设计保证率的平均出力，称作该水电站的保证出力。
水电站的保证出力是规划设计阶段确定水电站装机的重要依据。
6．装机年利用小时
装机年利用小时指水轮发电机组在年内平均满负荷运行的时间，是衡量水电站经济效益的重要指标。
7．日调节、周调节、年调节和多年调节
日调节是指一昼夜内进行的径流重新分配。
周调节：调节周期为一周。
年调节：对径流在一年内重新分配，当汛期洪水到来发生弃水，仅能存蓄洪水期部分多余水量的径流调节，称不完全年调节；能将年内来水完全按用水要求重新分配，又不需要弃水的径流调节称完全年调节。
多年调节：当水库容积足够大，可把多年期间的多余水量存在水库中分配在若干枯水年才用的年调节，称多年调节。
8．水电站设计保证率与年保证率
水电站的设计保证率是指在多年运行期间正常工作的时段数与总运行时段之比的百分率；年保证率指多年期间正常发电工作年数占运行总年数的百分比。
9．水电站主要经济指标
单位千瓦投资，是每千瓦装机需要的投资。
单位电能投资，是每千瓦时电量需要的投资。
电能成本，是每千瓦时电量支付的费用。
装机年利用小时数，是衡量水电站设备利用程度的指标。
电能售价，是每千瓦时电量售给电网的价格。
10．水电站主要经济指标的计算
水电站主要经济指标按下列公式计算：
单位千瓦投资=水电站建设总投资/水电站总装机容量
单位电能投资=水电站建设总投资/水电站多年平均发电量
装机年利用小时数=多年平均发电量/总装机容量
1、水工金属结构的概念
水力发电厂中的各种闸门，拦污栅、以及闸门、拦污栅的启闭机械、拦污栅的清理机械等都属于水工机械的范畴。
以我站为例，我站的水工机械包括：弧门、溢流坝叠梁门、拦污栅、检修门、进水口闸门、快速闸门、尾水检修门、启闭机、电动葫芦、台车。
二、水工金属结构的作用及分类
1、闸门的作用
闸门是用来关闭和开启水工建筑物过水孔口的活动结构。
作用为封闭水工建筑物的孔口，并能按照需要全部或局部开启这些孔口，以调节上、下游水位，泄放流量，用于防洪、灌溉、引水发电、通航、过木及排除泥沙、冰块和其他漂浮物。
2、闸门的分类
根据工作性质分为：工作闸门、事故闸门、检修闸门、施工导流闸门；
根据孔口位置，闸门可分为露顶闸门和潜孔闸门；
根据结构形式，可分为平面闸门，弧形闸门，拱形闸门，船闸上广泛使用的人字闸门；
根据制造材料，分为钢闸门、钢丝网水泥闸门和木闸门，目前基本都是钢闸门。
3、启闭机的作用
在水工建筑物中，用来操作闸门，拦污栅等设备的起重机械称为启闭机。
主要完成调节闸门过流量，宣泄洪水，排沙冲沙等任务。
4、启闭机的分类
启闭机传动方式分为机械传动和液压传动。
机械传动的分为：卷扬式、螺杆式、齿条式、链式等。
液压式可分为：但作用油缸快速下降启闭机、双作用油缸启闭机、两用式启闭机。
5、拦污栅的作用及分类
拦阻水流中的杂物使之不能进入引水道内，以保证闸门、水轮机设备不受损坏。
根据拦污栅的安装形式可分为固定式、移动式、回转式。
根据我站水工机械的类型可以知道，我站的启闭机全为卷扬式，拦污栅为移动式，闸门多为潜孔式等
三、水工机械的使用注意事项
水工金属结构在我站中有着完整的使用规程，日常工作中须按照这些规程进行操作，目前存在的问题是部分职工对提落闸门的部分步骤不太清楚，对这些进行讲解：
1、提进水口快速闸门时首先应冲水，当闸门前方的补气管中没有冲水声音，闸门控
制柜上重量显示仪上重量不超过正常提升重量时才可以正常提门。
2、提尾水检修门时首先应冲水平压，当从机组水力机械表盘上看到尾水及蜗壳压力正常后可提尾水检修门。
3、拦污栅提落时应随时注意拦污栅电动葫芦钢丝绳卷筒情况，注意不能使钢丝绳脱扣，造成钢丝绳搅到一起。
4、提落闸门前要检查启闭机、钢丝绳、控制柜，确定没有问题后才可以进行操作。
5、在水工机械使用过程中出现异音或其他现象要及时停止使用，查明问题后再操作。
四、水工机械突发事件处理
水工机械通常会出现钢丝绳拉断，闸门变形，启闭机齿轮打裂等突发事件，当出现这些情况时，操作人员不能慌张，应及时与当值值长联系，调整生产现场的运行方式，并向主管领导汇报，采取措施防止事故扩大，及时联系设备生产厂家进行处理。