水工金属结构设计
思林水电站金属结构设计布置
２ 泄 洪建 筑物金 属 结 构
溢 流坝 位于 大坝 中部 ，是 电站 的主要 泄洪 建筑 物 。溢 流坝 由 ７孔 溢流 孔 口组成 ，溢 流孔 口为 开 敞
位 、调节流量 、 排放 泥沙 等。闸门及其启 闭设备 的设计 布置 的合 理与否成 为水利 水 电工 程能否 实现投资省 、运 行安全 、检修维 护方便 的重要 因素之一 。本 文通 过对思林 水 电站 全套 闸门设备 的设计 过程 、设计思 路和设计 体
会的总结 ，供业 内的设计 技术 人员 交流、参 考和探讨 。 关键词 ：金 属结 构 ；布置 ；总结 ；思林水 电站
３ ０ｋ ２ Ｎ，轨 下扬 程 为 ５ ． １５ｍ，轨 上 扬 程 为 ６ ５ｍ， ．
轨距为 ３ ｍ。
三支 臂弧 形工作 闸 门设计 时 ，为 了让 闸 门承 受 的荷 载合 理分 布在 ３根 闸 门主梁 和支臂 上 ，中主 梁 和 中 支臂布置 于 闸 门总 水压 力线 靠上方 位 置 ，有 利 于减轻 上 主梁 和上 支 臂 的受 力 ；上 支 臂 （ 字 型 ） 工 翼 缘 可采 用 与 中下 支 臂 （ 型 ） 同 的 翼 缘 宽 度 ， 箱 相 以增强 上支 臂 的稳 定性 ；支 臂与 半支 腿连 接处 可考 虑设 置成焊 接连 接形式 ，以便于 安装 调整 。当半 支
满 足 留二 期 混凝 土 的情 况 时 ，可 考 虑 一 期 预 埋 整
链 的筋 板与 支承板 相碰 。超 大 型闸 门的支 铰若设 置
留有 足够 的空 间 ，避免 出现 电缆 绞盘 、大 车等和 防
水工金属结构设计
水工金属结构设计水工金属结构设计是指在水工建筑中，针对所需的结构，使用金属材料进行设计和构造的过程。
金属结构设计在水工建筑中具有很大的应用价值，因为金属材料具有强度高、重量轻、抗风压能力强等优点。
下面将详细介绍水工金属结构设计的相关内容。
水工金属结构设计的基本原则是以满足设计要求为基础，考虑结构的安全性、经济性、美观性等方面的因素。
在设计过程中需要进行结构分析，包括受力分析、变形计算和稳定性分析等。
同时需要考虑到金属材料的性能和特点，如强度、刚度、可焊性等，以确保设计的可行性和可靠性。
在水工金属结构设计中，需要根据具体的工程要求和使用环境选择合适的金属材料。
常见的金属材料有钢材、铝材、铜材等。
钢材通常用于承受大荷载的结构，具有高强度和耐腐蚀性；铝材重量轻、可抗强风荷载，适用于轻型结构；铜材具有良好的抗腐蚀性和导热性能，适用于一些特殊环境下的结构。
水工金属结构设计的工作内容包括梁柱的选型和尺寸计算、节点设计与连接方式的确定、板材的选择与厚度计算等。
针对不同类型的水工建筑，还需要考虑水力特性和水动力荷载对金属结构的影响。
同时也需要对设计方案进行全面评估，包括结构的可施工性、维护保养的难易程度等方面的考虑。
在水工金属结构设计中，需要应用一些工程软件或计算方法进行分析和计算。
常用的软件有有限元分析软件、结构建模软件等。
这些软件可以辅助进行受力分析、变形计算和稳定性分析等工作，提高设计的准确性和效率。
在设计过程中，需要遵循相应的设计规范和标准，如国家建筑标准、水利水电工程金属结构设计规范等。
这些规范和标准对结构的安全性和可靠性有着具体的要求，设计人员需要遵守并参考这些规范和标准。
总而言之，水工金属结构设计是一项复杂的工作，需要综合考虑多个因素和要求。
设计人员需要具备扎实的结构和力学知识，熟悉金属材料的性能和特点，应用适当的工程软件进行分析和计算。
通过科学严谨的设计，可以确保金属结构在水工建筑中的安全性、经济性和美观性。
箱子岩水电站金属结构设计布置
２ 泄 水 系统 金 属 结 构 设 计布 置
泄 水 闸位 于河 床右 岸 ，堰 型 为宽顶堰 ，设 ５孔 开敞式 泄水 孔 ，每孔设 工作 闸 门 １扇 ，共 ５扇 ；考 虑检修 工 作 闸 门及 门槽 的需 要 ，设 置 检 修 闸 门 １ 扇 ，５孔共 用 ；考虑 存放 泄水 闸检 修 闸 门需要 ，在
厂房 坝段端 部设 置储 门槽 １套 。泄水 系统金 属结构 布置见 图 １ 。 ２ １ 泄水 闸工 作 闸门及 启 闭设备 ．
图 １ 箱 子 岩 水 电 站 泄水 系统 金属 结构
１ 一坝顶双 向门机 ；２ 一叠梁检修闸门槽 ；３ 一叠梁检修 闸门； ４ 一泄水 闸工作 闸门槽 ；５ 一工 作闸 门 ；６ 一滚 动式锁定梁 ； ７ 固定卷扬机 一
载荷 ３１ ０ｋ ３ Ｎ。 泄 水 闸工作 闸 门 自重较 大 ，采用 常规 简支 式锁
２ ． ４ ５ｍ，设 计水 压差 ４ｍ，通 过 拉杆 接 至 ４ ５０ １．０ｍ
高程检修平台。拦污栅主支承采用灰铸铁滑块 ，反
向设 钢 滑块 限位 ，侧 向设角 钢 限位 。拦污栅 纵 向分 为 ８节 ，每节 为双 主梁 框架 结构 ，节 间采用 销轴 连 接 。拦 污栅 条采 用 固定 式结 构 ，直接 焊接 于肋 板及
工程 枢纽 由拦 河水 闸 、河 床式 发 电厂 房及 开关
站 等主要 建筑 物组 成 。金属结 构根 据水工 枢纽 布置
分 为泄 水系统 与 引水发 电 系统 ２部分 ，共设 置 闸 门 １ ，拦 污栅 ４扇 ，门 、栅 槽 及储 门槽 ２ Ｏ扇 ０道 ，启
闭设 备 ８台套 ，总工程 量约 ２１０ｔ ０ 。
摘要 ：箱子岩水 电站为 中国水电顾问集 团贵阳勘测 设计研究 院设计 的首 个灯泡形 贯流式机 组 电站 。金属结 构设
横泉水库金属结构优化设计
设 备选 型进 行 了优 化设 计 ，在满 足 使用功 能 的前提 下 ， 得金 属 结构 选型 合理 、布 置新 颖 、结构 紧凑 、 使 协 调 、节省 投 资 ，加 速 了整个 工程 进度 ，有 效地 改 善 了相 关水 工建 筑 物 的总体 布置 ，增加 了工程 的总
体 美观 性和 使用 效 果 。
１ 问 题 的 提 出
水 工 建 筑 物 的总 体 布 置 设 计 是 水 库 设计 成 败 的关键 ，也 是设 计水 平 的集 中体现 。而金 属 结构 的
选 型 、布置 设计 直接 影 响工程 总体 布 置设计 。横泉
着枢 纽 泄洪 、控制 水流 的任 务 ，沿水流 方 向依 次设
有 事故 检修 闸 门和工 作 闸 门。
【 图 分 类 号 】 Ｔ ３ 【 献 标 识 符 】 Ｂ 【 章 编 号 】 １７ — ４ ９ （ ０ ２ ０ — ０ ６ ０ 中 Ｖ４ 文 文 ６ ２２ ６ ２ １） ２ ０ ３ — ３
［ Ｉ 码 】 １． ９ ９ ｊ ｉ ｓ ． ６ ２ ２ ６ ． ０ ２ ０ ． １ ＤＯ 编 ０ ３６ ／ ． ｓｎ １７ — ４ ９ ２ １． ２ ０ ２
作 者简 介 ：原玉 英 （ ９４年一 ，女 ，高级 工 程师 。 １６ ）
站 及 灌 区几大 部 分 ，金属 结构 设 备分 别布 置在 这几 部 属 结构 布置与设计
３１ 泄 洪 洞金 属结 构 布置 ．
泄 洪建 筑 物布 置在 大 坝右 侧 ，泄洪 闸主 要承 担
门、门槽 、拉杆和启闭机四部分组成。闸门在启 门 前 由设 在 门叶顶 部 的充水 阀充 水平 压 ，待上 、下游 水 位差 小于 ３ 后 ，利用 ２ ６ ０Ｎ 的固定 式卷扬 ｍ ×１０ ｋ 机 通过 拉杆 静水 启 门 。 闭机 安装 在 高程 为 １５ ．０ 启 １３ ０
水工金属结构制造与安装施工方案
水工金属结构制造与安装施工方案
一、前言
水利工程建设中，水工金属结构的制造与安装是至关重要的环节。
本文将从实
际施工的角度出发，探讨水工金属结构的制造和安装方案，以确保工程质量和安全。
二、材料准备
1. 选材
水工金属结构的制造需要选用高质量材料，常见的有钢材、铝材等。
根据工程
要求和环境特点，选择合适的金属材料。
2. 材料检测
在使用金属材料前，需要对其进行检测，确保其质量符合标准要求。
包括金属
材料的强度、硬度、延展性等参数的检测。
三、结构制造
1. 切割加工
根据设计图纸，对金属材料进行切割加工，制作出所需形状和尺寸的零部件。
在切割加工过程中，注意安全，确保精准度和质量。
2. 焊接组装
将切割好的零部件进行焊接组装，构成水工金属结构。
在焊接过程中，要注意
焊接技术和参数的控制，确保焊缝质量达标。
四、安装施工
1. 基础施工
在进行水工金属结构安装之前，需要先进行基础施工。
确保基础牢固、平整，
符合金属结构的承载要求。
2. 结构安装
按照设计要求，将制造完成的金属结构进行安装。
在安装过程中，需要注意吊
装和固定的安全，保证结构稳定。
3. 检测验收
安装完成后，对水工金属结构进行检测验收。
包括外观质量、尺寸精度、连接牢固度等方面的检测，确保结构符合设计要求。
五、总结
水工金属结构制造与安装施工方案的实施需要严格按照设计要求和标准操作，保证工程质量和安全。
只有在各个环节都严谨把关，才能确保水工金属结构的稳定性和可靠性。
水工金属结构制造与安装施工方案
水工金属结构制造与安装施工方案1. 引言本文档旨在提供水工金属结构的制造与安装施工方案，以确保项目的顺利进行和高质量的完成。
水工金属结构广泛应用于桥梁、码头、船坞等场所，承载重量大、抗风抗倾覆性能好，具有较长的使用寿命。
为了确保水工金属结构的安全性和可靠性，在制造与安装施工过程中需要严格按照规范和标准执行。
2. 材料准备2.1 钢材•钢材的选择应符合设计要求，并具备足够的强度和耐久性。
常用的钢材包括碳素结构钢、低合金钢和合金结构钢。
•钢材的规格应根据设计要求进行选择，确保满足强度、刚度和稳定性等要求。
•钢材应进行质量检测，包括化学成分、力学性能和无损检测等。
2.2 螺栓和连接件•螺栓和连接件的选择应符合相关标准，并具备足够的强度和耐久性。
•螺栓和连接件应进行质量检测，包括化学成分、力学性能和无损检测等。
•螺栓的紧固力应符合设计要求，使用力矩扳手进行紧固，并定期进行检查和维护。
3. 制造工艺3.1 钢材切割•钢材切割应使用机械切割或手工气割等设备进行，确保切割面平整并无严重变形。
•手工气割时应注意安全，佩戴防护设备，并确保切割点附近无易燃物。
•切割后的钢材应进行打磨、除锈等处理，以减少焊接缺陷的发生。
3.2 钢材焊接•钢材焊接应使用符合标准的焊接方法和操作规程。
•焊接前应对接头进行清洁和除锈处理，以提高焊接质量。
•焊接过程中应注意焊接参数的控制，包括电流、电压和焊接速度等。
•焊接后应进行焊缝的表面处理，以提高抗腐蚀性能。
3.3 钢材加工•钢材加工包括钻孔、弯曲、冷冲压等工艺。
•加工过程中应使用合适的工具和设备，并按照设计要求进行加工。
•加工后的钢材应进行检查，确保尺寸和形状满足要求。
4. 安装施工4.1 基础准备•安装前应清理基础，确保基础表面平整、无浮土和杂物。
•根据设计要求，应进行基础验收和检测，确保符合承载能力和稳定性等要求。
•在基础上设置标线，以便进行正确的定位和安装。
4.2 构件安装•构件安装应按照施工图纸和工艺要求进行，保证安装位置和方向正确。
注册土木工程师水利水电工程专业案例第三章水工金属结构文库
闸门应布置在水流较平顺的部位，应尽量避免门 前横向流和漩涡、门后淹没出流和回流等对闸门运行 的不利影响。闸门布置在进口时，尚应避免闸孔和门 槽顶部同时过水。
闸门型式的选择，应根据下列因素综合考虑确定： (1)水利枢纽对闸门运行的要求； (2)闸门在水工建筑物中的位置、孔口尺寸、上下游水 位和操作水头； (3)泥沙和漂浮物的情况； (4)启闭机的型式、启闭力和挂脱钩方式； (5)制造、运输、安装、维修和材料供应等条件； (6)技术经济指标等。
2．多孔泄洪系统的事故闸门和检修闸门的启闭机， 一般选用移动式启闭机。
3．施工导流封孔闸门的启闭机，其启闭力应考虑在 一定水位下有启门的可能，同时应有准确的指示装 置，以显示闸门是否到达底槛。
4．挡潮闸、水闸工作闸门的启闭机，一般采用一门 一机以便迅速启闭闸门。
5．电站机组进水口和泵站出口快速闸门的启闭机选 型，应根据工程布置、闸门的启闭荷载等进行全面 的技术经济比较，选用卷扬式或液压式快速闸门启 闭机。
第四节 闸门构件的强度、刚度及稳定计算
一、闸门面板设计
（一）面板厚度计算
（二）面板参加主(次)梁整体弯曲计算 二、次梁设计计算
（一）次梁的荷载与计算简图 （二）次梁的截面设计 三、主梁设计计算 （一）主梁的形式 （二）主梁的荷载 （三）主梁设计特点 四、边梁设计
第五节 闸门表面防腐蚀和防冰冻
一、表面防腐蚀
第六节 启闭机
三、工作级别 启闭机的工作级别系指主起升机构的工作级别按机 械的设计寿命和荷载状态划分为4级。
四、安全保护装置 五、荷载 六、结构 七、选型设计原则和要求 1．泄水系统工作闸门的启闭机一般选用固定式启闭
机和一门一机布置，但若闸门操作运行方式和启闭 时间允许时，也可选用移动式启闭机。
水工钢闸门结构设计(详细计算过程)
6 金属结构设计6.3 金属结构设计计算6.3.1 设计资料（1）闸门型式：露顶式平面钢闸门 （2）孔口尺寸（宽×高）：6m×3m （3）设计水头:3.16m （4）结构材料：Q235钢 （5）焊条：E43（6）止水橡皮：侧止水型号采用P45-A ，底止水型号采用I110-16 （7）行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS-2 （8）混凝土强度等级：C25（9）规范：《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）6.3.2 闸门结构的形式及布置 6.3.2.1 闸门尺寸的确定1.闸门高度:考虑风浪产生的水位超高，将闸门的高度确定为3m 。
2.闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 0=6.0m3.闸门计算跨度：L=L 0+2d=6.0+2×0.15=6.3m6.3.2.2静水总压力闸门在关闭位置的静水总压力如图6.1所示，其计算公式为：229.8344.1/22gh P kN mρ⨯===图6.1 闸门静水总压力计算简图P6.3.2.3 主梁的形式主梁的形式应根据水头的大小和跨度大小而定，本设计中主梁采用实腹式组合梁。
6.3.2.4主梁的布置根据主梁的高跨比，决定采用双主梁。
两根主梁应布置在静水压力合力线上下等距离的位置上，并要求两主梁的距离值要尽量大些，且上主梁到闸门顶缘的距离c小于0.45H，且不宜大于3.6m，底主梁到底止水的距离应符合底缘布置的要求。
故主梁的布置如图6.2所示图6.2 主梁及梁格布置图6.3.2.5 梁格的布置和形式梁格采用复式布置并等高连接，并使用实腹式竖向隔板兼作竖直次梁，使水平次梁穿过隔板上的预留孔而成为连续梁，其间距上疏下密，面板各区格需要的厚度大致相等，具体布置尺寸如图6.2所示。
6.3.3 面板设计根据《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95），关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后再计算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力。
水工钢闸门结构设计(详细计算过程)
6 金属结构设计6。
3 金属结构设计计算6.3.1 设计资料（1）闸门型式:露顶式平面钢闸门 (2）孔口尺寸（宽×高):6m×3m （3)设计水头：3.16m （4）结构材料：Q235钢 (5)焊条：E43(6）止水橡皮：侧止水型号采用P45-A ，底止水型号采用I110-16 （7）行走支承：采用胶木滑道，压合胶木为MCS —2 （8）混凝土强度等级：C25 （9）规范：《利水电工程钢闸门设计规范》(SL74—95)6。
3.2 闸门结构的形式及布置 6。
3。
2.1 闸门尺寸的确定1.闸门高度:考虑风浪产生的水位超高，将闸门的高度确定为3m 。
2.闸门的荷载跨度为两侧止水的间距：L 0=6。
0m 3。
闸门计算跨度：L=L 0+2d=6。
0+2×0.15=6。
3m6.3。
2。
2静水总压力闸门在关闭位置的静水总压力如图6。
1所示，其计算公式为：229.8344.1/22gh P kN mρ⨯===图6。
1 闸门静水总压力计算简图P6.3。
2。
3 主梁的形式主梁的形式应根据水头的大小和跨度大小而定，本设计中主梁采用实腹式组合梁.6。
3。
2。
4主梁的布置根据主梁的高跨比,决定采用双主梁.两根主梁应布置在静水压力合力线上下等距离的位置上,并要求两主梁的距离值要尽量大些,且上主梁到闸门顶缘的距离c小于0。
45H，且不宜大于3。
6m,底主梁到底止水的距离应符合底缘布置的要求.故主梁的布置如图6.2所示图6。
2 主梁及梁格布置图6。
3。
2。
5 梁格的布置和形式梁格采用复式布置并等高连接，并使用实腹式竖向隔板兼作竖直次梁，使水平次梁穿过隔板上的预留孔而成为连续梁，其间距上疏下密，面板各区格需要的厚度大致相等，具体布置尺寸如图6.2所示。
6。
3.3 面板设计根据《利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95），关于面板的计算，先估算面板厚度，在主梁截面选择之后再计算面板的局部弯曲与主梁整体弯曲的折算应力.初选面板厚度.面板厚度计算公式为:δ当b/a＞3时，α=1.4；当b/a≤3时,α=1。
基于Inventor的水工金属结构参数化设计及实际工程运用
基于Inventor的水工金属结构参数化设计及实际工程运用摘要：在运用BIM软件进行水工金属结构闸门设计、制图过程中，延用传统拼装设计理念，经常会出现零件在装配时不相匹配；方案变化时难以再对闸门模型尺寸进行小幅调整等问题，给设计人员增加了很大的工作量。
目前，在水利水电行业中，BIM软件设计还未广泛运用于实际工程中，基于BIM软件的参数化设计则更是鲜有人为。
本文以深圳机场4#调蓄池泵闸站拆除及新建工程中泵站内进、出水口闸门设计为例，采用Inventor软件尝试对其进行参数化设计、装配并绘制施工图。
实践证明，利用BIM软件来完成闸门施工图设计不仅可以更直观和方便的体现闸门设计过程，以及避免绘图时的笔误，而且在结合参数化设计的情况下，使闸门设计更高效。
关键词：BIM；水工金属结构；闸门；参数化伴随着21世纪我国经济和科技的飞速发展，以及数据革命的不断更新，BIM （Building Information Modeling）技术成了国内土木工程行业的热门话题。
深圳市水务规划设计院经过之前多次项目在BIM软件上的磨合，首次将BIM设计运用到实际工程的全阶段（可研、初设、施工图）设计中，从而使项目工程质量、进度、造价等均得到了有效控制。
笔者用BIM软件对水工金属结构设计、出图、交付模式进行了探索，并针对工程具体情况，对水工闸门进行了参数化设计的初步研究。
本文就以深圳机场4#调蓄池泵闸站拆除及新建工程中水工金属结构钢闸门施工图设计为例，运用Inventor软件对其进行设计，为日后类似用BIM软件进行水工金属结构的设计提供参考。
1、计算根据初步设计的条件，对闸门主体框架结构（梁系、面板）进行初步复核。
闸门采用潜孔式平面定轮钢闸门，结构形式为四主横梁，主梁截面形式为工字型焊接组合结构。
行走支承为简支定轮,侧水封为P型定型橡皮，底水封为刀型定型橡皮，闸门采用下游止水。
主轨为焊接组合截面，导向装置为侧向定轮。
2、建模闸门为潜孔式平面定轮钢闸门，尺寸为6.84×3.245×0.64m（宽×高×厚）。
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析随着建筑工程的不断发展，水工金属结构已经成为了建筑物中不可或缺的一部分。
作为结构体系中的支撑和连接组件，水工金属结构已经成为了建筑的重要构成部分。
那么水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析，将在下面进行详细阐述。
1.结构设计据统计，水工金属结构的设计决定着安装的质量和安全。
结构设计应符合国家和行业的有关规范和标准。
设计时必须考虑结构应力、刚度、稳定性等因素，确保结构的可靠性和耐久性。
2.制造工艺制造工艺直接影响了水工金属结构的质量和寿命。
在制造过程中，必须按照施工图和工程规范进行制造。
各个零部件的加工和制造必须符合设计要求和质量标准。
必要时, 应进行建设工程质量监督验收。
3.钢材选用钢材的选用对水工金属结构安装的重要性不言而喻。
选用优质钢材，才能保证水工结构的稳定性和耐久性。
工程中常用的钢材有普通碳素结构钢、高强度低合金钢、不锈钢等。
选用时应考虑其强度、可焊性、成本和可铆可焊性等因素。
4.制造质检制造质量检验是用于检查制造工艺是否能够满足设计要求和技术规范的重要检查环节。
检测项目包括钢材检验、尺寸偏差检验、外观质量检验、焊缝质量检验等。
5.现场安装现场安装时，必须根据结构设计和施工要求，采用合理的起吊、运输和安装方案，合理分配劳动力、物资和财力。
安装时必须保证结构精度，严格保护和维护现场设施，保证安装顺利进行。
1.安装前准备根据图纸确定各构件的材料和规格，并进行预制制造。
首先根据设计图纸对现场进行严密的勘测，确定具体的施工方案和施工流程。
准备好安装所需的机械和设备。
在安装前，应对场地进行准确度量和排布，按照角度和位置进行标记，确保后续的安装精度。
将各零部件进行组装，按照图纸要求进行架设和吊装。
在安装中，必须保证吊装器具和连接件的牢固性和可靠性。
现场拼装是将各组件进行拼接，组合成整体，形成钢架结构的一个重要工序。
拼接时，必须保证施工精度，防止疏漏和出错。
城市水利工程中金属结构设计与应用
城市水利工程中金属结构设计与应用摘要：随着现代城市水利工程中金属生产水平的不断提高，金属结构在水利工程中的应用也越来越多。
因此，本文首先分析了城市水利工程金属结构设计中存在的问题，进而探讨了城市水利工程金属结构的设计与应用。
然后，以部分城市水利工程为例，研究了几种金属水闸结构的设计与应用，为类似工程提供参考，提高金属结构的应用效率。
关键词：城市水利；功能要求；金属结构；设计与应用引言：近年来，随着城市水利行业的快速发展，城市工程建设与水利工程建设的关系越来越密切。
城市景观工程与水利工程的协调统一，人文环境与工程建设的结合，是提高城市品质、促进区域经济可持续发展的关键。
相关人员需要参考近几年城市水利工程设计，结合城市水利工程的实际需要，对现有设计方案进行创新。
同时，在不断变化的环境下，金属结构可以采用全新的闸门结构和布置方案，方便闸门安装、操作和维护。
此外，与常规水利工程相比，城市水利工程具有运行条件复杂、景观性强等特点，只有做好金属结构设计，才能满足城市水利工程的要求。
1城市水利工程中金属结构设计中存在问题1.1 安全方面存在问题国内某泵站正常运行期间，各种原因导致泵站控制电路无电，主电机断路器未控制电源，停电后进入异步运行负载状态，不受泵站控制。
值班人员发现问题后，无法在现场进行紧急操作，只能通过电话联系泵站，并立即打开变电站的开关，切断电源。
调查结果表明，此次事故损坏了电机大部分内容，击穿原因是定子过热。
1.2 耐久方面存在问题在国内泵站，水导轴承容易磨损或脱落。
若泵轴轴颈磨损严重，泵轴与叶轮头的连接螺栓松动，就会产生一系列问题，危及城市水利设备的安全运行，影响工程性能。
1.3 功能方面存在问题目前，新泵站的基本净化设施正在建设中，但从实际效果来看，清洗设备的可靠性和清洗设备运行的效率还存在问题。
安全清洗设备的销售也受到很大影响，需要大量的人力来保持清洁设备的运行。
在某些情况下，设备周围的垃圾只能人工进行处理，安装在清洁设备上的自动控制系统无法发挥作用。
水工金属结构闸门制作及安装技术探究
水工金属结构闸门制作及安装技术探究摘要：随着水利技术的发展及景观工程的要求，闸门的结构也采取多样的结构，对产品的结构、质量、成本提出了更高要求，近年来，三角闸门以其能在动水中启闭并能承受双向水头，已逐渐成为国内船闸建设中重要的工作闸门形式之一。
三角闸门的安装有工程量多，外形尺寸及重量大，且具有安装程序复杂，拼装、焊接技术要求高等特点。
文章主要介绍水库泄放洞改造工程金属结构设备的总体布置和具体设计，并从设备布置、结构设计、启闭机选型等方面进行阐述，工程的金属结构在确保结构强度、刚度及稳定性的前提下均能符合现行规范要求。
关键词：水工结构；闸门；安装；制作1导言水工金属结构以闸门为主，具体种类既可按工作性分质为工作闸门、事故闸门、检修闸门等，也可按型式分为平面闸门、浮箱闸门、弧形门、三角门、人字形门、浮筒闸门等，这些闸门在水利工程运行中起着决定性作用，所以，有必要对闸门结构及制作的工艺展开研究讨论。
2工程概况某工程规划设计主要建筑物包括节制闸和船闸，为满足航运规划，初步设计拟新船闸为单级船闸，等级为Ⅲ级，闸室尺度为250.0m×23.0m×5.2m（长×宽×门槛水深），按1000t级标准进行建设。
船闸金属结构主要由闸首工作门（三角门）、闸首检修门、输水阀门、浮式系船柱、门槽埋件及启闭设备等组成。
船闸闸门采用空间网架式钢制三角形闸门，底部设有钢制浮箱，闸门沿闸室中心线对称布局，上下闸首闸门弧形面板均朝引航道侧，液压启闭机平水启闭。
上下闸面板曲率半径12390mm，闸门高度11720mm；单扇重130.93t，上下闸首总重523.92t。
3金属结构总体布置本工程金属结构设计由泄放洞进口控制闸和生态放水管进口控制闸等2部分组成。
泄放洞进口控制闸共1孔，设事故检修闸门、工作闸门各1道，见图1。
事故检修闸门孔口尺寸为3.9×4.3-25（宽×高-设计水头，m；下同），底槛高程208.70m，门型选用潜孔式平面定轮钢闸门，门叶自重约18.0t/扇，门槽重约18.0t/孔。
浅谈基于Inventor水工金属结构三维参数化设计
3 结束语 （1）三维参数化设计，具有自顶向下、形象直观、及时
发现干涉、工程图与模型联动更新、校审工作量减少等诸多优 点，同时也有前期投入资金大、时间长，如果模型建立不完 善，后期修改、处理烦琐等缺点。
（2）建模原理。建模尺寸标注时调用参数名称，实现数 据链接、尺寸驱动，创建三维模型，并利用模型生成二维工程 图。利用已有模型修改生成新模型时，可以通过调整参数表来 改变三维模型，进而改变相应的二维图纸[1]。
2 模型创建 （1）平面钢闸门参数化设计。平面钢闸门是应用最为广
泛的金属结构产品。同样的闸门，不同的设计人员会建成不同 的模型，甚至同一位设计人员，前后两次建模，模型也可能不 同。从外观看，模型完全一致，但参数表的定义，模型草图的 创建，零部件的建立顺序都可能完全不同，造成模型的实用性 不够。为此，需要统一建模思路，制定统一的建模流程。
（4）单纯的金属结构模型创建及出图，并不能完成金属 结构产品的全部设计，前期的结构计算，及后期的CAE分析计 算都应该在三维参数化设计时通盘考虑。
参考文献 [1] 范崇仁.水工钢结构设计[M].北京:中国水利水电出版社,2008:63. [2] 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院,中国水力发电工程学会
（2）金属结构产品种类多，结构繁杂，采用三维参数化 设计，要平衡好参数化的深度，并不是所有产品参数化的越彻 底越好，也不是傻瓜模型最好。根据不同的金属结构产品特 点，采取不同的处理方式，实现模型参数化的平衡。
（3）金属结构三维参数化设计，对设计人员提出了更高 的要求，要求设计人员不仅能熟练使用三维设计软件，转变设 计思路，而且须具备扎实的专业知识及设计经验。只有二者兼 备，才能创建出实用、适用性更好的模型，才能真正利用好三 维设计这把利剑，有效提高设计质量和效率。
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析水工金属结构安装是水利工程建设中重要的组成部分，其安装质量直接关系到工程的安全稳定性和使用寿命。
水工金属结构安装的要素组成及其安装工艺分析至关重要。
一、要素组成水工金属结构安装的要素组成主要包括：设计、材料、工艺与施工管理四个方面。
1.设计：水工金属结构安装的设计应符合工程建设规范和要求，确保结构稳定、安全和可靠。
设计应充分考虑结构的受力特点、环境条件和使用要求，合理确定结构的尺寸、材料和连接方式，确保结构与周围环境的协调性和适应性。
2.材料：水工金属结构安装所需材料主要包括钢材、焊接材料、螺栓和其他连接件等。
这些材料应符合国家标准和规定，具有良好的机械性能、耐腐蚀性能和焊接性能，以保证结构的安全稳定和使用寿命。
3.工艺：水工金属结构安装的工艺主要包括切割、焊接、拼装和调试等环节，其中焊接是安装工艺中的关键环节。
各项工艺应严格按照施工图纸和规范要求进行，确保结构的精度和质量。
4.施工管理：水工金属结构安装的施工管理应合理规划施工进度和资源配置，加强现场管理和监督检查，确保施工质量和安全。
二、安装工艺分析1.预处理工艺水工金属结构安装的预处理工艺主要包括薄板切割、型材切割、管材切割等环节。
在切割过程中，要严格按照设计要求进行，确保尺寸精度和表面质量。
在切割完毕后，要进行表面清理和除锈处理，为后续的焊接和组装工作做好准备。
2.焊接工艺焊接是水工金属结构安装的关键工艺环节，直接关系到结构的安全性和稳定性。
在焊接工艺中，应根据结构的材质和受力特点选择合适的焊接方法，如手工电弧焊、气体保护焊等。
要根据设计要求和规范要求进行焊接接头的准备、校核和质量检验，确保焊缝的牢固性和质量。
3.组装工艺水工金属结构的组装工艺主要包括各部件的拼装、连接和调试等环节。
在拼装过程中，要严格按照设计要求进行，确保零部件的对接精度和位置精度。
在连接过程中，要选择合适的连接件和连接方式，如螺栓连接、焊接连接等，确保连接的牢固性和可靠性。
水工金属结构防腐蚀设计
水工金属结构防腐蚀设计作者：叶桥黄海来源：《城市建设理论研究》2013年第36期【摘要】本文围绕金属腐蚀机理、防腐措施以及防腐设计等几个方面进行探讨，以供参考。
【关键词】水工；金属结构；防腐；机理；措施中图分类号：TU318 文献标识码：A一、前言水工金属结构是指水工钢结构，用于水利水电工程建设，包括了各种闸门、阀门及拦污栅等。
作为基本构件，在焊接过程中必须要经过承载结构、防腐验收通过才能运行。
防腐环节是影响金属结构寿命的重要环节，应引起高度重视，所以必须要制定相关的水工金属结构防腐控制措施。
二、金属腐蚀机理、腐蚀因素与金属覆盖层的保护金属腐蚀主要是化学过程，可以把金属的腐蚀机理分为化学机理和电化学机理。
化学腐蚀是根据化学的多相反应机理，金属表面的原子直接与氧、水、酸等分子相互作用。
金属的氧化和还原同时发生，电子从金属直接转移到接受体上，而不是在时间或空间上分开独立进行的共轭电化学反应。
金属和不导电的介质接触发生的反应主要为化学腐蚀。
最重要的化学腐蚀是气体腐蚀，一般是金属的氧化过程（如金属的氧化、氮化和硫化等）；电化学腐蚀是最常见的腐蚀，其比化学腐蚀要严重的多。
在水、土壤、潮湿空气等环境下发生的腐蚀一般为电化学腐蚀。
其作用机理：介质与金属发生的是两个独立的共轭反应。
阳极过程金属失去电子而溶解到介质中，电子通过介质到阴极，而发生还原反应。
由于水工金属结构长期浸没在水中，或处于干湿交替、被高速水流冲刷等环境中，受到各种水（河水、工业污水）、大气、阳光、温度和水生物等的侵蚀，泥沙和其它漂浮物的冲击摩擦也会使金属结构发生严重腐蚀，从而降低结构的承载能力，严重威胁到闸门、启闭机等水工金属结构的安全运行。
如何有效地解决水工金属结构的腐蚀问题是水利水电工程中的重要任务。
正确应用水工金属结构的防腐蚀技术是关系到水工金属结构使用寿命的重要因素。
目前对钢结构的防腐蚀措施主要有：电化学保护和覆盖层保护。
电化学保护主要分为牺牲阳极法和阴极保护法。
水利工程金属结构分部措施计划
水利工程金属结构分部措施计划水利工程中的金属结构主要包括桥梁、闸门、输水管道等。
为确保金属结构的设计、施工和使用符合要求，需要制定相应的分部措施计划。
以下是一份水利工程金属结构分部措施计划的范例，供参考。
一、项目概述本分部措施计划适用于水利工程项目的金属结构设计、施工和使用阶段，目的是保证金属结构的质量和安全。
二、设计阶段措施1.研究和分析金属结构的设计要求，确保设计符合相关法规和规范的要求。
2.编制详细的金属结构设计说明书，包括详细的设计计算和图纸，并进行专家评审。
设计说明书应当包括材料选用、连接方式、防腐蚀措施等内容。
3.进行金属结构的风荷载、地震荷载和水荷载等计算，确保结构的稳定性和安全性。
同时，考虑金属结构的疲劳寿命和耐久性，采取相应的措施。
4.与土建结构和水工设施的协调设计，确保金属结构与其他结构的连接和配合。
5.对金属结构进行模型试验和数值模拟分析，验证设计的可行性和合理性。
三、施工阶段措施1.对金属结构施工前，应对相关人员进行技术交底和安全培训，确保施工人员具备相关的技术和安全意识。
3.进行金属结构的制造和加工前，应对施工图纸进行复查，确保施工图纸的准确性和一致性。
4.在施工过程中，严格按照施工图纸和设计要求进行施工，注意焊接、冲压、铆接等工艺的质量控制。
同时，注意施工过程中的防腐蚀措施，采取相应的保护措施，避免金属结构的腐蚀。
5.进行金属结构的预制和安装时，要注意预埋件的位置和质量，确保预埋件的稳固和一致性。
6.施工质量巡检和验收，对金属结构进行检测和测量，确保金属结构的质量和几何尺寸符合要求。
四、使用阶段措施1.金属结构的使用前，进行静载试验和动载试验，验证金属结构的承载能力和稳定性。
2.建立金属结构的定期检查和维护制度，对金属结构进行定期的巡检和维修，及时发现和处理金属结构的缺陷和损坏。
3.加强金属结构的防腐蚀工作，定期进行防腐蚀涂层的检查和补漆，保证金属结构的耐久性和使用寿命。
固滴水电站金属结构设计概述
固滴水电站金属结构设计概述摘要：本文对固滴水电站金属结构的主要设计布置进行了叙述，对各部位闸门、拦污栅及启闭机的选型布置、技术参数和结构设计的主要技术参数进行了详细描述。
关键词：固滴水电站；金属结构；闸门；启闭机1 工程概述固滴水电站系水洛河干流（额斯～捷可）水电规划“一库十一级”的第六个梯级，闸址位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县境内麦日俄西村下游4km的河段。
正常蓄水位2311m，最大坝高17.5m，电站装机容量138MW，水库总库容0.0104亿m3，正常蓄水位以下库容0.0091亿m3，电站工程为Ⅲ等，工程规模为中型。
工程枢纽由软基闸坝、右岸导流洞、右岸引水系统、右岸上厂址地下厂房组成。
本工程金属结构由泄水系统、引水发电系统的闸门（含拦污栅）及启闭设备组成。
共设置14扇闸门（含拦污栅4扇），门（栅）槽18道，1套清污设备，8套启闭设备。
金属结构工程量共计1102.9吨，其中闸门、拦污栅的重量430.1吨，埋设件重量170.7吨，配重50.4吨，启闭设备重量451.7吨。
2 泄水系统金属结构泄水系统金属结构包括3孔泄洪闸和1孔冲沙闸的闸门及启闭设备。
设有泄洪闸工作闸门3扇，检修闸门1扇；冲沙闸工作闸门和事故检修闸门各1扇。
泄洪闸检修闸门采用2×630kN/80kN双向门机主起升结构进行启闭，每扇泄洪闸工作闸门分别采用1台2×1250kN双缸悬挂式液压启闭机进行启闭。
冲沙闸事故闸门共用2×630kN/80kN双向门机主起升结构进行启闭，冲沙闸工作闸门采用1台1600kN固定卷扬式启闭机进行启闭。
2.1 泄洪闸检修闸门及启闭设备闸门采用表孔平面滑动叠梁门型，侧水封中心距为8.2m，封水高度为11.36m。
闸门采用双吊点，吊点距为7m。
闸门分为4个制作及运输单元，现场拼焊成两叠，两叠门可以互换使用。
闸门主支承采用钢基铜塑复合材料滑道，反向支承采用铰式弹性滑块，侧向支承采用简支式侧轮，面板及止水均设在下游侧。
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为使两主梁在设计水位时所受的水压力相等，两个主梁的位置对称于水压力合力的作用线，如图9-1所示。
主梁位置还需要满足下列要求：①主梁的间距应尽量大些，以保证闸门的竖向刚度。
②闸门的上悬臂c不易过长，通常要求CO.45H ,以保证门顶悬臂部分有足够的刚度。
悬臂c 值也不宜超过3.5m。
③主梁间距应满足滚轮行走支承布置的要求。
④工作闸门的下主梁距平面闸槛的高度应不至于产生真空现象，并要求下悬臂a >0.12H 和a >0.4m，取：a=0.12 X6 M D.7m，c=0.45 X6=2.7m ;主梁间距：2b=H-c-a=6-2.7-0.7=2.6m ;一6000 一10出0 一一1430 GL 丄陋0 GL 阴0二匸690」也£CL :一100-T r_ /50 _ _ 巧20 1130 _；_ 95Q _ _ 840 亠8102700 —— 2 呦D ——700图9-1梁格布置尺寸4、 梁格的布置及型式梁格采用复式布置和等高连接，使水平次梁、竖直次梁和主梁的前翼缘都直接与 面板相连，以便于梁系与面板形成强固的整体，面板可与梁系共同受力，形成梁截面 的一部分，从而减少梁系的用钢量。
水平次梁穿过横隔板上的预留孔并被横隔板支承 成为连续梁，面板直接支承在梁格的上翼缘上。
水平次梁间距布置上疏下密，使面板需要的厚度大致相等。
具体数据见“面板设 计” 一节。
5、 联接系的型式及布置① 横向联接系为了简化闸门的制造、横向联接系采用横隔板式，其布置应和梁的设计跨度有关,本闸门根据主梁的跨度决定布置三道横隔板，间距为 2.18m 、2.18m 、2.175m ，隔板兼做竖直次梁。
2■:-»2180水平次梁底梁11 a1 11 ip r 鬥4!k h1 1< 13 1O5M上游面F 游而I I水半欢d 2180O I ■£]¥'・〕制I '21肓十60匚-------------------------- -I乂下主梁；■»，三］S'，占匸*s = 毒 左 左 #li因此作用在主梁上的最大剪力和弯矩分别为:②截面模量计算考虑钢闸门自重引起的应力影响，取容许弯应力为[o]=0.9x1600kg/cm 2，则需要的截面抵抗矩为:W仏26・92 1051869cm 3 o[]0.9 1600③ 腹板高度选择k=1.5，双向水压力作用在下主梁的均布荷载为：q1.94t / m ;Q maxqL i 11.942 2 10 9.70t ；M maxqLL 1 426.92 t m 。
总710003 1000 100010mm ；由于钢闸门中的横向隔板重量随主梁增高而增加, 故主梁高度宜选得比h j 小，但按刚度要求的最小梁高（变截面梁）为:腹板厚度近似地估计为:注：翼缘截面不改变的焊接梁 95.8cmo1 || 1 ||1 —H|| 1X图9-5 主梁支承端截面截面形心矩：y i =5866.2429.7cm ;197.6截面惯性矩：l=134722cm 4; 截面下半部对中和轴的面积矩： S 2595cm 3 ；剪应力：QmaxS165kg/cm <[ T =950kg/cm 2。
I 03、翼缘焊缝全梁上、下翼缘焊缝都采用 h f =6mm 4、腹板的加劲肋和局部稳定性验算翼缘焊缝厚度h f 按受力最大的支承端截面计算, 最大剪力 Q max =9.7t，截面惯性矩 b=152754cm 4。
上翼缘对中和轴的面积矩:S 1 349.6 29.3 28 27.92334cm F 翼缘对中和轴的面积矩:3S 260 34.12047cm ；需主I ifQS 11.41。
9.7 103 23341.4 152754 11500.03cm ；实用标准文案水平梁荷载计算表由表9-5得出，水平次梁计算荷载按2.255t/m ，水平次梁为四跨连续梁，跨度 为2.18m 。
水平次梁局部弯曲时的边跨中弯矩为：M 次中丄 0.077ql 2 0.83 t m ;支座的负弯矩为：2M 次 B = 0.107ql1.15 t m ;2、截面选择具体计算见表9-5 。
表9-5梁号梁轴线处水压强度 p （t/m 2）梁间距a （m ）(a 上 +a 下)/2 1.621.13 1.042.520.95 0.8952.52 0.84 0.8252.52 0.81 0.7052.520.600.4备注顶梁荷载按下式计算:1.5721.57q —21.72 3-=0.375t/mq (t/m 2)3 （上主梁）1.6852.2552.0796 （下主梁）1.7777 （底 1.008采用扁钢200 X8mm。
前翼缘可利用的面板宽度按下式计算：B= Z b式中横隔板间距b=218cm，按l o/b=2 X270/218=2.48 查表确定有效宽度系数Z 2=0.58，故B= Z b=0.58 X218=126cm。
图9-8 横隔板截面截面形心到腹板中心线的距离:1300.8 50.4200.85°.4 22.18cm ;130 0.8 20 0.8 100 0.8截面惯性矩:273130.87 cm4；由于横隔板截面高度较大，剪切强度更不必验算，横隔板翼缘焊缝采用最小焊缝厚度h f=6mm 。
3I0.8 1003120.8 1 00 22.182 0.8 2 0 72.5820.8 1 30 28.222抗弯截面模量:验算弯应力：273130.8772.983742.54cm3;191.1kg / cm2<[ o]。
Wmin7.15 1053742.540.13 t-0. 33 t |0. 1 \-0.44 t ]0. 26 10. 26 1 |V一■芒U ；0 1 \<33 t/X//X jF12175- 21802IKDl 2175 ----- ---------0.52 1--------- ------------------ ------------------ -----------------2、斜杆截面计算图9-9纵向联接系计算图斜杆受的最大拉力N=0.51t ,但考虑闸门偶然扭曲时可能受压力, 故长细比的限制值应与压杆相同，即入w ［乃=200 o选用单角钢/ 100 X8，查表得截面面积 A=15.6cm 2，回转半径r y0=1.98cm 。
斜杆计算长度：I。
09. 2.622.1823.05m ;长细比:lry03.05 100154 <[为=200 ;1.98按拉杆验算强度:-510 33kg / cm 2 <0.85[ o]=1360kg/cm29.1.1.6纵向联接系设计1、荷载与内力计算纵向联接系承受闸门的自重，露顶式平面钢闸门门叶自重G 按下式计算:G K z K c K y H 1.43B 0.88 0.81 1.0 0.13 6.01'43 100'88 10.36t ;下游纵向联接系承受0.4G=0.4 X 10.36=4.14t 。
4 14 纵向联接系视作简支的平面桁架，节点荷载为：4141.04t o 4计算杆件内力，如图9-9所示。
90” 52 I实用标准文案图9-12 轨道截面尺寸（单位：cm ）②轨道横截面弯曲应力3Ph k 8W k2 29.8N / mm [ ] 140N / mm ；③ 轨道颈部的局部承压应力2C2 2C d 3 hT 12・7N/mm [ ]140N/mm9.1.1.9闸门启门力和吊座计算1、 闸门启门力计算具体计算见“启闭机选型”一节其中：l k 3.5 20 7.452 3.5 15 9.0525 13 0.825 133 129142cm 4 ；W k9142 10.8846cm 3 ；3Ph k 8W kJD C实用标准文案① 吊轴采用3号钢，[T =650kg/cm 2,采用双吊点，每边起吊力为:② 吊耳板强度验算其直径取为3d=3 X8=24cm 。
吊耳板半径R=12cm ，周孔半径r=4cm , [ ok]=1200kg/cm 2，所以吊耳孔壁拉应力:2 2k a仁22945kg / cm 0.8[ k ]960kg / cm ；故满足强度要求。
9.1.2平面钢闸门防腐 9.1.2.1 腐蚀原因类型平面钢闸门腐蚀主要是化学过程，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
1、 化学腐蚀化学腐蚀是金属表面的原子直接与反应物（如氧、水、酸）的分子相互作用，遵 循化学的多相实用标准文案 吊轴每边的剪力:需要吊轴截面积:「2「2竽碍；N 24.2 …19 2I 2 Q 12100[]650 4A4 18.64.9cm 。
按局部紧接承压条件,吊耳板采用A3钢板，其[o cj ]=800kg/cm 2 ,需要的厚度为:N 24.2 10 d[ cj ]8 .8cm ;800因此在边梁腹板端部的两侧各焊接一块厚度为2cm 的加强板。
加强板采用圆形,3N 24.2 10cjd2756 kg /cm ；122 42NQA2 18.6cm ;所以吊轴直径：d。