水利水电工程弧形工作闸门制作工艺方案

水利水电工程弧形工作闸门制作工艺方案

发表时间：2018-05-14T14:16:26.610Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第3期作者：马艳荣[导读] 由于弧门结构比较复杂，在制作过程中每一道工序要严格按图纸工艺和标准规范执行，才能保证弧门的整体制作质量，才能保证弧门的使用安全。

河北省水利工程局河北石家庄 050011

摘要：弧形工作闸门顾名思义是挡水面为圆柱体的部分弧形面的闸门，常用于水工建筑物上作为工作闸门。主要优点是启门力小，可以封闭相当大面积的孔口。按照封水结构形式分为：表孔式弧门和深孔式弧门。表孔式弧门主要用于大型水库和电站的溢洪道、溢流坝、渠道的倒虹吸出口等地方，深孔式弧门主要用于输水洞、泄洪洞、渠道涵管出口、冲砂洞等地方。弧形闸门主要由门叶、支臂、支铰三部分组成，下面主要对这三部分的制作工艺进行介绍。关键词：弧形工作闸门；水利水电工程；制造工艺1.门叶制造工艺

1.1放样

首先用机械制图按图纸尺寸进行1：1放样，确定弧形的边、纵梁腹板下料图。为预防门叶焊后变形，根据弧门的规格参数有时采取把门叶的曲率半径适当加大的预防措施，曲率半径加大后，同时测量确定纵、边梁翼板、劲板的下料长度。

1.2单件下料、刨边

依据确定的尺寸，用数控切割机、剪板机下料，坡口边留刨边余量，刨边机刨边。面板按各节分块配料图进行下料，配料图是根据门叶布置，板材几何尺寸和卷板设备而定，面板各拼缝间隔大于500mm并与纵梁、主梁等间的相邻焊缝错150mm，面板总宽留修割余量。纵梁腹板采用数控切割机下料，主梁腹板、翼板宽度留刨边量，长度留焊接收缩余量。各零件下料、刨边后，质检按GB/T14173-2008《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》要求检测几何尺寸精度。

1.3构件小组装

组成门叶的主要构件有：主横梁、纵梁、边梁、面板。主横梁为工字梁结构。腹板刨边，严格控制平行，组装前翼板在油压机上压制反变形。在平整坚固的工作台上将腹板、翼板组装，然后利用埋弧焊，焊腹板、翼板的连接角焊缝。各部件组装、焊接、整形后，质检按GB/T14173-2008《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》要求进行检测，合格后进行门叶大组装。

1.4弧门门叶大组装

1.4.1弧台调整

门叶大组装在弧形工作台上进行。根据放大的门叶曲率半径计算弧台的调整参数。调整时用水准仪测量、控制各支承角钢位置尺寸，高程允许误差为±1mm。同时确定弧台的纵、横向中心线，并做好明确标记，质检合格后加支承固定。

1.4.2门叶大组装步骤

根据弧台支承角钢位置、间距及门叶结构尺寸，确定面板在弧台上的位置。首先在位于弧台中部的中节面板上放出面板位置线，上弧台后使此位置线与弧台横向中心线重合，然后依次铺各节面板。要求节与节面板对接处缝隙1mm，面板与支承角钢贴合，达到要求后，面板分节处加强、固接。

首先划出垂直在底缘的门叶中心线，然后以中心线为基准，按放线图放出各构件位置，放线尺寸加焊接收缩量。质检检测后，打样冲，并用红漆标识。

按线组装主梁、纵梁、边梁等各构件，找正并点固焊。

1.5门叶组装完成后，质检按GB/T14173-2008《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》要求进行检测，检测合格后，进行门叶整体焊接。

1.6门叶焊接

焊前对节与节之间连接处的工地焊缝进行明确标记。节与节之间连接处用连接板连接，每块腹板两侧在上、下两端分别焊连接板两块。检查门叶加固情况，合格后开始施焊。焊接顺序为：立缝→主梁上翼板与面板连接缝→各构件与面板的连接焊缝→ 其余焊缝。焊接时焊工对称布置由中心向四周扩展，最后封闭。对接焊缝必须焊透，焊接一面后，在反面焊前必须清根。在焊接过程中，注意监测变形，若发现异常，及时调整焊接顺序及焊接参数。

1.7.门叶焊后整形、齐边

单节门叶下弧台后，整形，分节处面板直线度小于2mm，以门叶垂直中心线为基准，放门宽切割线，半自动切割机切割，割后砂轮修磨，门宽尺寸偏差应符合图纸要求。配钻侧水封孔，配钻支臂与主梁连接孔。检测合格后待与支臂试总装。

2.支臂制造工艺

2.1构件制作

支臂腹板、翼板下料时，长度方向留焊接收缩及修割余量。为保证其组装后的几何尺寸精度，腹板刨边，并严格控制腹板坡口边平行，组装前翼板压制反变形。在平整的工作台上将腹板、翼板组装，利用吊线控制腹板、翼板的垂直及整体扭曲、弯曲。然后利用埋弧自动焊焊腹板、翼板的连接角焊缝。焊后超声波探伤，合格后装焊肋板。

2.2.组装上、下支臂及连接板、后端板

在工作台上按1：1放支臂轴线几何尺寸大样及后端板，连接板位置线。按大样、支臂扭角固定上、下支臂位置，保证上、下支臂夹角和开口值。扭角调整利用千斤顶，并利用水准仪控制上、下支臂轴线在同一水平，然后装焊连接杆，连接板、后端板。用动力铣头铣后端板与支铰的连接平面。检测合格后待与门叶、支铰试总装。

3.支铰制造

弧形工作闸门支铰主要由固定铰座，活动铰座，轴套等组成。

3.1固定铰座、活动铰座制造工艺路线

外协铸毛坯、退火→依规范及图纸进行毛坯进厂质量检验→喷砂非加工面涂底漆→整体划线→底面加工→二次整体划线→镗孔及端面→划线钻底面螺栓孔→待总装。

固定座在镗床上镗孔，当一侧孔和端面加工完后，工作台旋转180°以加工的孔和端面为基准用百分表找正，以保证两侧孔的同轴度。活动座在镗床上镗孔时，采用角度为α（α为设计偏斜角）的斜垫铁，以保证活动座的倾斜角度符合要求。

3.2铰轴工艺路线

圆钢进厂检验，锯料→粗、精车→磨外圆→镀铬→磨外圆→加工档板槽及油孔。

各零件加工完后，进行支铰组装，组装前应用油清洗各配合表面，并实测各件配合尺寸，进行选配，支铰组装后应转动灵活，无卡阻，合格后整体涂面漆，机加工面涂油保护。

4.弧门厂内试总装

为进行弧门整体几何尺寸检验，出厂前进行整体组装。

弧形闸门试总装场地设在龙门吊轨道间，总装工作台用砼浇筑，其表面需在适当位置埋设钢板或工字钢，以承受载荷，设置支承用。在总拼装工作台上做出所需的点和线，按下支臂水平放置时放线。

固定找正底节门叶。装中节、顶节。初测门叶的曲率半径。立两支臂装活动铰座。铰轴孔装假心轴，以便于调整测量两支铰轴孔的同轴度。同轴度的调整利用经纬仪、水准仪联合控制。修割支臂前端直至曲率半径达到要求。合格后编号，为工地安装做定位点，并焊上定位板。

在总拼装状态下，以门叶的纵向中心线及下主梁中心线为基准，放吊耳孔位置线，用动力铣头在整体组装状态下，机加工吊耳孔以保证两吊耳孔的位置精度。

总拼装验收合格转防腐施工，厂内弧门制作工序完毕。

结束语

总之，由于弧门结构比较复杂，在制作过程中每一道工序要严格按图纸工艺和标准规范执行，才能保证弧门的整体制作质量，才能保证弧门的使用安全。

参考文献

⑴GB/T14173-2008 水电水利工程钢闸门制造、安装及验收规范中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会（发布）

⑵ DL/T5013-95水利水电工程钢闸门设计规范中华人民共和国水利部、电力工业部（发布）

⑶金属机械加工工艺人员手册上海科学技术出版

⑷SL 36-2006 水工金属结构焊接通用技术条件中华人民共和国水利部（发布）

⑸SL582-2012水工金属结构制造安装质量检验通则中华人民共和国水利部（发布）