莲麓二级（峡城）水电站泄冲闸工作弧门设计

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1、第47卷第10期甘肃水利水电技术Vo1．47，No．102011年10月GallSIlWaterConservancyandHydropowerTechnology0ct．．2011·设计与研究·莲麓二级(峡城)水电站泄冲闸工作弧门设计曹敏(甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃兰州730000)摘要：对莲麓二级(峡城)水电站泄冲闸弧门设计特点做了简要介绍，并就闸门门体、主梁及支臂、支铰、顶止水装置等设计进行了论述。关键词：水电站；泄冲闸；弧形闸门；斜支臂中图分类号：TV663+．2文献标识码：B文章编号：2095—0144(2

2、011)11-0044—021电站概述2泄冲闸工作弧门及启闭机布置莲麓二级(峡城)水电站位于甘肃省西南部渭源(1)闸门的主要技术特性县与康乐县交界处的洮河干流中游九甸峡一海甸峡河门型：潜孔式弧型钢闸门段上，距上游莲麓一级水电站5．3km，距下游海甸峡水闸门主材材质：Q235B电站15．7km、距临洮县城约54km。工程主要任务是孔宽：10In发电，安装3台轴流转浆式水轮发电机组。总装机容量孔口高：6m37．5MW。工程规模属Ⅳ等小(1)型。枢纽工程由左右岸弧门面板曲率半径：10m混凝土重力坝、右岸河床式厂房和左岸泄洪冲沙闸组

3、成。支铰高度：8m泄洪冲沙闸共3孔，采用胸墙式平底闸，闸体采闸门吊点间距：9．3m用一闸一缝，共分3个坝段。每个坝段长15m，两侧总水压力：13ooOkN边墩厚2．5m。闸底板至闸墩顶高23．0m，闸底板厚闸门操作设备：后拉式液压启闭机(QHLY一2x3．0m。闸体内设2道胸墙，设检修闸门及工作闸门1o0OkN)各1道，检修门为潜孔式平板钢闸门，工作门为潜孑L(2)闸门及启闭机布置式弧形钢闸门。闸门及启闭机布置如图1所示。图1泄冲闸及启闭机布置／mm收稿日期：2011-09—13作者简介：曹敏(1984一)，男，甘肃天水人，

4、助理工程师，学士，主要从事水利水电工程金属结构没计。·44·第lO期曹敏：莲麓二级(峡城)水电站泄冲闸工作弧门设计第47卷3泄冲闸工作弧门运行要求及门体设计螺栓连接，并相应的设置抗剪板。泄冲闸工作弧门为本工程主要泄洪控制设备，框架主梁单位刚度与支臂单位刚度比值为6．1。该门在电站正常发电运行时关闭挡水，拦蓄抬高闸主框架结构计算简图如图2所示。前水位，汛期渲泄洪水、排除大坝闸前淤积的泥砂。要求必须满足：能动水启闭，并能局部开启控制下泄流量。运行条件较为恶劣，对门叶及支臂的强度和整体刚度要求严格，同时支铰轴承、止水的材料和结构形

5、式也相当重要，应确保闸门运行灵活、止水严密并能有效抑制闸门局开时的脉冲振动。孔口宽高比为1．67。比较大。从设计、制造、运输及安装方便角度考虑，闸门体型采用斜支臂双主横梁同层布置形式。闸门整体主框架成“叮『”形。闸门吊耳设在边梁双腹板上．边梁双腹板与下主梁悬臂段腹板焊接。侧导向采用简支式侧轮装置。一侧各设置2个。支铰中心高度设置为8m。根据水工模型试验结果，支铰高于最低下游水位，并不受水流冲击。闸门设计最大荷载工况：闸门即将被开启的瞬图2主框架结构计算简图间。此时闸门处于全关闭状态承受总水压力．并承受来自启闭机作用的最大启门

6、力。5支铰4主梁及支臂结构闸门支铰采用圆柱铰形式如图3所示。支铰轴在闸门临界开启状态时，闸门下主梁除分担总承采用国产钢基铜塑自润滑关节轴承。轴承结构是水压力外，还要承受后拉式液压启闭机作用于悬臂由带外球面的内圈和带内球面的外圈组成一对滑动段的启门力；此启门力作用方向相对于主梁截面而摩擦副。轴承外圈材料为碳钢，径向分为两半，用螺言，作用于主梁平面外，并产生平面外附加弯矩。斜钉锁紧，磷化处理，球形表面镀铬，内圈材料为铜合支臂是弧门的关键部件，受力复杂，作为偏心受压金，球形工作面镶嵌固体自润滑材料。摩擦系数介柱，不仅受压力还承受平

7、面内、外弯矩。另外，由于于0．05～0．20之间。球形滑动接触面具有自动调心。闸门有控制流量局开的要求，因此就存在淹没出流这有利于消除一定范围内的闸门的制造、安装或运的工况。门后淹没水跃对闸门下游面弧面板、纵横行误差。此轴承具备耐磨性好，承载力大，自重小，梁及支臂等处将产生漩滚冲击，引起闸门振动。这适合工作温度范围大等优点。支铰轴采用40Gr材种振动不利于闸门的安全。国内外工程失事弧门中，质；铰座与铰链采用铸钢材质，经调质处理。支铰与因支臂失稳、破坏而引发的比例是非常高的。因上支臂之间采用螺栓连接。所述，本工程中主梁和支臂的

8、刚度及稳定设计是关键。。：—_二；=]f—}，主梁采用工字形组合焊接截面：支臂断面采用了箱型梁结构，相比于常规的工字形截面形式．平面1—外方向的惯性矩和回转半径得以增大，整个支_；—一一一T、-}：臂结构的刚度及稳定性在相同应力情况得到了很大-E；：’＼-●的加强和改善。在与支臂连接处的主