浅谈廖坊弧形闸门制造工艺

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1、浅谈廖坊弧形闸门的制造工艺曾昭民，邓爱平，刘美华摘要：弧形闸门和支臂作为金属结构焊接件，制造中如何防止构件变形，保证制造精度，减少误差，已成了制造弧形闸门的关键技术问题。现结合廖坊弧形闸门的制造，对此问题进行分析探讨。关键词：弧形闸门；制造工艺；廖坊水利枢纽工程位于江西抚河干流中游，临川市鹏田乡境内，是以防洪、灌溉为主，兼顾发电、供水和航运等综合利用的大（2）型水利枢纽工程。主要建筑物为主坝、副坝、泄水建筑物、电站厂房、灌溉总进水闸等。其中主坝分溢流坝和非溢流坝。溢流坝段位于河床中部，分表孔和低孔设置。表孔

2、溢流坝共7孔，采用弧形闸门挡水，弧形闸门门体型式为主横梁、斜支臂、球较,尺寸：宽12mX髙12ni,半径R=15m,主材为16Mn,单重71.2t。弧形闸门在挡水时，要求做到安全可靠、启闭灵活、不漏水。由于弧形门和支臂均为金属结构焊接件，因此如何防止制造中构件的变形，以保证制造精度，减少误差，就成了制造大型弧形门的关键技术问题。1弧形闸门制造工艺流程弧形闸门制造工艺流程如图lo2弧形闸门制造的准备工作弧形闸门加工制造的准备工作有：搭设弧形工作台（胎模）、确定门叶的分节分块、门叶结构尺寸放样等。弧形工作台（胎

3、模）是弧形闸门分节拼装时使用的。要求该工作台牢固、可靠，弧度符合门叶的面板弧度；常采用型钢（角钢、工字钢或槽钢）搭设立柱式弧形工作台（如图2）。为控制其弧度精度，搭设时应始终用水准仪监控。支臂另外搭设平台进行组装。1弧形闸门制造工艺流程图受起吊和运输条件限制，弧形闸门在制造厂时不能制成整体出厂。根据设计图纸要求，将门叶横向分块，分为四片，闸门面板、隔板按分缝线分开，但原则是受力的主梁不能割断。弧形闸门的门叶焊缝全部集中上游侧，焊缝焊接后产生变形必然是使闸门收缩，曲率半径R变小。为使焊接后曲率半径R符合技术图

4、纸要求，除焊接时采用防止焊接变形的措施外，首先要在闸门门叶备料时，考虑适当加大曲率半径R。门叶曲率半径R放大后，必须进行1：1放大样(如图3),实际备料曲率半径R'可按照公式R‘=(C2+4h2)/8h计算，式中C——加焊接收缩量后实测弦长，h——加焊接收缩量后实测矢高；面板圆弧两端放大值按经验一般取4〜6mm。面板弧度、隔板弧度均按照放大后曲率半径R'加工制造。图3弧门放样示意图3门叶制造门叶制造含面板对接、主梁制造、隔板制造、门叶拼装等工序。面板由许多块钢板对接而成，各块板的尺寸需正确。焊缝V型坡口必须

5、在卷板之前刨好，每块钢板四角要成90°的直角；由于面板焊缝较多，其长度和宽度均要放焊缝收缩和切割余量。在上胎模前，每块面板须上卷板机卷制，其弧度用弧度样板控制，卷制时要注意上棍筒与钢板侧边的垂直度，以防卷歪。每块面板吊上胎模后，面板必须与胎模有良好的接触。面板对接定位焊时，要控制好对接错位：利用对接焊缝的反变形，对接焊缝位置适当垫高，以抵消焊接角变形；用C02保护焊打底，免除清渣的麻烦；主梁、水平次梁拼装位置的面板对接缝要用砂轮机磨平。确定门叶拼装线，在面板焊缝结束后，检查面板弧度与胎模弧度的符合情况，然后

6、确定各部件的拼装位置。主横梁为闸门主要的受力构件，用钢板拼成箱形梁结构，其前翼缘板即是面板。主梁制造时要注意几个问题：①主梁腹板和翼板焊接接头必须避开中心位置，因该处受弯矩最大；②腹板对接接头位置与翼板对接接头位置必须相互错开，错开尺寸大于500mm；③同一扇闸门的两根主梁，其焊缝接头不能在同一个截面上；④主梁须向上游面微拱起，目的是提高闸门主梁的承载能力。主横梁下料划线时要充分考虑焊接收缩量和切割余量，并检查划线的对角线相对差，使其值不大于2mmo在主梁拼装前要对各个部件进行检查、校正，在翼板上弹线明确腹

7、板的拼装位置，并严格控制腹板与翼板的垂直度。焊接主梁腹板和翼板的各自对接缝，拼装后的角焊缝都由埋弧焊焊接，但焊剂必须按规定要求烘焙。主梁检测合格后，所有主梁切割成一样长度，同时适当考虑门叶焊接引起主梁的收缩量。小横梁用普通型钢（如槽钢、工字钢）制造，在拼装前须将每根横梁的弯曲变形矫正合格。隔板是门叶上比较重要的一种部件，隔板尺寸的准确与否直接影响到门叶面板的弧度和曲率半径。下料用坐标放样，每种隔板做一块精确的样板，所有隔板用样板划线，用切割机切割，并要控制其弦长。先进行后翼板、筋板的拼装；在与后翼板拼装时,

8、要控制隔板与后翼板垂直度。然后焊接，为避免在胎模上焊仰角焊，隔板拼装焊接在上胎模前，全部以平角焊缝方式焊完。门叶拼装在弧形工作台上进行。拼组前要仔细检查弧形工作台上的各支撑点位置是否都符合门叶面板的圆弧面。首先将两根主梁拼装到位，再拼装中隔板，主梁、隔板须与面板顶紧（即无间隙），才能保证面板的弧度和横向平直度。主梁、中隔板的拼装是门叶拼装的关键，其拼装质量的好坏，直接影响整个拼装的质量，需对其进行检测、控制，尤其