一种横向三支臂弧形闸门的制作方法

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本实用新型涉及水利水电工程技术领域，尤其是涉及一种横向三支臂弧形闸门。


背景技术：

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随着水利水电建设的发展，承受高水头的大型泄洪洞被广泛运用，这些工程一般采用弧形闸门挡水，启闭时，弧形闸门绕支臂的支铰为圆心进行转动。常规的弧形闸门采用横向两支臂支撑，两个支铰的同心度很好控制，但随着泄洪洞断面尺寸增大，水头增高，仅有两支臂的弧形闸门在巨大水推力作用下的应力和变形超出材料要求，难以适应高水头的挡水要求。因此，采用一种横向三支臂弧形闸门挡水，可有效增强闸门的整体刚度，降低闸门应力和变形，使弧形闸门能承受更大的水压力；但三个支臂支铰同心度的要求高于两个支臂铰同心度的要求，特别是当弧形闸门在运行期承受各种荷载情况下，三个支铰变位的同心度若超过弧形闸门支铰同心度偏差要求，将严重影响弧形闸门挡水安全性；
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综上所述，采取一定措施，控制横向三支臂弧形闸门变形协调性，确保三个支铰变位的同心度在同心偏差要求范围内，是提高闸门挡水安全性，同时也是将弧形闸门向更高水头和更大规模应用的关键。


技术实现要素：

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本实用新型的目的在于，提供一种横向三支臂弧形闸门，最大程度控制弧形闸门三个支臂的变形协调性，确保三个支铰的相对变位满足同心度偏差要求，提高闸门挡水安全性。为此，本实用新型采用以下技术方案：
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一种横向三支臂弧形闸门，设置三个同心的支铰，三个支铰的轴线水平，三个支铰安装在浇筑在支铰大梁内的水平钢梁上，弧形闸门的弧形挡水面板通过横向布置的三个支臂与三个支铰分别连接，支铰大梁浇筑在经开挖处理后的山体基岩面；其特征在于所述横向三支臂弧形闸门包括锚固在山体上的多条预应力锚索，锚索的顶部与支铰大梁连接；所述多条预应力锚索将大跨度的单跨支铰大梁简支为三个小跨度连续梁，每一段小跨度连续梁被配置有一个支铰。
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进一步地，所述多条锚索分两上下两排布设在钢梁的上侧和下侧，相邻支铰之间在钢梁的上侧和下侧都布置对应的预应力锚索，形成支铰和预应力锚索的交错式布置。
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本实用新型的有益效果是：本实用新型对固定在塔后山体的闸门支铰大梁施加预应力锚固，最大程度控制横向三支臂弧形闸门的变形协调性，确保三个支较的同心度，提高了闸门运行安全度，使弧形闸门向更高水头更大规模应用。
附图说明
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图1是本实用新型横向三支臂弧形闸门的挡水剖面；
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图2是本实用新型横向三支臂弧形闸门的俯视图；
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图3是本实用新型支铰大梁的剖视图；
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图4是本实用新型锚索与支铰大梁、钢梁的布置结构的竖向剖视图；
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图5-1和5-2分别是无预应力和有预应力(本实用新型)支铰大梁变形挠度示意图。
具体实施方式
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下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
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本实用新型所提供的一种横向三支臂弧形闸门，其设置三个支铰5，三个支铰5的轴线水平，且三个支铰5同心度偏差为2mm以下。三个支铰5安装在水平钢梁4上，弧形闸门弧形挡水面板7的横向布置的三个支臂6与三个支铰5连接。
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横向三支臂弧形闸门的安装结构包括设置在山体1上的锚索9、支铰大梁3和钢梁4，锚索9的外端与支铰大梁3连接并被加载预应力。
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锚索9分两上下两排布设在钢梁4的上侧和下侧，相邻支铰5之间在钢梁4的上侧和下侧都布置对应的锚索9，形成支铰5和锚索9的交错式布置。支铰大梁3选择山体岩石是均匀的位置设置，较佳的实施方式是所述锚索9对称设置在钢梁4上下侧，锚索9的位置避开钢梁4一定距离，避免锚索9张拉时导致钢梁4变形。
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支铰大梁3通过锚筋锚固在山体1上，钢梁4埋于支铰大梁3内并与支铰大梁3内的锚筋焊接固定。
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在支铰大梁3浇筑时，在锚索9的预定穿过位置埋设相应的钢套管8，在支脚大梁5浇筑完毕后，基于钢管套8向山体内钻锚索孔，然后进行下放锚索9、灌浆等一系列锚索安装操作，锚索9经钢管套8延伸至山体1内部的锚索孔。
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本实用新型的施工过程包括：
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s1：将山体开挖并在支铰大梁3位置设置锚筋将支铰大梁3锚固于山体基岩1，浇筑支铰大梁3的一期混凝土，并在混凝土内的锚索预定穿过位置预埋钢套管8，钢套管8长度延伸至支铰大梁3表面；
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s2：架设水平钢梁4，将钢梁4与一期混凝土31内的锚筋焊接固定，浇筑支铰大梁3二期混凝土32；
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s3：基于钢套管向山体内部钻锚索孔，下放锚索9、锚索9底部深入山体内部一定深度；
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s4：对锚索孔内灌浆形成锚固端，张拉锚索9并与支铰大梁3的外端用锚固件连接，对支铰大梁3和山体基岩1施加预应力，将大跨度的单跨支铰大梁简支为三个小跨度连续梁，每一段被配置有一个支铰；
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s5：将支铰5固定在钢梁4上，并在支铰5上安装支臂6和弧形挡水面板7。
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本实施例对横向三支臂弧形闸门支铰同心度控制的主要特点在于：对支铰大梁3进行预应力锚固，以锚固点为支座，变换为三个小跨度连续梁，减小支铰大梁3挠度和三个支铰位置5的相对变位差，使之满足闸门支铰同心度要求，所述同心度偏差，是指某个支铰位置超出另两个支较连线的距离即同心度偏差。本实用新型可以将同心度偏差控制在不大于2mm，可以通过预应力锚索位置和锚固力大小的调整来进行控制。
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当闸门挡水时，将水推力通过支臂和支铰大梁传递至山体深部承担，支铰大梁变形小。当横向三支臂弧形闸门开启泄洪时，支铰大梁上的预应力锚索组件可均化山体地下
水压力(附图标号100为山体地下水高程)和闸门本身的重力，相当于将大跨度的单跨支铰大梁3简支为3个小跨度连续梁，有效减小了支铰大梁变形挠度11，每一段被配置有一个支铰5，使三个支铰位置的相对变位趋于一致，满足闸门支铰同心度偏差要求。
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以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。