水工閘門的啟閉力檢測

陳樹亮

（廣西水利科學研究院 廣西水工程材料與結(jié)構(gòu)重點實驗室，南寧 530023）

閘門啟閉力檢測是水工金屬結(jié)構(gòu)安全檢測中的一項重要檢測。閘門和啟閉機安裝好后，其啟閉力是否達到設(shè)計要求，需要進行檢測，在設(shè)計工況下檢測最大啟閉力，與啟閉機的額定啟門力進行比較，由此判斷閘門啟閉力是否滿足設(shè)計要求，從而為工程管理單位制定運行管理措施和方法提供依據(jù)。

1 工程概況

某引水站設(shè)計引水流量為10 m3/s，裝機容量3×110=330 kW，工程等別為Ⅲ等。引水站閘門共3孔，每孔凈寬6 m，閘門型式為平面鋼閘門，閘門高度為4.15 m，設(shè)計水頭2.5 m。采用雙吊點卷揚式啟閉機啟閉，額定啟閉力為125 kN。根據(jù)《水工鋼閘門和啟閉機安全檢測技術(shù)規(guī)程》（SL101-2014），閘門啟閉力檢測1#工作閘門。

2 檢測前的準備工作

為了確保閘門啟閉力檢測順利進行，檢測前已確認待檢閘門滿足下列條件:

（1）門槽結(jié)構(gòu)情況良好，無變形，門槽內(nèi)無異物卡阻。

（2）閘門整體情況良好，啟閉機的外觀形態(tài)完好，機架無變形和損傷。

（3）閘門的支承裝置、支鉸裝置能正常工作。

（4）啟閉機吊具與閘門連接可靠，卷筒表面、腹板、輪緣無裂紋及損傷，鋼絲繩在卷筒上固定牢靠，不跳線，壓板、螺栓齊全，開式齒輪齒面潤滑良好，無嚴重磨損和銹蝕，齒輪嚙合良好，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，無沖擊聲及異常噪聲，減速箱密封良好，無滲漏制動器工作準確可靠，動作靈活，且啟閉機附屬設(shè)施完善。

（5）雙吊點閘門滿足同步要求。

（6）檢查啟閉機的所有機械部件和連接裝置正常、潤滑系統(tǒng)良好，電機絕緣電阻、電流、電壓、轉(zhuǎn)速均正常。

3 檢測內(nèi)容與檢測方法

3.1 檢測內(nèi)容

測定引水站工作閘門在設(shè)計水頭下的啟門力、持住力、閉門力。

3.2 檢測方法

采用直接測試法檢測，檢測設(shè)備系統(tǒng)主要配套儀器為2 個拉壓傳感器、2 個應(yīng)變適調(diào)器、1 臺16 通道的靜態(tài)應(yīng)變分析系統(tǒng)及計算機（見圖1）。

圖1 檢測設(shè)備系統(tǒng)

閘門啟閉力檢測是檢測閘門從啟門一直到閘門完全露出水面后再閉門全過程啟閉力的檢測。因此，閘門在開啟過程中的啟閉力是不斷變化的，啟閉力檢測是對啟閉全過程的啟閉力進行采集，以確定閘門的實測最大啟閉力。

直接測試法原理如下:在啟閉機鋼絲繩與閘門間接入拉壓傳感器，拉壓傳感器放置中間，其一端直接與閘門吊耳連接，另一端與啟閉機吊鉤連接，通過運用靜態(tài)應(yīng)變分析系統(tǒng)多通道計算機數(shù)據(jù)采集技術(shù)，將采集軟件與電腦連接，采集儀連續(xù)采集，記錄閘門從零開度到閘門露出水面時閘門啟門力隨時間變化的過程曲線，并記錄閘門完全露出水面到開度為零時閘門閉門力隨時間變化的過程曲線，最后通過軟件將測量的動態(tài)應(yīng)變值轉(zhuǎn)換成力并合成。上述檢測過程共進行3次，現(xiàn)場檢測裝置圖見圖2。

圖2 現(xiàn)場檢測裝置圖

4 檢測結(jié)果

引水站1#工作閘門在設(shè)計擋水頭情況下，啟閉力檢測結(jié)果分別見表1，閘門啟門及閉門過程曲線分別見圖3～圖5。

表1 引水站1#工作閘門啟閉力檢測結(jié)果 kN

圖3 1#傳感器啟閉力時間～曲線圖

圖4 2#傳感器啟閉力時間～曲線圖

圖5 最大啟閉力時間～曲線圖

5 結(jié)論

（1）在設(shè)計水頭情況下，1#工作閘門最大啟門力為115.28 kN、最大閉門力為118.36 kN、最大持住力為118.11 kN，均小于啟閉機額定啟門力125 kN，閘門啟閉力滿足設(shè)計要求，沒有超載現(xiàn)象發(fā)生，特性良好。

（2）閘門兩側(cè)吊點啟吊力相差很小，表明閘門受力均衡，兩側(cè)吊點基本同步。

（3）1#工作閘門啟閉力共檢測3次的結(jié)果相近，表明檢測系統(tǒng)可靠，檢測數(shù)據(jù)滿足工程精度要求。