三门峡新华水工机械有限责任公司 河南三门峡 472100
摘要：弧形闸门是水利工程中广泛应用的门型之一，在水工建筑物上经常作为工作闸门。弧形闸门结构简单，所需的闸墩高度和厚度较小，启闭力小、操作方便。本文主要分析水利水电工程弧形闸门制造工艺技术分析
关键词：弧形闸门；制作；拼装；焊接；技术
引言
为了保证闸门的整体质量，采用先对门叶构件进行分步制作，后整体组装、整体焊接、整体机加工的制作控制工艺。弧形闸门的门叶制造采用卧式拼装法，面板凹面朝上，梁系在面板上的拼装方法进行拼装。
1、弧形工作闸门的构成
水电站主坝低孔9×18－39m弧形工作闸门主要由支铰结构、支臂结构、门叶结构、水封结构、侧轮结构等构成。支铰结构、支臂结构、门叶结构需在厂内进行整体预组装。在工作状态下，弧门高18650mm，弧门宽9000mm，工作面弧形半径33000mm，工作面弧长22160mm。如厂内预拼装采用立拼方式(即工作状态)，存在以下难度和风险:门整体高且窄;且因门叶结构为纵向分节，稳定性差;对吊装设备的有效起升高度要求高;操作难度大;也加大了不安全风险。如采用卧拼的方式(即工况侧翻90°)，可降低采用立拼方式带来的以上难度和风险。故该弧门采用卧拼的方式进行厂内预拼装，预拼装方案为:1)在工况侧翻90°的状态下进行弧门室外大拼。2)大型构件吊装。活动铰链、支臂后端部(即裤衩形状部分)、门叶边梁采取单件吊装方式就位;边节门叶和中节门叶分节后采取单件吊装方式就位;拼装状态的下支臂(包括上、中、下支臂及连接杆件)在现场工装上直接进行大拼;拼装状态的上支臂(包括上、中、下支臂及连接杆件)采取整体吊装方式就位。
2、预拼装流程和技术措施
2.1场地及工装准备
在满足拼装要求的作业场地上进行工装准备，根据门叶、支臂、活动铰链的重量及场地承载能力确定合适的工装(包括满足尺寸、强度、刚度、稳定性及与弧门连接等要求，工装承载能力应经过设计计算或校核)和扩大承载面积的钢板(包括钢板厚度、面积、布置及与埋件和工装的连接要求等)，工装钢板应平整并与地面接触良好，无空虚现象。画弧门预拼装中心线及工装定位线，测量门叶工装、支臂工装及支铰工装标高，将各工装分别吊装在相应的定位点上，各工装必须支垫平稳牢固，与地面埋板焊接固定，并用型钢支撑牢固。工装等的基本要求:①若门叶底部千斤顶支承部位为斜面，应在门叶上焊接临时支座，焊接应由持证焊工施焊，临时支座与门体的焊缝尺寸应通过计算确定，不允许千斤顶直接支承在底缘上;②门叶工装应与前支臂工装应用型钢可靠连接;③支铰工装应具有支承和调整支铰的功能;④选择千斤顶时，最多按2个千斤顶同时受力计算，千斤顶选型计算时考虑的不均匀载荷系数应不小于2;千斤顶受力应按拼装后零部件总重量计算，如纵向分节门叶结构，不允许按单节门叶选择千斤顶，须按2节门叶的总重量选择千斤顶;⑤选择门叶及支臂吊耳时，考虑的不均匀载荷系数应不小于2，同时，受力分析时须考虑吊耳的受力变化带来的影响。
2.2下支臂结构卧拼
下支臂结构卧拼即上、中、下支臂的腹板处于同一水平面，支臂后端部翼板在上、下侧(工况状态在左右两侧)进行拼装。本次拼装包括上支臂、中支臂、下支臂、支臂后端部及连接杆。上、中、下支臂单件修校合格，与门叶结构相连的端板连接面已加工完成，连接孔与门叶结构连接的端板点焊牢固，一同加工完成，不与支臂焊接;制备好翼板、腹板与支臂后端部连接处的坡口，画出翼板、腹板纵向中心线支臂后端部单件修校合格，与活动铰链连接的端板接触面和连接孔加工完成。画出端板十字中心线，并引至端板厚度方向;画腹板纵向中心线。连接杆单件修校合格。1)将支臂后端部一面翼板朝上吊装在大拼工装上，按大拼放样位置放置。调支臂后端部的端板垂直度和翼板平面度。本工序技术要求重点:①支臂后端部上翼板平面度小于或等于2mm;②端板垂直度小于或等于0．5mm。
2)上、中、下支臂依次吊装在大拼工装上，各支臂在就位时注意支臂上的人孔朝向顶水封侧。调整上、下支臂翼板中心线与支臂后端部腹板中心线的重合度，以各纵向中心线为基准调整各支臂的位置、角度、整体平面度。本工序技术要求重点:①支臂后端部及支臂整体平面度小于或等于2．0mm;②支臂开口处弦长偏差为±3．0mm;③支臂后端部腹板与支臂翼板对接错位小于或等于2．0mm。3)对上、中、下支臂和支臂后端部进行临时连接并加固牢靠。将各部件定位并牢靠地固定在大拼工装上，并配有限位挡板等设施，防止各部件移动。4)按图拼装上、中、下支臂之间连接杆并固定牢靠。
3、弧形工作闸门立式组装
弧门的总装在厂内专用钢平台上进行，根据弧型门叶总图，以支臂下主梁腹板为水平状态，计算总拼放样尺寸，画出立拼放样图。按放样图在弧门总拼场地搭设弧门总拼装的组合平台，在总拼组合平台用经纬仪放出大样，测放出各控制点和控制线，在预埋底墩上测出各控制高程点、支铰中心线、门叶中心线、支臂中心线的主要尺寸线（包括中心线、基准线），在底墩上测放出面板外表面与底墩的交线等，并将中心线引出以便检查。按设计图纸要求的精度加工总拼用的专用工艺轴。吊放左、右两个支铰，调整位置，找好两支铰轴孔的同心度及倾斜度，根据测放的中心线和高程点，通过两支铰轴孔中心钢丝线，检验两支铰中心线高程、水平度和位置的准确性，以此作为测放面板曲率半径的基准，并调整支铰中心相对弧门中心线的距离，偏差不超过±4mm；调整支铰仰角，以便下支臂水平放置时，支铰座面与支臂端面相吻合，调整两个铰链轴孔的同轴度及每个铰链轴孔的倾斜度。左、右两支铰定位检验合格后，组装左、右两支臂，将支臂吊放在钢支墩上，在上支臂两边焊上带花兰螺丝的角钢拉杆，以便支臂的固定和调整。把左、右两支臂的下主杆中心线调整到同一水平面，吊垂线调整同侧支臂垂直度，用经纬仪检查，同时调整二支臂中心距。然后将支臂与活动支铰固定。
支臂调整：左、右支臂调整方法相同。首先，将支臂的端部与支铰底板靠拢，利用千斤顶、楔垫板、钢丝线和垂球，调整下支臂中心的高程、位置和垂直度；支臂端部与铰链底板的连接调整：在支臂调整的同时，可进行支臂端部与铰链底板的连接调整。调整有两个内容，检查支臂端部与底板接合的间隙，各部分均要求顶紧，支臂端部中心与铰链底板中心吻合。支臂调整好后，进行几何尺寸的检查，合格后，对支臂进行加固，支臂的底端与底板可施行点焊，现场安装时将铰链与底板用螺栓连接后再正式焊接。
左、右支臂调装稳固后，将第一门叶吊装在总装平台，门叶底缘落至预埋混凝土中的通用底坎工作面上，门叶位置与组装台放出的大样位置相吻合，此时，下主横梁的后缘顶板与下支臂靠拢，焊上调整螺杆，底缘挡板，调整门叶的位置，用钢尺检查面板曲率半径，按设计曲率半径R再加支臂两端板焊缝收缩量的尺寸，将支臂多余的长度切去，并在支臂端与门叶之间装焊临时固定挡板；再依次吊装上面各节门叶。在吊装第二节门叶时，上主横梁正好与上支臂靠拢，调整方法同上节门叶。整体组装就绪后，按规范和图样要求进行全面的质量检查，并做详细记录。吊离支臂机加工，支臂与门叶接合处连接板根据门叶曲率半径调整情况及其结合处间隙情况铣平面。
结束语
弧形闸门制作是保证安装精度的关键，因此在制作过程中必须采取合理的工艺措施，以控制弧门的焊接变形和外形尺寸符合规范要求。
参考文献：
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