一、核心钢制构件的材料选择

• 主体钢材：通常采用Q355B 低合金高强度结构钢（原 Q345 钢），其屈服强度≥355MPa，抗拉强度 470-630MPa，具有较高的强度和韧性，能承受较大荷载；对于腐蚀性较强的水环境（如海水、工业废水河道），可采用耐候钢（如 Q355NH），通过添加铬、镍、铜等合金元素形成致密氧化层，提高抗腐蚀能力。
• 关键受力部件：支铰座、轴承等承受集中荷载的部件，常采用铸钢（如 ZG270-500），铸钢具有良好的铸造性能和力学性能，可通过铸造工艺形成复杂形状，满足结构受力要求。
• 止水构件：与钢制主体配合的止水部件（如橡胶止水带）虽非钢材，但需与钢制表面紧密贴合，其材质选择需匹配钢材的平整度和运行方式（如随门叶旋转不脱落）。

二、钢制结构的加工与成型工艺

• 切割与成型：采用数控火焰切割或等离子切割技术对钢板进行下料，确保切割面平整、尺寸误差≤1mm；门叶等大型构件通过卷板机冷弯成型（或热弯，针对厚钢板），保证弧形门叶的曲率一致性，确保旋转时受力均匀。
• 焊接工艺：采用埋弧焊、气体保护焊等焊接方式，对构件拼接处进行焊接；焊接前需对钢板进行预热（针对厚板或高强度钢），减少焊接应力；焊接后进行无损检测（如 UT 超声检测、MT 磁粉检测），确保焊缝无裂纹、气孔等缺陷，避免受力时开裂。
• 机加工：底横轴、支铰轴等旋转部件需进行车床精加工，保证轴径公差和表面粗糙度（Ra≤1.6μm），确保与轴承配合时的灵活性和密封性；支铰座的安装面需铣削加工，保证平面度，确保闸门旋转时的稳定性。

三、钢制表面的防腐处理

• 表面预处理：通过喷砂除锈（Sa2.5 级），去除钢材表面的氧化皮、铁锈和油污，使表面呈现均匀的金属光泽，增加防腐涂层的附着力。
• 防腐涂层：
  • 底漆：喷涂环氧富锌底漆（干膜厚度≥80μm），锌含量≥80%，利用锌的牺牲阳极作用保护钢材，形成电化学防腐。
  • 中间漆：涂覆环氧云铁中间漆（干膜厚度≥120μm），增强涂层的屏蔽性和抗冲击性，阻隔水和氧气渗透。
  • 面漆：根据环境选择，淡水环境常用氯化橡胶面漆（干膜厚度≥60μm），海水环境采用聚脲弹性体涂料，具有耐候性、抗紫外线和抗冲刷性能。
• 特殊部位处理：支铰轴承、液压活塞杆等活动部件，采用镀铬处理（镀层厚度 50-100μm），提高表面硬度和耐磨性，同时增强抗腐蚀能力。

四、钢制结构的受力设计原理

• 荷载计算：考虑静水压力（按挡水高度计算，水平方向压力与水深成正比）、动水压力（水流冲击产生，与流速平方成正比）、自重（门叶、轴系等的重力荷载）、泥沙压力（按泥沙淤积高度计算）等，通过有限元分析软件（如 ANSYS）对钢制构件进行应力模拟，确保 应力不超过材料的许用应力。
• 结构优化：门叶采用 “肋板式” 结构（由面板、纵肋、横肋组成），以较小的钢材用量实现较高的刚度，减少变形；底横轴设计为空心圆轴（或实心轴，根据荷载），既减轻自重，又通过轴径优化确保抗扭强度（承受闸门旋转时的扭矩）。
• 稳定性验算：对门叶、支铰座等构件进行稳定性验算，避免在荷载作用下发生屈曲变形（如面板的局部失稳、肋条的整体失稳），通过增加加劲肋等方式提高结构稳定性。

总结