基本概念类

• 什么是弧形闸门？7：根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL 74 - 2019），弧形闸门是指启闭时绕水平支铰轴旋转，具有弧形挡水面板的闸门。
• 弧形闸门有哪些分类方式及具体类型？：
  • 按门顶以上水位深度分：可分为露顶式弧形闸门和潜孔式弧形闸门。水库水位不超过门顶称露顶式弧形闸门，也称表孔弧形闸门；水库水位高于门顶称潜孔式弧形闸门，也称深孔弧形闸门或高压弧门。
  • 按传力支臂形式分：有斜支臂式和直支臂式。斜支臂式多用于宽高比较大的孔口，直支臂式多用于宽高比较小的孔口。
  • 按支承铰轴形式分：包括圆柱铰、圆锥铰、球形铰和双圆柱铰式弧形闸门等。圆柱铰构造简单，应用普遍；圆锥铰多用于大跨度露顶式弧形闸门。
  • 按门叶结构分：可分为主纵梁式和主横梁式弧形闸门等，受背水压的称反向弧门。

结构原理类

• 弧形闸门的本体由哪几部分组成，各部分作用是什么？：弧形闸门的本体由门叶、支臂、支承铰和止水装置四部分组成。
  • 门叶：是近似平面体系的弧形受压面，由弧形面板和主次梁的梁格体系构成，用于直接挡水。
  • 支臂：支撑门叶并传递径向合力于支铰轴上，有直支臂和斜支臂之分，每侧支臂多由两根承压构件组成，高度较大时也有用三根的。
  • 支承铰：由连接支臂的铰链、固定轴和固定铰座组成，铰座与建筑物埋设构件联接并传力于基础，要求转动灵活，安装位置应高出下游水面。
  • 止水装置：包括侧止水座、底坎止水座、顶止水装置等，一般埋入混凝土相关部位，起止水严密和承重作用，中、小型弧门常用一般橡皮止水，潜孔式高压力弧形闸门用特制密封橡皮。
• 弧形闸门的工作原理是什么？5：弧形闸门在启闭时，绕一固定支铰的水平轴转动，从而实现闸门的开启和关闭。由于铰座一般布置在弧形面板的圆心处，作用在面板上的全部水压力通过圆心，启闭闸门时只需克服闸门自重以及止水和铰轴的摩阻力对轴心的阻力矩，因此具有启闭省力的特点。

特点优势类

• 弧形闸门与平面闸门相比有哪些优点？5：
  • 启闭省力：弧形闸门水压力通过圆心，启闭时只需克服较小的阻力矩，而平面闸门需克服较大的摩擦力等，相比之下弧形闸门启闭更省力。
  • 水力学条件好：弧形闸门没有影响水流流态的门槽，水流通过时更顺畅，在泥沙多时工作状态好，不易因门槽积沙影响运行。
  • 可封闭大孔口：能适应较大的孔口尺寸，而平面闸门在大孔口情况下，结构受力等问题会更复杂。
  • 埋设件少：其埋设件数量相对较少，施工更加方便。
• 弧形闸门有哪些缺点？5：
  • 空间需求大：所占的空间位置较大，不适用于空间位置有限的场所。
  • 对土建要求高：一般需要较多的闸墩，且对土建结构要求较高，闸墩需承受较大的侧推力等。
  • 维修困难：不能像平面闸门那样容易地把闸门拿出孔口检修，维修相对比较困难。

设计相关类

• 弧形闸门设计时如何选择材料？7：根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL 74 - 2019），闸门及埋件常用钢号根据工作温度和使用条件选择，如 t＞0℃时，大型工程的工作闸门等可选用 Q235B、Q355B 等；闸门承载结构的钢材应保证抗拉强度、屈服强度等符合要求，焊接结构还应保证磷含量，主要受力结构和弯曲成形部分钢材应具有冷弯试验合格保证，承受动载的焊接结构钢材应具有相应计算温度冲击试验合格保证。支承结构铸钢件可采用 ZG230 - 450 等，吊杆轴等可采用 35 号、45 号钢或 40Cr 等合金结构钢，止水板及支承滑道不锈钢可采用 12Cr18Ni9 等，止水材料可根据运行条件采用橡胶水封等。
• 弧形闸门的面板曲率半径如何确定？3：露顶式钢闸门面板曲率半径 R 一般取门高的 1.0～1.5 倍，潜孔式钢闸门面板曲率半径可取门高的 1.1～1.2 倍。
• 弧形闸门支臂布置有哪些要求和方法？2：弧门支臂布置的合理与否直接关系整体结构的安全及经济性。规范规定按等载原则布置，尽量减小纵向框架平面内支臂的弯矩，使支臂更接近单向偏心受压杆件。但等载法布置可能会使支臂产生双向偏心受压，降低结构稳定性。理论法和有限元法可用于支臂布置，理论法以支臂在支承处无弯矩简化计算，有限元法可考虑主纵梁和支臂的相互作用，通过建立模型求解，能使布置更安全经济，有限元法布置的二、三支臂结构可节省较多材料。

安装施工类

• 弧形闸门安装的一般步骤是什么？9：
  • 埋件安装：弧形闸门的埋件包括底槛、侧止水座板等。除铰座基础螺栓架采用一期混凝土预埋外，其余均采用二期混凝土埋设，应按照施工图规定进行。
  • 弧门预组装：大型弧门因运输限制需分件运输，吊装前对主要构件进行预组装，或拼装成整体后吊装，可减少现场吊装工作量。
  • 弧门安装：露顶式弧门可采用现场起吊设备等吊装，潜孔式弧门采用预埋锚钩，用滑轮组、卷扬机分件或整体吊装。支臂及门叶现场焊接时，应采取分层焊接等措施减少变形。
• 弧形闸门安装有哪些技术要求？3：
  • 支承部件安装：弧形闸门主要支撑部件的安装和调整应在闸门叶片结构的组装和焊接完成后进行，所有主支承面应调整到同一平面，误差不应超过施工图要求。
  • 止水器安装：闸门止水器安装用密封橡胶的允许偏差和质量要求应符合有关规范。橡胶止水栓螺栓孔应采用旋钻加工，孔径应小于螺栓直径 1mm。
  • 表面处理：安装后应清除埋件表面和门叶片上的杂物，润滑滑块支撑表面和滚子衬套。
  • 静平衡试验：安装后应进行静平衡试验，将闸门自由吊离地面 100mm，单吊点弧形钢闸门的倾角不应超过闸门高度的 1/1000，不超过 8 毫米，超过规定时应调整配重。

运行维护类

• 弧形闸门运行过程中可能会出现哪些问题？1：弧形闸门运行中可能出现振动问题，低水头弧形闸门在动水压力荷载作用下，可能因支臂丧失稳定，发生弯扭屈曲，导致整个闸门失去挡水能力。这主要是由于闸门设计不当，门叶与支臂的刚度分布不均，支臂刚度相对较弱，且在水流等作用下，支臂激振频率与杆件自振频率满足特定关系时，可能激起参数共振。
• 如何对弧形闸门进行维护？：
  • 表面维护：定期检查闸门表面防腐涂层情况，如有破损应及时修补，防止钢材锈蚀。可采用涂漆等方式进行防腐处理。
  • 止水装置维护：检查止水橡胶是否老化、磨损，如有问题应及时更换。确保止水螺栓等连接件无松动，保证止水严密性。
  • 支臂及支承铰维护：检查支臂有无变形、焊缝有无开裂等情况，对支承铰应定期加注润滑油，保证其转动灵活，检查铰座与基础连接是否牢固。
  • 动力系统维护：若采用液压启闭机等动力设备，应按照设备说明书定期对液压系统进行维护，检查油质、油量，清洗过滤器，检查管路有无泄漏等。

故障处理类

• 弧形闸门发生振动故障如何处理？1：首先应分析振动原因，若为设计导致的支臂刚度问题，可通过加固支臂，如增加支臂截面尺寸、改变截面形状等方式提高其刚度，调整支臂的 阶频率及其振型，避免发生参数共振。同时，优化水流条件，如合理设置闸前引水渠形状、控制水流流速等，减少水流对闸门的激振力。还可在闸门上设置一些减振装置，如阻尼器等，吸收振动能量。
• 弧形闸门止水失效如何修复？：若止水橡胶老化磨损，应更换新的止水橡胶，按照规范要求进行安装，保证橡胶与止水板贴合紧密，螺栓紧固良好。若止水座板等部件变形，应进行校正或更换，确保止水座板表面平整，与止水橡胶能良好接触。

工程应用类

• 弧形闸门主要应用在哪些水利工程中？：弧形闸门广泛应用于各种类型的水道上作为工作闸门，如水库的溢洪道、泄洪洞，水闸的泄水孔等。在有较大风浪或涌潮的枢纽工程泄洪闸、水闸及挡潮闸中也常采用，当工作闸门采用潜孔弧形闸门且水位有低于门楣时，还应在胸墙段设排气孔7。此外，船闸输水系统在一定水头条件下也会选用弧形闸门，如当船闸水头大于 20m 时宜选用反向弧形闸（阀）门8。
• 某具体工程中弧形闸门的应用案例介绍6：锦屏二级水电站拦河闸坝工程采用了弧形闸门。其 5 孔弧形闸门孔口尺寸为 13m×(22 - 22) m，曲率半径为 27m，门叶结构为斜支臂弧形钢闸门，门叶分 8 节，单套总重 335t。因施工工期紧张，受土建闸墩锚索张拉等制约，采用了 “先安装后锚索张拉” 的非常规安装方法，满足了工程的施工进度和使用要求