水工金属结构讲义

第一章液压启闭机第一节概述在水利水电工程中，水工液压启闭设备主要用于操作闸门启闭，通常由液压泵站、液压油缸、液压管路、控制阀组及电气检测保护等装置组成，它在最初应用到水利水电工程中时，因收到当时国内工业技术水平的制约，未得到广泛的应用，随着材料工艺的发展和机加工水平的革新，特别是到20世纪70年代末，无缝钢管在液压缸内孔工艺上的成功应用，使液压缸总成的的技术经济指标得到显著优化，改革开放后，国外先进液压技术和液压元器件产品进入国内市场，进一步加速了液压启闭机技术的发展，液压启闭机已成为目前水利工程中主流启闭设备。

在三峡水利枢纽工程中，共设置有23套泄洪深孔弧形工作门、26套进水口快速门、8套排沙孔工作门、3套排漂孔弧形工作门、两套冲沙闸和1套电源电站工作门，包括围堰发电期时的22个导流底孔，他们的启闭都是采用液压传动来实现。

在三峡水利枢纽工程各类液压启闭机总计约需120多台，总重达9700多吨，最大油缸行程可达16m。

在双线五级船闸中，共有24扇巨型人字闸门，通过相应的液压启闭机来操作。

在其输水系统中，总共有24个反向弧形闸门，也采用了液压启闭机操作。

在垂直升船机中，也有少量的液压启闭机用于上、下闸首处的卧倒门和下闸首的工作门。

这些液压启闭机的可靠运行是确保长江防洪、发电、航运发挥综合效益的关键之一。

与启闭机械配套工作的是闸门。

闸门是水利枢纽中最重要组成部分之一，主要用于是调节上下游水位，实现防洪、引水发电、通航、排沙等的作用发挥。

闸门种类很多，一般可按闸门的工作性质、设置部位、使用材料和构造特征等进行分类。

在三峡枢纽工程中应用的全部为钢制闸门，按构造特征主要包括两种类型，深孔、排漂孔、冲沙闸和五级船闸输水系统工作阀门为弧形工作门，其它均为平面闸门，其中弧门为潜孔闸门。

表1-1-1 三峡主体工程液压启闭机主要技术参数目前，液压技术的发展前沿是插装技术和比例阀控制技术，用液压-电子技术控制大流量大功率的液压系统，且容易实现远程自动化集中控制。

水工钢结构知识点总结一、水工钢结构概述水工钢结构是指在水利工程中采用的各类钢结构，主要包括船闸、船坞、水库闸门、船闸启闭机、转塔起重机、泵站结构、水电站机堆和输电塔等。

水工钢结构是由钢材制成的构件，在不同的水利工程中起到不同的作用，主要用于支撑、承载、散流、起重、导流、封闭等用途。

水工钢结构具有以下特点：1. 耐久性：水工钢结构采用高强度钢材制成，具有良好的抗风、抗震、抗腐蚀和耐磨性能，能够长期使用。

2. 稳定性：水工钢结构通过合理的结构设计和制作工艺，能够承受水体的冲击和外部负荷，保持稳定性。

3. 灵活性：水工钢结构制作工艺简单，安装方便，可根据实际需要进行调整和改进。

4. 节约成本：相对于传统的混凝土结构，水工钢结构不仅施工周期短，而且对地基的要求低，能够节约成本。

5. 维护保养方便：水工钢结构无需频繁的维护和保养，只需要定期检查和修复即可保持良好的使用状态。

二、水工钢结构的常见类型及主要特点1. 船闸船闸是一种利用液体或气体压力来升降船只的设施，通常由闸室、闸门和启闭机组成。

水工钢结构在船闸中主要用于制作闸门和启闭机，具有结构紧凑、承载能力强、运行稳定、安全可靠的特点。

2. 船坞船坞是一种容纳、冲洗和维修船只的设施，通常由坞门、船坞壁、决泄闸门、船坞地坪等组成。

水工钢结构在船坞中主要用于制作坞门和船坞壁，具有强度高、密封性好、运行平稳、使用寿命长的特点。

3. 水库闸门水库闸门是一种控制水流、调节水位、防洪排涝的设施，通常由闸门、门型结构、启闭机构等组成。

水工钢结构在水库闸门中主要用于制作闸门和门型结构，具有抗风、抗压、抗腐蚀、使用寿命长的特点。

4. 船闸启闭机船闸启闭机是用来控制船闸闸门开合的设备，通常由主机、副机、传动装置、限位装置等组成。

水工钢结构在船闸启闭机中主要用于制作主机和副机，具有启闭速度快、运行平稳、载荷能力高的特点。

5. 转塔起重机转塔起重机是一种用来起重和转动货物的设备，通常由塔架、回转机构、升降机构、起重机构等组成。

水工金属结构闸门基础知识介绍1水工金结闸门分类、主要技术参数、结构组成与布置1.1闸门分类闸门分类方法较多，主要有：①按闸门的工作性质可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门。

工作闸门(也称主要闸门)是水工建筑物正常运行时能够在动水中启闭的闸门。

检修闸门是供建筑物或工作闸门检修时短期挡水，在静水中启闭的闸门。

事故闸门是在建筑物或有关设备出现事故，能在动水中关闭而在静水中开启的闸门，也称事故检修闸门。

水电站进水口的快速（关闭）闸门是限定关闭时间(如两分钟)的事故闸门。

②按闸门关闭时门叶所承受挡水位的状况分为露顶式闸门和潜孔式闸门。

③按闸门门叶外观形状分为平面闸门、弧形闸门、人字闸门、拱形闸门、球形闸门和圆筒闸门等。

④按制造闸门门叶的材料分为钢闸门、铸造(钢、铁)闸门、木闸门、钢筋混凝土闸门和组合材料闸门。

⑤按闸门门叶启闭时运动方式分为垂直升降闸门、转动闸门、横拉闸门、滚动闸门和升卧式闸门。

⑥按闸门门叶控制方式分为机械操作闸门（手动或电动）和水力自动闸门等。

另外，有些闸门如翻板闸门可借助水力自动启闭，称为水力自动闸门。

选择闸门形式需要考虑其在水工建筑物中的位置、尺寸、设计水头、运用条件、制造能力和安装技术水平等因素，要求做到泄流时水流条件好、止水严密、启闭力小、操作简便灵活、检修维护方便等。

平面闸门和弧形闸门是最常用的门型。

在工作闸门中，大型露顶式闸门和高水头潜孔式闸门多用弧形闸门，船闸上多用人字闸门和横拉闸门，检修闸门和事故闸门一般都用平面闸门。

制造门叶的材料近代多用钢材，而钢筋混凝土多用做需要借自重关闭施工导流底孔的封堵闸门。

此外，在压力管道中使用的将门叶、外壳和启闭机械组成一体的控制设施，通称阀门。

闸门是装于溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔、水工隧洞和水闸等建筑物的空口上，用以调节流量，控制上、下游水位、宣泄洪水、排除泥沙或漂浮物等，是水工建筑物的重要组成部分。

在水闸工程中，闸门是主体部分，常占挡水面积的大部。

《水工钢结构》教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质和任务《水工钢结构》课程是中央广播电视大学工学学科水利类水利水电工程专业教学计划中的主要专业选修课。

课程的任务是通过钢结构课程的学习使学生进一步了解水工钢结构的特点，掌握水工钢结构的基本理论，具备一般水工钢结构的设计技能。

二、与其它课程的关系学习本课程应具备数学、工程力学、工程制图的基础知识，其中材料力学是它的主要技术基础课，还要具有建筑材料、水工建筑物、水力学等课程相关内容的基本知识。

三、课程教学基本要求通过本课程学习，应达到下列基本要求：1．掌握水工钢结构材料的工作性能，能正确的选用钢材及提出相应的物理力学性能指标要求。

2．在掌握焊接和螺栓连接工作和破坏性质的基础上，能正确计算和设计连接。

3．了解钢结构的主要问题是稳定问题。

对钢构件的各种稳定问题应建立起较为清晰的概念。

4．能进行水工钢结构一般构件的计算，如：钢梁及焊接组合梁、钢柱（钢压杆）等。

会进行平面钢闸门的结构布置和设计。

5．了解我国现行钢结构设计规范和水工钢闸门设计规范的基本计算和构造要求。

四、教学方法采用文字教材进行课堂教学，通过作业检验学生掌握的程度，最后进行类似于课程设计的水工平面钢闸门的设计大作业。

五、课程教学要求的层次课程教学分三个层次：1．通过学习理解水工钢结构的受力特点和使用要求；2．运用所学的课程理论选择合理的水工钢结构设计方案和计算方法；3．通过水工平面钢闸门设计大作业，加深对水工钢结构基本理论和基本知识的理解。

第二部分教学过程建议一、学时分配本课程3个学分，课内总学时54，开设一学期。

具体学时分配建议如下表：二、教材总体说明及教学环节本课程仅采用文字教材。

考核方式为考查。

第三部分教学内容和教学要求一、绪论教学内容：1．钢结构及水工钢结构的特点及应用；2．钢结构的发展历史及水工钢结构的应用现状和发展方向；3．对钢结构设计的基本要求。

教学要求：1．了解钢结构的优缺点及适用性；2．掌握水工钢结构的应用状况和范围；3．了解水工钢结构的几个发展研究方向。

水电建设工程质量监督工程师培训教材《水电工程结构设计基础》第九章金属结构设计第一节概述一、范围与特点水利水电工程中的金属结构，一般包括闸门、钢管、拦污栅、清污机和启闭机，它是水电工程不可缺少的组成部分，它在工程枢纽中要完成许多重要的功能：调节和控制水库水位；渲泄和调节泄水建筑物的流量（包括施工时流量）；拦截清除电站进水口漂浮物和污物；排泄建筑物附近沉积的泥沙；事故时截断发电或其他引水道；为了检查和维修利用底孔降低水库水位；调节和控制通航闸室水位，达到船只或木排下行或上行，等等。

因此在水电工程的正常运行和安全运行中，金属结构设施发挥着重要的作用。

众所周知，世界上多次发生过由于闸门操作事故，而导致垮坝、死人及其他严重事故，我国也不例外。

水工金属结构是水工建筑物的一个组成部分，其区分是：水工建筑物如大坝和引水隧洞等是固定的，不可动的，而金属结构闸门是活动的，可以开、可以关、也可以调节的。

一个挡水结构，没有一部分可以动或可以调节的设施，是不可思议的，也是不成立的。

因此粗略的讲，水工金属结构就是水工建筑物当中可以人为操纵的，即可动部分。

二、闸门、启闭机与拦污栅类型闸门、启闭机与拦污栅的种类很多，下面着重对闸门类型，分类如下。

（一）按工作性质分按闸门工作性质可分为工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工导流闸门等。

工作闸门系指枢纽建筑物正常运行时使用的闸门。

这种闸门运行较频繁，一般都在动水条件下操作。

通航船闸例外，一般要求静水开启。

事故闸门系指建筑物孔口上游（或下游）发生事故时使用的闸门。

为防止事故扩大，这类闸门一般要求能在动水条件下关闭孔口，截断水流，在事故消除后，则可在静水条件开放孔口。

如发电引水进口，有时需要2分钟或数分钟内快速关闭孔口，这类有时间要求的事故闸门，通常称快速闸门。

检修闸门系指供建筑物或工作闸门检修时使用的闸门。

它总时在静水条件下操作，但考虑到检修人员的安全，强度、刚度止水要予以足够重视。

施工导流闸门系供施工导流任务完成后封堵过水口用的闸门。

水工金属结构闸门基础知识介绍1水工金结闸门分类、主要技术参数、结构组成与布置1.1闸门分类闸门分类方法较多，主要有：①按闸门的工作性质可分为工作闸门、事故闸门和检修闸门。

工作闸门(也称主要闸门)是水工建筑物正常运行时能够在动水中启闭的闸门。

检修闸门是供建筑物或工作闸门检修时短期挡水，在静水中启闭的闸门。

事故闸门是在建筑物或有关设备出现事故，能在动水中关闭而在静水中开启的闸门，也称事故检修闸门。

水电站进水口的快速（关闭）闸门是限定关闭时间(如两分钟)的事故闸门。

②按闸门关闭时门叶所承受挡水位的状况分为露顶式闸门和潜孔式闸门。

③按闸门门叶外观形状分为平面闸门、弧形闸门、人字闸门、拱形闸门、球形闸门和圆筒闸门等。

④按制造闸门门叶的材料分为钢闸门、铸造(钢、铁)闸门、木闸门、钢筋混凝土闸门和组合材料闸门。

⑤按闸门门叶启闭时运动方式分为垂直升降闸门、转动闸门、横拉闸门、滚动闸门和升卧式闸门。

⑥按闸门门叶控制方式分为机械操作闸门（手动或电动）和水力自动闸门等。

另外，有些闸门如翻板闸门可借助水力自动启闭，称为水力自动闸门。

选择闸门形式需要考虑其在水工建筑物中的位置、尺寸、设计水头、运用条件、制造能力和安装技术水平等因素，要求做到泄流时水流条件好、止水严密、启闭力小、操作简便灵活、检修维护方便等。

平面闸门和弧形闸门是最常用的门型。

在工作闸门中，大型露顶式闸门和高水头潜孔式闸门多用弧形闸门，船闸上多用人字闸门和横拉闸门，检修闸门和事故闸门一般都用平面闸门。

制造门叶的材料近代多用钢材，而钢筋混凝土多用做需要借自重关闭施工导流底孔的封堵闸门。

此外，在压力管道中使用的将门叶、外壳和启闭机械组成一体的控制设施，通称阀门。

闸门是装于溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔、水工隧洞和水闸等建筑物的空口上，用以调节流量，控制上、下游水位、宣泄洪水、排除泥沙或漂浮物等，是水工建筑物的重要组成部分。

在水闸工程中，闸门是主体部分，常占挡水面积的大部。