山東水設(shè)“十大閘門工程系列”|山東省壽光市彌河寒橋攔河閘大跨度大寬高比平面鋼閘門

作者：水機(jī)與市政設(shè)計(jì)院發(fā)布時(shí)間：2024年06月21日

工程概況

壽光市彌河寒橋攔河閘建于壽光市境內(nèi)大型河流彌河上，攔蓄庫容1270萬m3。全閘共13孔，每孔凈寬16.0 m，總長228.4m，工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模大（2）型。閘室上游側(cè)設(shè)一道檢修閘門和一道工作閘門，工作閘門為16×4.5—4.2m露頂式平面鋼閘門，檢修閘門為16×1.1×4—4.2 m疊梁式平面鋼閘門；工作閘門采用柱塞式液壓啟閉機(jī)；檢修閘門采用移動(dòng)式單軌雙吊點(diǎn)啟閉機(jī)，它由啟閉機(jī)和自動(dòng)掛脫梁組成，實(shí)現(xiàn)檢修閘門的啟閉和吊運(yùn)。

該閘總體設(shè)計(jì)思路新穎，改變了以往傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和閘室布置方式。總體設(shè)計(jì)在滿足水力學(xué)條件和水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和要求下，注重建筑空間處理和建筑造型設(shè)計(jì)。閘室布置、啟閉設(shè)置和檢修設(shè)置、公路橋和橋頭建筑等單體建筑物，不僅滿足各自的功能需求，且各具建筑特色。各單體建筑整體布局緊湊，建筑風(fēng)格協(xié)調(diào)、統(tǒng)一，遙相呼應(yīng)，在周邊水環(huán)境的映襯下，更顯美麗壯觀。

（壽光市寒橋攔河閘工程閘門及啟閉機(jī)布置）

技術(shù)特點(diǎn)

1、采用16×4.5m平面鋼閘門液壓啟閉布置型式，取消了機(jī)架橋及機(jī)房，有利于水閘抗震。液壓啟閉機(jī)導(dǎo)向裝置、單軌吊梁支架和燈柱設(shè)計(jì)成一體的建筑小品，與兩岸橋梁及橋頭堡遙相呼應(yīng)，使整體建筑更顯緊湊，統(tǒng)一勻稱。

（壽光寒橋攔河閘16m跨平面閘門吊裝）

2、系統(tǒng)研究了大跨度、大寬高比平面閘門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，研究了閘門底緣結(jié)構(gòu)型式、主支承機(jī)構(gòu)和新型自潤滑軸承結(jié)構(gòu)，為該門型及其他型式水閘工程的閘門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建立了參考模式；其中閘門支承機(jī)構(gòu)確保閘門多主輪支承踏面的共面受力；新型自潤滑軸承結(jié)構(gòu)首次將滑道復(fù)合材料專利技術(shù)應(yīng)用于大跨度平面定輪閘門，很好地適應(yīng)了大跨度閘門變形特點(diǎn)，保證閘門主支承滾輪的線接觸狀態(tài)，避免產(chǎn)生較大的邊緣應(yīng)力。

（壽光寒橋攔河閘工程大跨度閘門）

3、首次從理論上分析大跨度、大寬高比平面閘門的整體及各構(gòu)件受力變形特征，證實(shí)其在任何啟吊工況下豎向位移都很小特點(diǎn)，閘門剛度仍以橫向位移控制，不應(yīng)以寬高比限制閘門跨度、啟閉型式和雙吊點(diǎn)同步要求。

（壽光寒橋攔河閘工作閘門靜應(yīng)力、應(yīng)變檢測）

4、通過空間有限元分析計(jì)算與原型觀測結(jié)果比對，研究認(rèn)為，在閘門結(jié)構(gòu)布置完全相同的情況下，平面體系計(jì)算方法對上、下主橫梁的荷載分配與空間有限元計(jì)算方法有差異，空間有限元計(jì)算方法荷載分配結(jié)果更加均勻，兩種計(jì)算方法荷載分配結(jié)果相差10%左右；平面體系計(jì)算方法所得到的閘門上、下主梁跨中應(yīng)力與位移均大于空間有限元法計(jì)算結(jié)果，上、下主梁跨中應(yīng)力與位移計(jì)算結(jié)果存在較大差異（20%～30%左右）。同時(shí)，在把閘門這一復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)簡化到平面體系計(jì)算過程中，現(xiàn)行《水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于面板參與主梁翼緣工作的有效寬度計(jì)算與空間有限元法存在較大差別。