水闸金属结构施工图设计说明书

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2. 金属结构设计采用的主要规范、标准

（1）《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-1995）；

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一、工程概况

舟山碧海蓝天凤凰湾围海工程依托现有凤凰岛和皇地基岛，在两岛之间通过围海筑堤形成相对封闭水域，构建水位相对静止恒高的港池，为后续凤凰岛游艇俱乐部项目提供基础保障。

舟山碧海蓝天凤凰湾围海工程由海堤、护岸、船闸、水闸、跨海桥梁及附属工程等部分组成。

水闸具有挡潮及调节内港池水位等功能。其中西堤水闸位于皇地基岛西南侧护岸，为2孔闸孔并靠，孔口尺寸为1.4m×1.4m（宽×高）；东堤水闸布置在东侧海堤靠皇地基岛内港池进出口航道处，为3孔闸孔并靠，孔口尺寸为1.4m×1.4m。

水闸承受双向水头作用，最大正向设计水头2.08m，最大反向设计水头3.06m，水闸闸门采用钢质提升平板门型，启闭机采用直推式液压启闭机。水闸检修门采用钢质提升平板门型。

（2）《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）； （3）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

（4）《海港工程钢结构防腐蚀技术规范》（JTS 153-3-2007）；

（5）《水电水利工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL/T5018-2004）； （6）《铸钢件超声探伤及质量评级标准》（GB/T7233.1-2009）； （7）《钢锻件超声检测方法》（GB/T6402-2008）；

（8）《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定》（GB/T8923）； （9）《富锌底漆》（HG/T 3668-2009）； （10）《水闸橡胶密封件》（HG/T 3096-2001）。 3.基础资料 （1）高程及坐标系 高程系统：国家85高程 坐标系：舟山独立坐标系

二、设计依据

1. 工作依据

(1) 舟山市水利水务围垦局《关于舟山碧海蓝天凤凰湾围海工程初步设计的批复》 (2) 舟山市定海区国润旅游开发有限公司与我公司签订的本工程初步设计、施工图阶段的工程勘察设计合同

(3) 江苏省交通规划设计院股份有限公司2011年03月完成的《舟山碧海蓝天凤凰湾围海工程初步设计》报告

(4) 舟山碧海蓝天凤凰湾围垦工程初步设计报告审查意见

（2）特征水位及水位组合

舟山水闸特征水位表 表2-1

项目 上游（外海侧） 下游（内港侧） 备注 ▽1.20 ▽1.10 ▽0.50 ▽0.10 ▽0.80 校核高水位（防洪挡水位） ▽3.28（P=2%设计高潮位） 设计最高通航水位 设计最低通航水位 校核低水位 常水位 ▽ 2.58 ▽-1.96 ▽-2.30（P=2%设计低潮位） ▽1.22 编制：戴振华 复核：许建平 审核：黄 珑、冯晓红 审定：丁兆铭、叶政权

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舟山水闸水位组合表 表2-2

项目 校核工况组合 设计组合（1） 设计组合（2） 上游（外海侧） 下游（内港侧） 上下游水位差（m） ▽3.28 ▽2.58 ▽-1.96 ▽0.10 ▽0.50 ▽1.10 3.18 2.08 -3.06 水闸闸门两侧各设有2个支承主滚轮，承受水压力。主滚轮采用铸钢ZG310-570，表面淬火。主轨镶面板采用38CrMoAl,表面渗氮处理，以提高其耐磨性和防腐性。轴套采用高强度自润滑材料，以延长使用寿命。为限制水闸闸门的侧向位移，在主滚轮装置端部设有球头滑块。

水闸检修门门体外形尺寸为1.68×1.49×0.2(m)（宽×高×厚）。采用钢质平板提升门型，实腹式板梁结构，主梁按等距离布置，间距为640mm，材料主要选用CCSB。顶横梁处设置吊耳装置。水闸检修门采用双向贴靠式止水形式，面板朝向外海侧。顶、侧止水均采用“P”型橡胶，底止水采用平板橡皮，所有止水须交圈粘合。门体两侧设置支承滑块，为限制侧向位移，在边梁外侧设置导向滑块。

2.结构计算 主梁的强度验算：

𝑀𝑄𝑆

𝜎=≤[𝜎] ，𝜏=≤[𝜏] ，𝜎zh=√𝜎2+3𝜏2≤[𝜎] ；

𝑊j𝐼𝛿4

5𝑞𝑙0

刚度验算：𝑓= ；

384𝐸𝐼𝑓𝑓1

最大挠度与计算跨度之比：≤[]= ；

𝐿𝐿750（3）建筑物相关部位设计高程

建筑物相关部位设计高程 表2-3

序号 与阀门相关部位 高程 1 2 3 4 东堤水闸闸门廊道底 东堤水闸检修平台 西堤水闸闸门廊道底 西堤水闸检修平台 ▽-1.20 ▽1.50 ▽-0.90 ▽1.50 三、门体结构设计与计算

1.结构设计

根据输水特点及廊道尺寸，设计的水闸闸门外形尺寸为1.68×1.54×0.2(m)（宽×高×厚）。

水闸闸门采用钢质平板提升门型，实腹式板梁结构，主要由门体结构、支承系统和止水系统等组成，主梁按等距离布置，间距为665mm，材料主要选用CCSB。启闭机起吊支座与顶横梁连接。

按双向水头的要求，水闸闸门采用双向贴靠式止水形式，面板朝向外海侧。顶、侧止水均采用“P”型橡胶，底止水采用平板橡皮，所有止水须交圈粘合。预埋件均采用整体焊接件，避免预埋件在施工中出现跑模、变形等施工质量问题。

经计算，各部位计算结果均满足规范的要求。

四、止水橡皮

顶、侧止水采用“P”型橡胶复合水封，以提高耐磨性和降低摩阻力，其物理机械性能见表4-1。底止水采用SF6574平板橡皮，以提高耐压性，其物理机械性能见表4-2。

编制：戴振华 复核：许建平 审核：黄 珑、冯晓红 审定：丁兆铭、叶政权

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3 运转件（除接触面外的外露面） 第3页 共5页

除图纸已注明外，环氧富锌底漆，环氧云母氧化铁中间漆，最外层再涂丙烯酸聚氨酯面漆两道

橡塑复合止水的物理机械性能表 表4-1 序号 1 2 3 4 5 6 指 标 名 称 肖氏硬度HS 拉伸强度(MPa) 扯断延伸率(％) 粘着强度（f4与橡胶间）（KN/m） 聚四氟乙稀层厚度(mm) 喷涂层磨损厚度(预压缩3mm运行行程3000m)(mm) 65±5 14 400 6 贴合层1.0～1.2,喷涂层0.5±0.1 0.11～0.21 指 标 值 2.表面预处理

金属结构件表面防锈等级应符合GB8923 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的Sa3级。除锈后，表面粗糙度数值应达到40～70µm，用表面粗糙度专用检测工具或比较样块检测。

3.喷铝涂层

应在整个金属结构件的外表面喷涂铝，喷铝厚度为0.16～0.2mm。 4.涂层封闭

门体封闭层采用环氧树脂基富铝封孔涂层，喷涂一道，其干膜厚度为40-50µm。 5.底漆

底漆采用环氧富锌漆，干膜厚度75um，干膜锌含量应符合HG/T3668-2000的相关规定。

6.中间漆

中间漆采用环氧云母氧化铁，干膜厚度125um。

止水橡胶的技术指标HG/T3096-2001 表4-2 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 硬度，邵尔A型 拉伸强度，最小 扯断伸长率，最小 压缩永久变形,B型测样70℃×22h最大 定伸应力MPa 定伸应力MPa 密度 在-40℃到+40℃温度环境工作 性 能 单 位 HS MPa ％ ％ 100％ 200％ t/m3 指 标 60±5 14 400 40 1.6～2.0 1.8～4.5 1.2～1.5 不发生冻裂或硬化 五、防腐

7.面漆

1.防腐项目及防腐方法

金属结构的防腐项目与方法见表5-1。

8.表面涂装（非喷铝涂层的钢结构表面）

金属防腐 表5-1 序号 1 门体结构 面漆采用两层丙烯酸聚氨酯面漆，干膜厚度均为40um。

防腐项目 防腐方法 采用电弧喷铝工艺，环氧树脂基富铝封孔涂层，环氧云母氧化铁中间漆，最外层再涂丙烯酸聚氨酯面漆两道 环氧富锌底漆，环氧云母氧化铁中间漆，最外层再涂丙烯酸聚氨酯面漆两道 运转件等的涂装涂料、层数、每层厚度应符合图纸或有关国家规定，涂装涂层质量应符合JTS257、DL/T5018和SL105的有关规定。

六、工程数量

2 预埋件外露面 编制：戴振华 复核：许建平 审核：黄 珑、冯晓红 审定：丁兆铭、叶政权

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②门体主梁、边梁的腹板及翼缘的对接焊缝； ③主梁腹板与边梁腹板之间的角焊缝； ④主梁翼缘板与边梁翼缘板之间的对接焊缝。 二类焊缝：

①门体的主梁、边梁、端柱的翼缘板与腹板的组合焊缝及角焊缝； ②吊耳板与门体的组合焊缝及角焊缝； ③滑块与门体的组合焊缝及角焊缝。 三类焊缝：

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水闸闸门结构件、运转件和预埋件等的工程数量见表6-1。

全闸工程数量表 表6-1 序号 1 2 3 4 5 名 称 钢结构件 运转件 预埋件 橡胶制品 喷铝面积 单位 t t t t m2 2.95 2.70 8.10 0.26 75 数 量 水闸检修门结构件、运转件和预埋件等的工程数量见表6-2。 全闸工程数量表 表6-2

不属于一、二类焊缝的其它焊缝都为三类焊缝（设计有特殊要求者除外）。 (2) 焊缝检验

序号 1 2 3 4 5 名 称 钢结构件 运转件 预埋件 橡胶制品 喷铝面积 单位 t t t t m2 1.18 0.02 3.05 0.10 30 数 量 ① 所有焊缝均应进行外观检查，外观质量应符合JTS257的相关规定。 ② 焊缝无损探伤长度占全长的百分比应不少于表7-1规定，如图纸另有规定，则按图纸规定执行。

表7-1 钢种 板厚（mm） ≥38 ＜38 ≥32 ＜32 任意厚度 射线探伤(％) 一类 20 15 25 20 40 二类 10 10 10 10 20 超声波探伤(％) 一类 100 50 100 50 100 二类 50 30 50 30 50 注：表中重量为理论净重，焊接件未考虑焊缝重量。

碳素钢 七、门体结构、运转件及预埋件的制作与安装

低合金钢 1.门体制作

高强度钢 门体钢材的型号、规格和质量必须符合设计要求和现行国家产品标准的规定。所有金属结构件在下料前均应按图纸尺寸1:1放出大样，并留足收缩余量。

注：局部探伤部位应包括全部丁字缝及每个焊工所焊焊缝的一部分。

③ 焊缝局部无损探伤如发现有不允许缺陷时，应在其延伸方向或可疑部位作补

(1) 门体结构的焊缝除图纸另有说明外分类如下：

充检查；如补充检查不合格，则应对该条焊缝进行全部检查。

一类焊缝：

④ 射线探伤按GB 3323《金属熔化焊焊接接头射线照相》标准评定，检验等级为

①门体面板的对接焊缝；

AB级，一类焊缝不低于Ⅱ级合格，二类焊缝不低于Ⅲ级合格。超声波探伤按GB11345

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《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》标准评定，检验等级可选作B级，一类焊缝BⅠ级为合格，二类焊缝BⅡ级为合格。

⑤ 对有延迟裂纹倾向的钢材无损探伤应在焊接完成24小时以后进行。

(3) 所有金属结构件在下料前均应按图纸尺寸1：1放足大样，并应留足收缩余量。 (4) 各项金属结构的加工、拼装与焊接，应按事先编好的工艺流程和焊接工艺进行。制作过程中应随时进行检测，严格控制焊接变形和焊缝质量。

(5) 门体应在工厂制作平台上整体制作组装，并经验收合格，做好标记后方可出厂，其制造允许偏差应符合设计与上述规范要求。

(6) 吊耳孔的纵、横向形心偏差不应大于±2mm，吊耳、吊杆各自保持同心，其倾斜度不应大于1/1000。

(7) 止水橡皮螺孔应与相应构件的螺孔配钻，严禁烫孔。 2.运转件及预埋件制造

运转件及预埋件制造除了符合图纸及JTS257、DL/T5018规定外，还应满足下列要求：

(1) 铸钢件的内部质量应满足GB/T7233的Ⅱ级标准，锻钢件的内部质量应满足GB/T6402的Ⅱ级标准。

(2) 铸钢件应经退火或正火处理；铸件、锻件热处理后硬度应符合图纸要求。 (3) 分节制造的运转件、预埋件，应在制造厂进行预组装，组装时相邻构件的组合处错位允许偏差应不大于0.1～0.5mm，未加工面应不大于2mm。

(4) 所有主轨、止水座板应在工厂组装验收后，并做上明显记号和编号。 3.防腐

(1) 门体结构、预埋件、运转件等防腐的表面预处理应采用喷射或抛射除锈，所用磨料表面应清洁干净。

(2) 除锈后，应用干燥的压缩空气吹净。涂装涂层前，如发现钢材表面出现污染或返锈，应重新处理到原除锈等级。

(3) 经防锈后，钢材表面应尽快喷涂，一般应在2小时内喷涂，如在晴天和较好的天气下，最长也不应超过8小时。

(4) 铝涂层的外观、涂层厚度、结合性能、耐腐蚀性、密度等必须符合GB9793的规定。

4.门体结构、运转件及预埋件安装

门体结构应整体制造，出厂前应将运转件(滚轮锁定装置)安装好。门体结构、运转件及预埋件的安装除符合JTS257《水运工程质量检验标准》中所允许的偏差外，还必须符合下列条件：

(1) 所有预埋件在相应的水工建筑物浇筑前，必须预先埋设到设计位置，并在埋件处配置适当的连接杆件及锚筋，便于埋件的定位和锚固。

(2) 任一横断面的止水座板与主轨轨面距离的允许偏差为±0.5mm，止水座板中心至轨面中心距离的允许偏差为2mm，并应符合DL/T5018的有关规定。

(3) 四个主滚轮应在同一平面内，其工作面在最高与最低点差值不大于2mm。 (4)止水应符合设计要求，纵横止水橡皮接头处要求粘结牢固、密封。

(5) 每扇门安装完毕后，应在无水情况下作全程启闭试验，检查沿程卡阻情况。 (6) 止水橡皮安装后，止水不平整度不应超过2mm（用2米直尺检查）；门体处于关闭位置时，止水橡皮的间隙或压缩量应符合图纸规定。

(7) 在整个运行过程中，应无异常响声和抖动现象。

编制：戴振华 复核：许建平 审核：黄 珑、冯晓红 审定：丁兆铭、叶政权