白鹤滩泄洪洞三支臂弧形工作闸门制作技术
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摘 要：白鹤滩泄洪洞弧形工作闸门采用三支臂的结构形式，外形尺寸大，制造精度高，本文就白鹤滩泄洪洞弧形工作闸门的制造工艺及技术控制措施进行了详细的介绍。
关键词：三支臂弧门;二次总拼;支铰同轴度;整体加工
1 工程概况及闸门特性
白鹤滩水电站装机容量1600万千瓦，为仅次于三峡水电站的中国第二大水电站。工程枢纽在左岸设有3条泄洪隧洞，在每条泄洪洞进口设置1扇工作闸门，用于水库泄洪。工作闸门采用横向三支臂弧形闸门结构，该弧门设有三根支臂，相应设有三套支较。由于闸门尺寸较大，整个闸门尺寸约为21.0m×15m×10m（长×宽×高），如何保证闸门面板的加工精度及三套支铰的同軸度，成为保证本闸门设备制造精度的关键控制措施。
2 闸门的厂内制作工艺
2.1 下料及坡口加工
将门叶结构全部板、型材零件根据工艺要求分解成零件图，考虑工艺余量，对接焊缝错开200mm以上。输入计算机，钢板采用数控切割下料。门叶结构全部组合边缘均采用机加工，同规格零件叠一起铣边，以保证门叶装配精度及焊接质量，也有利于门叶整体焊接变形的控制。
2.2 面板组装、焊接工艺设计
弧门面板为减少拼接缝，面板宜采用定尺供货，门叶面板对接焊缝属二类焊缝。弧形闸门的面板面积较大，由多块钢板拼焊而成。按放大的曲率半径搭设弧形拼装胎架，检验胎架弧度，指标合格后，方可进行面板拼焊。根据拼板图的编号，逐块将卷好合格的面板吊放在卧拼胎具上组装面板纵向缝，分缝处先点焊在一起。
2.3 弧门主梁、边梁及支臂各部件的组装
（1）弧形工作闸门主横梁为箱型结构，前翼板根据面板弧度制弧以保证贴紧面板，隔板下料时，前翼侧制作成对应的弧形以顶紧前翼板。各零件几何尺寸检查合格后，在平台上铺主横梁后翼板与胎具固定。在翼板上划线，按线组装腹板、内隔板。焊接后进行校正。
（2）弧门边梁为T型梁，腹板先接成整板，采用数控切割机切割下料，同时切割坡口，对于门叶分节处，用样冲在腹板上做好标记。各部件几何尺寸检查合格后，在T型梁专用平台上拼接，验收合格交焊接。
（3）弧门支臂臂柱为实腹箱形焊接结构，箱形梁拼装在箱形梁组拼机上进行，在翼板上划腹板、隔板拼装位置线，将前翼板放置在平台上固定，吊装主梁腹板，按线拼对，然后再吊装另一腹板，焊接、焊后检查及矫正。
2.4 门叶组装
（1）门叶组装：面板矫正合格后，用经纬仪在面板上打出门叶纵梁中心线，以中心线作为门叶组装时的基准线，划出横梁、边梁及止水座板位置线及检查线，依次吊装下主横梁→小次梁→纵向T形梁→上主横梁→顶梁、底梁→边梁，调整就位，点焊固定。进行整体尺寸检查，合格后，点焊各种筋板。
（2）焊接工艺：组装验收合格后，做好焊接变形测量控制点，按预先制定的焊接工艺措施对焊工进行技术交底，由偶数名焊工对称布置，严格按工艺要求采用分段退步焊，遵守先焊短焊缝后焊长焊缝，先中心后周边的原则，控制焊接变形，保证焊接质量。
2.5 弧形闸门的立式组装
（1）按放样图在弧门总装场地搭设弧门总拼装的组合平台，在总拼组合平台用经纬仪放大样，测放出各控制点和控制线，并将中心线引出以便检查。
（2）依次吊放支铰→支臂→底节门叶→上面各节门叶。吊立门叶时，吊耳的位置布置适当，使上面一节门叶落在下节门叶，整体组装就绪后，按规范和图样要求进行全面的质量检查，并做详细记录。泄洪洞弧形闸门由于面板需加工，采用二次总拼的工艺方案。
3 重点制造流程中的工艺控制
（1）泄洪洞弧形工作闸门的制作，其采用横向三支臂结构，门叶整体组装后面板外缘曲率半径允许偏差±2mm，三支铰在组装后其同轴度公差不大于1mm，将采用二次总拼方案来控制其制造精度。第一次总拼，主要确定支臂与门叶结合处连接板的加工线，门叶面板的加工线;第二次总拼，主要将加工完成后的弧门整体拼装，进行全面的质量检查，出厂验收，合格后防腐，准备发运。
厂内第一次预总拼厂内第二次总拼
（2）泄洪洞弧门三支铰同轴度保证工艺，该闸门采用横向三支臂结构，厂内试拼装时，三个固定铰的轴孔的同轴度要求不大于1.0mm，精度要求较高，主要采用以下措施保证组装后的精度要求：①提高支铰座的加工精度。②提高支铰大梁的加工精度，加工前，对焊接完的支铰大梁采用整体退火消除应力。③固定支铰与支铰大梁加工完成后，进行厂内试拼装，调整好三个支铰的同轴度，并做好配套标记，然后拆分，交厂内总拼。
（3）泄洪底孔弧形工作闸门门叶面板弧面的面板整体加工
泄洪底孔弧形工作闸门门叶按横向分为5节，每节高约2.2m、宽约2m至3.5m、长约15米。门叶面板采用大型数控机加工设备进行整体加工，保证面板的整体加工精度。
4 结语
白鹤滩水电站为I等大（1）型工程，是国家的重点水利工程项目，而泄洪洞又是大坝枢纽的重点施工部位，如何保证泄洪洞弧形闸门的制造质量及安装精度，是工程中的重中之重。在闸门设备的制造过程中，我们改变了传统理念，采用了新工艺、新方法，制造过程中加强各工序的管控，最终达到了预期，闸门设备制造质量达到了施工图纸的要求，同时高于规范NB/T35045《水电工程钢闸门制造安装及验收规范》的要求。
参考文献：
[1]杨逢尧，魏文炜.水工金属结构[M].水利水电出版社，2005.
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