黃劍鋒

摘要：相比與水電站表孔弧形閘門，潛孔式弧形閘門對制造、安裝精度要求更高，本文總結了潛孔式斜弧形閘門的支臂制造、門葉制造、轉鉸止水制造、廠內預組裝、過程中質量控制的細節及要點，為后續同類閘門的制造、安裝中質量控制提供參考。

關鍵詞：弧形閘門;斜支臂;門葉結構;支臂結構;轉鉸止水

1.概述

弧形閘門由門葉結構、支臂、支鉸裝置、支撐大梁、側軌埋件、底檻埋件、轉鉸止水埋件等組成。

2.弧形閘門制造質量控制

2.1埋件制造質量控制

（1）側軌制造質量控制

表孔弧門側軌結構，多采用面板貼焊不銹鋼形式;而設計人員考慮到整個過流面的平整性，潛孔弧門側軌多采用鑲嵌不銹鋼形式，這對制造工藝提出了更高的要求。

貼焊不銹鋼形式的側軌，在分節拼裝、焊接、校正、貼焊不銹鋼后，只需加工不銹鋼面即可滿足規范對側軌工作門的平面度要求，而鑲嵌不銹鋼式的側軌，若只加工不銹鋼面，無法保證與旁邊非加工面的過渡位置平面度要求，整個側軌面實際上會成為3個面，整個側軌的平面度無法保證，通過打磨過渡位置的焊縫，外觀質量也差強人意。采取的措施為，整個側軌面板預留機加工余量，拼裝、焊接完成后，銑弧槽，貼焊不銹鋼，再將整個側軌面機加工，雖然會增加機加工量和鋼材用量，但是整體質量可得到很好保證。

為保證分節端頭平面度，弧長方向也需預留加工余量進行機加工。單節制造完成檢驗合格后，放地樣進行側軌的總拼，按規范要求檢測裝配尺寸，檢驗合格后，在止水工作面上做出顯著且可靠的中心線標識，在分節位置兩側一定距離做出定位檢查線，供現場安裝時使用。

（2）轉鉸止水制造質量控制

潛孔弧門在啟閉過程中有防射水的功能要求，因此設計有轉鉸止水，由埋件、轉鉸裝置、防射水水封、閉門工作水封等組成。

轉鉸止水質量控制的要點是閉門工作水封座板的平面度，以及轉鉸裝置的制造裝配精度。各個設計院設計的轉鉸止水的結構形式不盡相同。

圖1所示結構中，防射水水封轉動的限位是靠弧形的擋板。閉門工作水封座板的平面度可以通過機加工保證，下部轉鉸裝置的彈簧片回廠裝配前應測試彈力效果。橡膠水封宜采用平板型，裝配時外力壓彎。廠內裝配完成后，應模擬現場安裝工況，測試防射水水封的自由狀態與壓緊狀態是否滿足圖紙要求。防射水水封壓縮太緊，壓縮量過大，現場安裝后會在閘門啟閉過程中刮傷面板油漆，反之太松則起不到防射水的作用。另外一種轉鉸水封結構形式，如圖2，限位是靠門寬方向的滾輪組，該結構比較復雜，由于對滾輪組與門葉面板接觸的多個滾輪踏面的平面度有一定要求，上部轉動軸的同軸度必須得到保證，而潛孔門寬較寬，一般在10米以上，要保證十多個軸孔的同軸度是比較困難的，采用以下方式進行控制，一是分節制造，分節長度在5米左右;二是轉鉸架在拼裝、檢驗后，穿入一根剛度較大，直線度達標的長鋼管作為假軸將多個孔固定，然后進行焊接作業，焊接時采用小電流，對稱施焊，盡量控制焊接變形，焊接完成后抽出鋼管，檢查同軸度。分節制造的轉角裝置在廠內整體組裝、焊接、裝配，檢測防射水水封的的壓縮量是否達標。

2.2門葉制造質量控制

（1）零部件制造制造質量控制

零件下料必須做到首件必檢，其長寬尺寸及對角線尺寸均應滿足規范要求，坡口的設置應充分考慮焊接操作空間及焊接變形控制。同時注意區分廠內坡口及現場焊縫坡口，大多數的現場坡口均為在上節的下端開坡口以確保現場焊縫的焊接姿態為平焊而不是仰焊。

弧形閘門的部件主要包含縱向T型隔板、箱形主橫梁、T型或者π型邊梁、吊耳、橫向型鋼次梁等。由于閘門橫向分節將T型隔板打斷，有工藝采用T型梁腹板分節處不完全割斷，下平臺前再割斷的方式，優點是隔板在部件制造及總拼時能省時省力，拼裝對位方便等，缺點是下平臺前將連接部分割斷時多采用手工切割，局部坡口外觀成型較差。箱形梁結構傳統工藝一般采用內側坡口外側清根焊接的形式，內部空間狹小，焊接工作環境極差，大多數工廠面臨焊接工人緊缺的狀況。而隨著科技的進步，智能制造大趨勢背景下，在水工鋼閘門制造行業，有企業逐步開始嘗試采用焊接機器人部分替代人工，即能提高效率又能保證質量。具體的工藝流程如下：

1）箱形梁先拼裝成π型梁（留一塊翼板不裝）形式，采用機器人焊接隔板與箱形梁腹板及翼板三側的角焊縫;機器人焊接腹板與翼板內側的兩條組合焊縫。

2）工件進入二次拼裝工序，拼裝另一側翼板，箱形梁翻面使另一側翼板向下，采用手工焊接方式，焊工進入箱形梁內部焊接隔板與翼板的角焊縫及剩余兩條組合焊縫。

3）在箱型梁上從外側清根，由機器人自動焊接設備焊接4條組合焊縫外側部分。

另一個容易忽略的質量控制點是橫向型鋼次梁的直線度，特別是在面板分節位置的型鋼一定要挑選翼緣直線度較好的型鋼，否則容易造成面板分節處面板與型鋼翼緣的縫隙過大，甚至影響現場面板對接焊縫的焊接質量。

（2）斜支臂制造質量控制

斜支臂最大的特點是，在上下臂柱中心線形成的平面內，上下臂柱各自轉動了一定角度，使得翼板與腹板不在與該平面平行和垂直。斜支臂一般分為上臂柱、下臂柱、叉頭及聯系梁多個部件單獨制造，最后整體臥拼;上下臂柱為箱形梁結構，聯系梁為工字梁結構，其質量控制要求按照規范要求即可，此處不再贅述;而斜支臂制造的重難點是叉頭部件的制造及最后的臥式總拼。

首先，為方便檢查，叉頭部件采用端板豎直狀態進行拼裝，孔口側一面朝上，上下夾板在折彎時必須精確控制折彎角度，采用樣板進行對比。拼裝前根據工藝圖在平臺上放地樣，檢查地樣的上表面中心線、臂柱中心線、下表面中心線的間距及位置尺寸。在上下夾板上畫出腹板的拼裝位置線，在特制的平臺上鋪設下夾板，吊垂線驗證夾板的下表面在地面的投影是否在支臂下表面中心線上，同時測量夾板兩端的高差滿足工藝圖要求;檢驗合格后吊裝腹板及連接的小T型梁，確保上下臂柱的腹板與翼板面各自垂直;吊裝上夾板，確保上下臂柱翼板各自與腹板垂直，確保上表面中心線與地樣投影重合，確保夾板兩端高差;檢驗合格后，開始焊接工序，注意控制焊接變形，最后拼裝端板，端板必須與地面垂直。叉頭制造完成后，與上下臂柱及聯系梁進行臥式總拼裝，總拼尺寸的檢驗主要通過地樣來實現，臂柱的傾斜角度通過翼緣板兩側的高差、上下表面在地面的投影是否與地樣重合來判斷。從支臂前端測量，上下表面中心線及懸空的臂柱中心線端頭，支臂的開口尺寸都是相同的（這點可以通過上下主橫梁后翼緣中心線是兩條平行線的道理來簡單理解）。臥拼的支臂各項檢測尺寸合格后，做好中心線標記，支臂前端預留現場修切余量，支臂后端板劃加工線及檢查線。

（3）門葉臥式總拼質量控制

門葉在弧形胎架上進行臥式總拼，胎架搭設前先放好地樣，包含門葉中心線、邊線，橫向基準線等，由于潛孔弧門面板對于橫向直線度、縱向弧度的要求較表孔弧門高，特別是縱向弧度要求與樣板間隙3mm，因此潛孔弧門的胎架搭設精度要求更高，同時潛孔弧門結構重量相對較重，要充分考慮胎架支柱及橫向支撐的強度和剛度，防止制造過程中胎架變形。面板在卷制時要注意控制弧度，用標準樣板尺檢驗滿足規范要求。面板鋪設時，橫向分節縫背面需設置多個弧形固定板，以確保分節處面板弧度滿足要求，另外主梁下方的必須有胎架的立柱。臥拼完成焊接開始前必須進行可靠加固支撐，嚴格按焊接工藝要求進行焊接，控制焊接變形。焊接完成檢驗合格后方可拆分下平臺翻面焊接及消缺。

（4）廠內預組立拼質量控制

為驗證潛孔弧門閘門的制造質量，需在廠內進行立式預組，參與立拼有門葉、支臂、活動鉸。立拼前在地面平臺上放出門葉中心線、支鉸中心線、面板地緣線、主梁后翼板地面投影線等測量基準，立拼完成后采用全站儀進行測量，按照NB/T35045規范表7.5.2及相關條款的要求逐條進行檢測，重點關注面板曲率半徑、橫向直線度、弧度、支鉸同軸度等尺寸。

3.結語

本文對比表孔弧門，介紹了潛孔弧形閘門制造過程中質量控制的要點，重點闡述了支臂制造、門葉制造、轉鉸止水制造質量控制的細節要求。要確保潛孔弧形閘門安裝后安全可靠運行，制造質量只是第一步，安裝質量也非常重量，而制造廠家與安裝廠家的充分有效溝通和配合是其中重要的一環。