一种新型装配式水工钢闸门的制作方法

1.本实用新型涉及水利工程技术领域，特别是涉及一种新型装配式水工钢闸门。


背景技术：

2.水工钢闸门是水利水电工程中重要的流量调节装置，尤其在防洪、发电、航运和水资源调配等方面起到重要作用。水工钢闸门的安全和稳定很大程度上决定了整个水利水电工程的安全和效益，及下游人民生命财产的安全，所以确保水工钢闸门的安全和稳定非常重要且必要。
3.水利水电工程中常用的水工钢闸门主要有弧形钢闸门、平面钢闸门和人字闸门。现阶段不同闸门类型都是通过板、梁和柱(弧形钢闸门)，板和梁(平面钢闸门和人字闸门)通过焊接和螺栓连接而成。焊接是水工钢结构中应用最普遍的一种连接方法，主要优点是不削弱钢构件的截面，不需要拼接板；焊接而成的结构构造简单，制造加工方便，密封性能好；主要缺点是焊接时局部产生高温，造成热影响区材质性能降低和不均匀收缩，容易导致焊接结构残余应力及残余变形，并且焊接质量不容易检查，往往导致产生裂缝，而微小的裂缝在水工钢闸门工作中常常导致脆性破坏或疲劳破坏。螺栓连接的优点是操作简单、便于拆卸，连接质量容易检查和保证，但其缺点也很明显，需要在连接构件上钻孔，而钻孔破坏了构件的完整性，易导致应力集中，最终导致构件疲劳破坏。针对现有技术存在的上述问题，亟需一种规避焊接和螺栓连接的新型装配式水工钢闸门及其设计方法。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种新型装配式水工钢闸门，以解决上述问题，达到装配闸门时规避焊接和螺栓连接目的。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：一种新型装配式水工钢闸门，包括面板，所述面板内侧边部对称可拆卸连接有边梁组件，两个所述边梁组件之间设置有若干纵梁，所述纵梁边部与所述面板内侧可拆卸连接，相邻的所述纵梁端部可拆卸连接有第一连接件，相邻的所述纵梁侧壁可拆卸连接有若干横梁，所述横梁端部与所述面板内侧插接，所述边梁组件、所述纵梁和所述横梁侧壁共同插接有插接组件，位于最外侧两个所述纵梁之间可拆卸连接有支臂，所述支臂侧壁与所述横梁侧壁配合连接。
6.优选的，所述面板内侧壁开设有若干第一凹槽，所述第一凹槽截面为等腰梯形结构，所述边梁组件和所述纵梁通过所述第一凹槽与所述面板可拆卸连接；所述面板内侧壁中部开设有若干插接槽，所述插接槽位于相邻的所述第一凹槽之间，所述横梁通过所述插接槽与所述面板插接。
7.优选的，所述边梁组件包括对称设置的边梁，所述边梁外侧边部固接有第一凸起，所述第一凸起与所述第一凹槽相适配，所述边梁中部开设有第二通槽，所述插接组件插接在所述第二通槽内，所述边梁一端设有台阶，所述台阶的断面处开设有第一插接孔，所述台阶中部开设有第一通槽，所述插接组件插接在所述第一通槽内，所述台阶远离所述第一插
接孔端部固接有第一插接柱，其一所述边梁的所述第一插接柱插接在另一所述边梁的所述第一插接孔内。
8.优选的，所述纵梁一侧固接有第二凸起，所述第二凸起与所述第一凹槽相适配，所述纵梁两端边部开设有t型槽，所述t型槽与所述第一连接件可拆卸连接，所述第一连接件为工字型结构，所述纵梁两侧壁开设有若干第三通槽，所述横梁插接在所述第三通槽内，所述第三通槽内部开设有第四通槽，所述第四通槽与所述第三通槽垂直，所述纵梁侧壁开设有第六通槽，所述第六通槽与所述第四通槽平行，所述插接组件插接在所述第四通槽和所述第六通槽内，所述纵梁侧壁设置有卡接部，所述卡接部与所述支臂可拆卸连接。
9.优选的，所述卡接部包括开设在所述纵梁侧壁的若干第五通槽，最外侧相邻两个所述纵梁的所述第五通槽内插接有一对第三连接柱，所述第三连接柱与所述支臂可拆卸连接，所述第三连接柱截面为方形，所述第三连接柱一端开设有第八通槽，所述第八通槽侧壁开设有第二插接孔，一对所述第三连接柱的所述第八通槽互相贴合，一对所述第三连接柱的所述第二插接孔轴线重合，所述第二插接孔内插接有第二连接件，所述第二连接件底部固接有第二插接柱，所述第二插接柱插接在所述第二插接孔内，所述第二连接件与所述纵梁之间设有锁定部。
10.优选的，所述锁定部包括开设在所述纵梁侧壁的第一孔道，所述第一孔道靠近所述第五通槽一端为轴线弯曲设置的半圆型孔道，所述第二连接件侧壁开设有第二孔道，所述第二孔道顶端连通有圆孔，所述第二孔道与所述第一孔道贴合组成圆柱型孔道，所述圆柱型孔道内放置钢球。
11.优选的，所述横梁两侧边部与所述第三通槽相适配，所述横梁与所述第三通槽接触的侧壁开设有第七通槽，所述第七通槽与所述横梁侧壁垂直，所述插接组件插接在所述第七通槽内，所述横梁另外两个侧壁分别开设有第二凹槽，所述第二凹槽与所述支臂相适配，所述横梁一端插接在所述插接槽内。
12.优选的，所述支臂为a字型结构，所述支臂中部固接有加固梁，所述支臂底部外侧固接有第三凸起，所述第三凸起与所述第二凹槽相适配，所述支臂底部内侧开设有第九通槽，所述第三连接柱插接在所述第九通槽内。
13.优选的，所述插接组件包括第一连接柱和第二连接柱，所述第一连接柱插接在所述第一通槽和第六通槽内，所述第二连接柱插接在所述第二通槽、所述第四通槽和所述第七通槽内，所述第一连接柱和第二连接柱截面为方形。
14.本实用新型具有如下技术效果：面板用于承载水体的压力，边梁组件用于加固面板的边部，增强整体结构的强度，纵梁用于加固面板中部，第一连接件将所述纵梁连接为一体，使各个纵梁协同受力，横梁位于纵梁之间，防止纵梁之间产生相对位移，插接组件将边梁组件、纵梁和横梁连接在一起，支臂用于支撑面板，其中面板、边梁组件、纵梁、横梁、支臂、第一连接件和插接组件均为可拆卸连接方式，避免了传统水工钢闸门焊接或螺钉连接的弊端，各个零件由模具成型，互换性高，便于运输，可在现场直接组装，节省了组装时间，达到了避免焊接裂缝造成的质量问题和提高构件完整性的效果。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本实用新型结构示意图；
17.图2为本实用新型面板结构示意图；
18.图3为本实用新型边梁结构示意图；
19.图4为本实用新型纵梁结构示意图；
20.图5为本实用新型纵梁右视图；
21.图6为图4中a处局部放大图；
22.图7为本实用新型横梁结构示意图；
23.图8为本实用新型支臂结构示意图；
24.图9为本实用新型第一连接件结构示意图；
25.图10为本实用新型第二连接件结构示意图；
26.图11为本实用新型第三连接柱结构示意图；
27.图12为本实用新型面板和边梁组件装配示意图；
28.图13为本实用新型面板、边梁组件和纵梁装配示意图；
29.图14为本实用新型面板、边梁组件、纵梁、横梁、第一连接件和插接组件装配示意图；
30.图15为本实用新型面板、边梁组件、纵梁、横梁、第一连接件、插接组件和支臂装配示意图；
31.图16为本实用新型纵梁、支臂、第三连接柱和第二连接件装配示意图；
32.其中，1、面板；2、边梁；3、纵梁；4、横梁；5、支臂；6、第一连接件；7、第二连接件；8、第一连接柱；9、第二连接柱；10、第三连接柱；101、第一凹槽；102、插接槽；201、第一凸起；202、第二通槽；203、第一通槽；204、第一插接柱；205、第一插接孔； 301、第二凸起；302、t型槽；303、第三通槽；304、第四通槽；305、第一孔道；306、第五通槽；307、第六通槽；401、第七通槽；402、第二凹槽；501、加固梁；502、第九通槽；503、第三凸起；701、第二插接柱；703、第二孔道；702、圆孔；1001、第八通槽；1002、第二插接孔。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
35.参照图1-16，本实用新型提供一种新型装配式水工钢闸门，包括面板1，面板1内侧边部对称可拆卸连接有边梁组件，两个边梁组件之间设置有若干纵梁3，纵梁3边部与面板1内侧可拆卸连接，相邻的纵梁3端部可拆卸连接有第一连接件6，相邻的纵梁3侧壁可拆卸连接有若干横梁4，横梁4端部与面板1内侧插接，边梁组件、纵梁3和横梁4侧壁共同插接有插
接组件，位于最外侧两个纵梁3之间可拆卸连接有支臂5，支臂5侧壁与横梁4侧壁配合连接。
36.面板1用于承载水体的压力，边梁组件用于加固面板1的边部，增强整体结构的强度，纵梁3用于加固面板1中部，第一连接件6将纵梁3连接为一体，使各个纵梁3协同受力，横梁4位于纵梁3之间，防止纵梁3之间产生相对位移，插接组件将边梁组件、纵梁3和横梁 4连接在一起，支臂5用于支撑面板1，其中面板1、边梁组件、纵梁3、横梁4、支臂5、第一连接件6和插接组件均为可拆卸连接方式，避免了传统水工钢闸门焊接或螺钉连接的弊端，各个零件由模具成型，互换性高，便于运输，可在现场直接组装，节省了组装时间，达到了避免焊接裂缝造成的质量问题和提高构件完整性的效果。
37.进一步优化方案，面板1内侧壁开设有若干第一凹槽101，第一凹槽101截面为等腰梯形结构，边梁组件和纵梁3通过第一凹槽101 与面板1可拆卸连接；面板1内侧壁中部开设有若干插接槽102，插接槽102位于相邻的第一凹槽101之间，横梁4通过插接槽102与面板1插接。
38.面板1为主要的承载受力部件，第一凹槽101开口处长度小于底面长度，边梁组件和纵梁3从第一凹槽101的端部插入，插接槽102 用于固定横梁4，并对横梁4进行限位。
39.进一步优化方案，边梁组件包括对称设置的边梁2，边梁2外侧边部固接有第一凸起201，第一凸起201与第一凹槽101相适配，边梁2中部开设有第二通槽202，插接组件插接在第二通槽202内，边梁2一端设有台阶，台阶的断面处开设有第一插接孔205，台阶中部开设有第一通槽203，插接组件插接在第一通槽203内，台阶远离第一插接孔205端部固接有第一插接柱204，其一边梁2的第一插接柱 204插接在另一边梁2的第一插接孔205内。
40.第一凸起201与第一凹槽101相匹配，在装配时，两个边梁2可以同时从第一凹槽101的两端分别插入，直至第一插接柱204插入第一插接孔205底部，减少装配时间，保持两个边梁2位于第一凹槽 101中部。
41.进一步优化方案，纵梁3一侧固接有第二凸起301，第二凸起301 与第一凹槽101相适配，纵梁3两端边部开设有t型槽302，t型槽 302与第一连接件6可拆卸连接，第一连接件6为工字型结构，纵梁 3两侧壁开设有若干第三通槽303，横梁4插接在第三通槽303内，第三通槽303内部开设有第四通槽304，第四通槽304与第三通槽303 垂直，纵梁3侧壁开设有第六通槽307，第六通槽307与第四通槽304 平行，插接组件插接在第四通槽304和第六通槽307内，纵梁3侧壁设置有卡接部，卡接部与支臂5可拆卸连接。
42.第二凸起301与第一凹槽101相匹配，t型槽302用于安装第一连接件6，第一连接件6将相邻的纵梁3连接在一起，使纵梁3可以协同受力，增强纵梁3的整体强度，相邻的两个第三通槽303之间与横梁4相接触，第六通槽307和第四通槽304用于连接插接组件。
43.进一步优化方案，卡接部包括开设在纵梁3侧壁的若干第五通槽 306，最外侧相邻两个纵梁3的第五通槽306内插接有一对第三连接柱10，第三连接柱10与支臂5可拆卸连接，第三连接柱10截面为方形，第三连接柱10一端开设有第八通槽1001，第八通槽1001侧壁开设有第二插接孔1002，一对第三连接柱10的第八通槽1001互相贴合，一对第三连接柱10的第二插接孔1002轴线重合，第二插接孔1002内插接有第二连接件7，第二连接件7底部固接有第二插接柱701，第二插接柱701插接在第二插接孔1002内，第二连接件7 与纵梁3之间设有锁定部。
44.将支臂5底部沿插入横梁4插入两个纵梁3之间是空间内，将第三连接柱10从纵梁3
外侧插入第五通槽306内，直至两个第三连接柱10的第八通槽1001互相贴合，第三连接柱10中部与支臂5卡接，再将第二连接件7的第二插接柱701插入到第二插接孔1002内，防止两个第三连接柱10脱开，第三连接柱10安装完毕后，支臂5与纵梁3连为一体。
45.进一步优化方案，锁定部包括开设在纵梁3侧壁的第一孔道305，第一孔道305靠近第五通槽306一端为轴线弯曲设置的半圆型孔道，第二连接件7侧壁开设有第二孔道703，第二孔道703顶端连通有圆孔702，第二孔道703与第一孔道305贴合组成圆柱型孔道，圆柱型孔道内放置钢球。
46.将钢球放置圆孔702中，钢球沿第二孔道703与第一孔道305组成圆柱型孔道滚动，直至滚到孔道底部，由于道底弯曲设置，钢球阻止第二连接件7向上移动，从而将第二连接件7锁定。
47.进一步优化方案，横梁4两侧边部与第三通槽303相适配，横梁 4与第三通槽303接触的侧壁开设有第七通槽401，第七通槽401与横梁4侧壁垂直，插接组件插接在第七通槽401内，横梁4另外两个侧壁分别开设有第二凹槽402，第二凹槽402与支臂5相适配，横梁 4一端插接在插接槽102内。
48.横梁4安装在相邻的两个第三通槽303之间，横梁4底部插接在插接槽102中，第七通槽401用于与插接组件连接，第二凹槽402的截面与第一凹槽101的截面相同，第二凹槽402用于与支臂5配合。
49.进一步优化方案，支臂5为a字型结构，支臂5中部固接有加固梁501，支臂5底部外侧固接有第三凸起503，第三凸起503与第二凹槽402相适配，支臂5底部内侧开设有第九通槽502，第三连接柱 10插接在第九通槽502内。
50.加固梁501用于加固支臂5，第三凸起503从第二凹槽402的顶部插入，用于安装支臂5时的导向，第九通槽502与第三连接柱10 的中部卡合，限制支臂5的位移。
51.进一步优化方案，插接组件包括第一连接柱8和第二连接柱9，第一连接柱8插接在第一通槽203和第六通槽307内，第二连接柱9 插接在第二通槽202、第四通槽304和第七通槽401内，第一连接柱8和第二连接柱9截面为方形。第一连接柱8和第二连接柱9将边梁 2、纵梁3、横梁4连接在一起，使各个零件的位置互相限制。
52.一种新型装配式水工钢闸门设计方法，用于设计一种新型装配式水工钢闸门，包括以下步骤：
53.(1)全面了解水工建筑物的整体规划，具体包括水工建筑物的作用、规模、运行特性；
54.(2)根据水工建筑物的具体要求确定水工钢闸门的孔口尺寸、孔口数量和作用水头；
55.(3)再根据不同水工钢闸门的特性及应用条件，确定水工钢闸门的门型平面钢闸门、弧形钢闸门；
56.(4)根据水工钢闸门布置要求，依据现行水工钢闸门设计规范进行水工钢闸门结构和零件的计算和设计，对水工钢闸门的面板1厚度、纵梁3个数、纵梁3梁高、横梁4梁高、横梁4个数和吊耳板厚度和支臂5稳定进行计算和设计；
57.(5)根据计算和设计好的闸门结构，根据不同结构的连接形式，在相互连接的结构上设置可拆卸连接结构；
58.(6)最后将整个水工钢闸门结构的零件运送到工地，在工地进行现场装配拼接，等整体结构装配拼接完整之后进行防腐喷涂，等防腐喷涂充分干燥之后，水工钢闸门结构装配拼接完成。
59.本实用新型的装配过程如下：
60.安装边梁2，将边梁2从第一凹槽101的两端同时安装，将第一凸起201与第一凹槽101对齐，将第一凸起201推至第一凹槽101内，直至第一插接柱204插入第一插接孔205底部，调整两个边梁2位于第一凹槽101中间，采用同样的方法安装另一侧的边梁2，两侧的边梁2同时对向安装，加快了安装进度，边梁2位于面板1的两端，起到加固面板1边部的作用，防止面板1边部扭转变形，同时边梁2通过插接座组件与纵梁3、横梁4等零件连为一体，提高结构整体的抵抗形变的性能；
61.安装纵梁3，将第二凸起301对准第一凹槽101的一端，将第二凸起301推至第一凹槽101内，直至第二凸起301边部与第一凹槽 101的边部平齐，第二凸起301与第一凹槽101未过渡配合，采用此安装方法依次安装所有纵梁3，所有纵梁3安装完毕后，在t型槽302 内安装第一连接件6，纵梁3与面板1弯曲面贴合，防止面板1受冲击力时的弯曲变形，纵梁3在插接组件的作用下与边梁2连为一体，增强装置整体抗形变的能力，各个纵梁3之间由第一连接件6互相连接为一体；
62.安装横梁4，将横梁4的端部对准相邻的两个第三通槽303，并向下插入，直至横梁4底端与插接槽102底部接触；安装插接组件，将第一连接柱8依次插入第一通槽203和第六通槽307，将第二连接柱9依次插入第二通槽202、第四通槽304和第七通槽401，横梁4 防止相邻的纵梁3向两侧产生位移，同时横梁4通过插接组件和整体装置连为一体。
63.安装支臂5，将支臂5底部的第三凸起503沿第二凹槽402向下滑动，第二凹槽402防止支臂5向两侧晃动，由最两端外侧纵梁3的第五通槽306插入第三连接柱10，直至两个第三连接柱10的第八通槽1001互相贴合，再将第二连接件7插入第三连接柱10的第二插接孔1002内，最后将钢球放入圆孔702中，钢球沿第二孔道703与第一孔道305贴合组成圆柱型孔道向下滚动，直到滚到孔道底端，钢球一旦滚到孔道底端就会将第二连接件7卡死，防止第二连接件7在使用过程中脱落。
64.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
65.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。