1、大型表孔弧形閘門門葉制造變形控制 引言 隨著“西電東送”的進一步深入，貴州區域內建設了一批 大電站，高壩建造水電站，因過流需要和結構原因，很多電站設 計中采用了大尺寸表面弧門， 如北盤江董箐水電站表孔弧門、烏 江構皮灘水電站表孔弧門、 烏江思林水電站表孔弧門、 大花水水 電站表孔弧門。因表孔大型弧門存在門體外形尺寸大，分節多， 門體厚度較薄，在制作過程中變形控制難度大。 近幾年貴州區域大型表孔弧門參數表 弧形閘門門葉制作工藝流程 弧形閘門門葉制造工藝流程圖 變形控制關鍵工序 弧門制作變形控制關鍵工序是下料、零部件預制、拼裝和 焊接。 下料 門葉結構制作下料是關鍵的一道的工序，直接影響弧門的 整

2、體外形尺寸和收縮變形情況。下料前先根據弧門焊縫分布情況 進行收縮計算，綜合以往制造經驗，確定門葉制造工藝曲率半徑， 然后采用計算機進行放大樣。 放出門葉結構大樣后，按大樣繪制各零部件制作的下料工 藝圖，對異形件進行編程并輸入數控切割機進行下料，對方塊形 部件采用半自動切割機進行切割。 下料時應根據工藝要求進行切割。首先按規范要求對鋼板 進行裁邊，并對不平度超標的鋼板用鋼板調平機進行調平處理。 同一縱面上的門葉隔板、 縱梁腹板視結構形式盡量取半切割整體 下料，即下料時先將需要完全切斷的板材僅切割一部分， 一般在 錯開焊縫的條件下，切割線兩端各預留 50100mn不切割，以減 少由于熱切割造成的變

3、形， 影響弧門拼裝質量。 對一些尺寸較大 的構件，如門葉面板，因受材料尺寸限制需接長或鑲寬時，采用 二次下料的方法控制外形尺寸，減小第一次拼接焊接變形誤差。 弧形門制作時縱向腹板下料尺寸是控制變形的關鍵，采料 后采用樣板比對檢核。 零部件預制 采用零部件預制藝措施可以有效控制各部件的外形尺寸， 并且避免散件直接整拼時焊接量過大而導致焊接變形控制難度 增大。 門葉主橫梁、 T 形梁隔板下料后進行單元預制，預制件拼 裝成整體后焊接。 根據單元件焊縫的特點，外部長焊縫主要采船形位埋弧焊 焊接，隔板主要采用CO2氣體保護焊焊接，內部長焊縫主要采用 手工電弧焊焊接。 焊接完畢，檢查焊接收縮及變形情況，對

4、超出規范要求的 制作件，一般采用機械校正，特殊部位才用火焰校正。進行火工 校正時，由技術部門制定校正方案，操作者嚴格按方案執行，火 工校正溫度不得超過600 Co 門葉整體拼裝 1 ）弧門拼裝質量的基礎條件是拼裝胎模制作質量， 主要體 現在胎模的外形尺寸和胎模自身的強度與剛度。 由制作工藝規劃可知，門葉拼裝前應先制作一個與弧門工 藝曲率半徑要求相符的弧形胎模 （考慮焊接收縮， 制作時根據弧 門結構和焊縫分布情況確定一工藝半徑） ，各分節門葉結構于胎 模上拼裝為一整體后在胎模上進行焊接， 胎模制造時各支撐點與 門葉框架結構必須對應， 且胎模需具有足夠的剛度用以抵抗部件 吊裝時產生的沖擊。 胎模結

5、構采用矩陣式型鋼立柱網（各型鋼之間用角鋼進行 連接加固） ，并用與弧門工藝曲率半徑相適應的弧形鋼板直接支 撐門葉面板。各支撐點與弧門隔板、橫、縱梁位置相對應。胎模 弧度最低點按檢測與操作方便要求而定， 取最低點至平臺基準高 度不小于800mm以便施工人員、質檢人員進行施工和檢測。 在胎模四個角位置設檢測標高，以便進行弧門拼裝、焊接 過程全面監測。同時在胎模設計時綜合考慮門葉縱、橫向中心線 及分節位置線。 2 ）門葉整體拼裝 門葉結構采用整體拼裝制作工藝制作，這樣相對分節制作 工藝易于控制門葉整體幾何尺寸。門葉部件單元制作完成并經檢 驗合格后進行門葉結構整體拼裝。 門葉結構整體制作工藝即在胎 模

6、上將各分節門葉以部件的形式直接在胎膜上組拼成為整扇門 葉后進行焊接，對連續的隔板等構件采用半切割狀態進行組拼， 焊接完成后在拆分時再進行完全切割，將門葉分解。 拼裝步驟如下所示： 按施工圖的要求于胎模上設制縱橫中心線及分節位置 線，并以此為基準鋪設面板， 面板鋪設完畢， 整體放樣劃出各橫、 次梁及隔板等拼裝位置線作為下一步拼裝工序的依據。 依據面板上繪制的拼裝線，先吊裝拼裝水平次梁。 吊裝拼裝門葉中間位置上的主橫梁，并以中間主橫梁為 中心向四周擴散拼裝。 門葉整體拼裝時采用頂緊裝配，如隔板、主、次梁與面板 之間，隔板腹板、翼緣板與橫梁腹板、翼緣板之間等連接部位。 焊接 門葉焊接工作在拼裝胎模上

7、進行，并嚴格按焊接工藝指導 書操作。 門葉正式焊接前，將對所有焊縫進行一次工藝性的加固焊 （加固焊每段長度60mm間距300mm，以防止門葉正式施焊時 由于焊接應力而將定位焊拉開，從而產生操作失誤焊接變形。 焊接時控制變形的關鍵是焊接熱輸入和焊接順序。 焊接熱輸入控制是優先采用變形小的手工電弧焊和CO2氣 體保護焊。門葉結構主要材料材質一般為 Q345C其焊接材料根 據施工圖、 招標文件及焊接規范要求選用， 焊條型號及焊絲代號 及其焊劑符合施工圖樣規定， 當施工圖樣沒有規定時， 選用與母 材強度相適應的焊接材料。 焊接總體順序為：立焊f仰焊f平焊（平角焊）。焊接由 6-8 名偶數焊工組成，從中部開始、對稱分布施焊。 焊接過程中，嚴格控制焊接施工規范，并由質檢人員負責 監控變形情況，作好記錄，根據實際情況，及時調整焊接順序， 確保變形最小。 結語 大型表孔弧形閘門因其結構特點，在以往制作過程中因變 形大導致安裝時拼裝難度增大，特別頂節門葉因門體厚度更小， 主梁偏少等結構原因，其變形控制更明顯。 針對大型表孔弧門的結構特點，重點控制制作過程中的下 料、胎模制作、拼裝