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弧形閘門是一種廣泛應(yīng)用于水利工程的擋水閘門，其獨(dú)特的弧形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使其在水利調(diào)控中具有顯著優(yōu)勢(shì)。以下是對(duì)弧形閘門的詳細(xì)介紹：

一、定義與結(jié)構(gòu)

• 定義：弧形閘門是擋水面為圓柱體部分弧形面的閘門，其支臂的支承鉸位于圓心，啟閉時(shí)閘門繞支承鉸轉(zhuǎn)動(dòng)。
• 結(jié)構(gòu)組成：由轉(zhuǎn)動(dòng)門體、埋設(shè)構(gòu)件及啟閉設(shè)備三部分組成。具體包括門葉、支臂、支承鉸和止水裝置。
  • 門葉：近似平面體系的弧形受壓面，由弧形面板和主次梁的梁格體系構(gòu)成。
  • 支臂：支撐門葉并傳遞徑向合力于支鉸軸上，有直支臂和斜支臂之分。
  • 支承鉸：由連接支臂的鉸鏈、固定軸和固定鉸座組成，形式有圓柱鉸、圓錐鉸等。
  • 止水裝置：包括側(cè)止水座、底坎止水座、頂止水裝置等，確保閘門密封。

二、分類

1. 按門頂以上水位的深度：
   • 露頂式：水庫(kù)水位不超過(guò)門頂。
   • 潛孔式：水庫(kù)水位高于門頂。
2. 按傳力支臂形式：
   • 斜支臂式：多用于寬高比較大的孔口。
   • 直支臂式：多用于寬高比較小的孔口。
3. 按支承鉸軸的形式：
   • 圓柱鉸、圓錐鉸、球形鉸和雙圓柱鉸式。
4. 按門葉結(jié)構(gòu)：
   • 主縱梁式和主橫梁式弧形閘門。

三、工作原理與優(yōu)勢(shì)

• 工作原理：?jiǎn)㈤]時(shí)閘門繞固定支鉸的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，作用在面板上的水壓力通過(guò)形心，啟閉時(shí)只需克服閘門自重及止水和鉸軸的摩阻力對(duì)軸心的阻力矩。
• 優(yōu)勢(shì)：
  • 啟閉省力：?jiǎn)㈤]力較小，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠。
  • 水力學(xué)條件好：閘墩厚度較小，沒(méi)有影響水流流態(tài)的門槽。
  • 適應(yīng)性強(qiáng)：在泥沙較多的情況下，工作狀態(tài)依然出色。
  • 泄流條件優(yōu)越：泄流時(shí)比較符合閘下自由出流的流線。

四、應(yīng)用場(chǎng)景

• 水利發(fā)電：用于水電站的進(jìn)水口和出水口，控制水流的進(jìn)出，確保水電站的穩(wěn)定運(yùn)行。
• 水利灌溉：用于灌溉渠道的控制，調(diào)節(jié)灌溉水量的大小和時(shí)間。
• 城市給排水系統(tǒng)：用于污水處理廠的進(jìn)水口和出水口，控制污水的進(jìn)出和排放；用于城市防洪排澇工程，防止洪水泛濫。
• 港口船閘：用于碼頭的擋水設(shè)施，保障港口的正常運(yùn)營(yíng)；用于控制船只的進(jìn)出，實(shí)現(xiàn)水位的升降調(diào)節(jié)。
• 水庫(kù)：用于調(diào)節(jié)水庫(kù)的蓄水量，滿足防洪、發(fā)電、灌溉等多種需求。

五、設(shè)計(jì)特點(diǎn)

• 圓弧形擋水門葉：采用圓弧形設(shè)計(jì)，使得閘門在啟閉時(shí)更加靈活，占用的空間相對(duì)較小。
• 無(wú)門槽設(shè)計(jì)：不設(shè)門槽，啟閉力較小，水力學(xué)條件好。
• 結(jié)構(gòu)穩(wěn)固：門葉、支臂、支承鉸和止水裝置等部件共同構(gòu)成穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)體系。

六、維護(hù)與注意事項(xiàng)

• 定期檢查：檢查閘門的啟閉機(jī)構(gòu)、止水裝置和埋件，確保正常運(yùn)行。
• 防腐蝕處理：對(duì)鋼閘門進(jìn)行涂裝或陰極保護(hù)，防止銹蝕。
• 安全操作：在洪水期間，需嚴(yán)格監(jiān)控閘門運(yùn)行，防止意外事故。