[發明專利]以中支臂投影線垂面布置三叉斜支臂后端板的方法

有效

• 申請號: 202010904923.5
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112064597B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 盧俊生;孫建國;李有道;吳昊;趙慧;夏清華
• 申請（專利權）人: 中電建十一局工程有限公司;中國水利水電第十一工程局有限公司
• 主分類號: E02B7/42
• 分類號: E02B7/42
• 代理公司: 鄭州智多謀知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41170
• 代理人: 馬士騰

本發明公開了以中支臂投影線垂面布置三叉斜支臂后端板的方法，包括在后端板平面上，上支臂、下支臂相對于中支臂扭角計算公式；在后端板平面上，上支臂、下支臂中心連線與后端板垂直中心線的夾角計算公式；在支臂后端板平面上，上支臂、中支臂、下支臂中心到后端板中心的距離計算公式。本發明使斜支臂具有的最佳受力狀態，除滿足上、中、下支臂腹板與主橫梁腹板中心面重合外，還可以有效減少斜支臂在承壓狀態下產生的側向力，使斜支臂總合力方向與鉸鏈連接面垂直，不會使連接螺栓承受剪切力。避免了因后端板位置設置不當引發斜支臂產生側向分力，也避免鉸鏈連接螺栓發生剪切造成斜支臂失穩等不良后果發生。

技術領域

本發明涉及水電站工程技術領域，具體涉及一種以中支臂投影線垂面布置 三叉斜支臂后端板的方法。

背景技術

弧形閘門由門葉、支臂、支鉸、止水裝置等部分組成。當支臂前端跨距小 于支鉸跨距，左右側支臂相對于門葉傾斜布置組成一個等腰梯形的主框架時， 稱作斜支臂弧形閘門。常見的單側斜支臂結構由上、下兩根支臂組成，上、下 支臂之間通過豎向、斜向桿件連接成一個整體，稱為V型斜支臂。

因為需要承受整個門體的水壓力，上、下支臂(截面形狀常為工字梁、或 箱形梁)的腹板，最佳的受力狀態是位于弧面與支鉸軸線形成的徑向平面上， 與主梁腹板保持在同一個平面，稱謂水平連接。因此，需要有意識地繞中線扭 轉一個角度，這就是所謂斜支臂的扭角。扭角不正確會惡化斜支臂的受力狀態， 可能造成斜支臂失穩甚至扭轉彎折誘發事故。

在《水利水電工程鋼閘門設計規范》SL74－2013以及《水電工程鋼閘門設 計規范》NB35055－2015規定了：“6.1.11”條款，明確了支臂后端板的布置位 置和扭角計算公式。

當孔口尺寸較大時，弧形閘門高度隨之增高，V型斜支臂結構不能滿足承載 力與穩定性要求，近年出現了采用三根支臂組成的單側斜支臂結構用于超大型 弧形閘門，為便于區別，將三根支臂組成的斜支臂結構簡稱三叉斜支臂。三根 支臂前端分別與門葉上布置的三個主橫梁連接，所以又稱作三主梁斜支臂弧門， 屬于主橫梁式弧形閘門的一種。

關于三叉斜支臂結構類型，現行規范還沒有作出明確規定。國內的設計和 制作單位進行多方面的探討。主要分為以下兩個方面：

以V型斜支臂公式計算

當上下支臂夾角不等時，將上支臂與中支臂之間的夾角θ₁、中支臂與下支 臂之間的夾角θ₂分別視作“上下兩支臂之間夾角的一半”，代入規范“6.1.11” 條款公式分別計算出上、下支臂相對于中支臂的扭角φ₁、φ₂。也就是：將上中、 中下支臂夾角不等的三叉斜支臂，看成是兩個上、下支臂夾角相對應的v型斜 支臂的合成。這是完全錯誤的。

因為V型斜支臂的上、下支臂(軸線)組成的是一個平面，三叉斜支臂的 上、中、下支臂(軸線)組成的是一個錐形扇面，是兩種不同的結構類型。當 設定三支臂水平偏斜角α相同的條件下，三叉斜支壁的上、中、下支臂軸線并 不處在同一個平面內，而是組成一個圓錐形的扇面,上中、中下支臂軸線分屬于 兩個平面。如果將弧門門葉視作車輪輪圈的一部分，鉸鏈視作輪箍的話，上、 中、下支臂軸線可以看作斜向布置的三根輻條，呈傘骨狀分布。