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电白县水利水电勘测设计室 525400
摘要：闸门是水利工程建设中的关键设备，它对该工程的正常运行和充分发挥效益起着十分重要的作用。水闸工作的核心之一就是确保水闸工程可以按标准安全运行设计。在水工建筑物设计中，闸门的设计是其中重要的一项，它关系到能否在实施后使闸门结构牢固，挡水严密，启闭灵活，运用可靠；能否在需要时可快速关闭闸门，阻断水流，因而是一个重要而关键的问题，它直接影响着水工建筑物效益的正常发挥。因此对闸门的设计质量严格把关，求精求细，是设计人员责无旁贷的义务。
关键词：水利工程；闸门设计
1水闸闸门的定义
闸门是水工建筑物的重要组成部分之一，它的作用是封闭水工建筑物的孔口，并能够按需要或局部开放这些孔口，以调节上下游水位，泄放流量，放运船只、木排、竹筏，排除沉沙、冰块以及其它飘浮物。阀门的定义很简单，就是开关那就是阀门，阀门是用于管道运输的上的重要控制单元，自来水龙头可以关，可以开，可以开的大，可以开的小，就叫自来水阀门。但是一个厂区占地几百亩，几万根管道，上千个阀门，不可能都用人工去手动拧阀门的，所以就给阀门装上自动控制单元，用电脑总机一齐控制。闸门装置在水工建筑物总造价中所占的比重是很大的，一般约在10%～30%左右，在某些工程上甚至可高达50%，因此闸门设计是一项十分重要的工作，必须认真对待，精心设计。
2闸门型式的选择
闸门有很多类型，主要是根据其功能性质、地理位置以及所承受的水流冲击等决定的。闸门的结构型式有平面式、弧式、人字式、翻板式及升卧式等十多种型式。平面闸门是水工建筑物中最常用的型式，因它的结构较为简单，操作运行方便可靠，对建筑物的布置也较易配合，且其制造、安装、管理和维护也比较简单。弧形闸门在水工建筑物的引水枢纽、渠首、節制闸和退水闸中，当封闭的孔口尺寸较大时是常采用的。因弧形闸门的水压力所产生的摩阻力对启闭力的影响与其它型式的闸门相比要小得多。但弧形闸门的设计、施工和安装一般比较复杂。而“人”字闸门一般用于具有单向水头的灌区通航船闸中，它的结构比较简单，启闭迅速，运行可靠。对于其他型式的闸门，则采用的机率一般较少，大都因有特殊或具体的原因而采用。
3防汛闸门止水设计方法
由于防汛闸门所受荷载小，一般在大潮来临前关闭闸门，并采用背水面设“u”型橡皮止水。这种止水设置对于设计高潮位高于闸底高程的防汛闸门是十分必要的，也是无可厚非的。但对于闸门底坎高程远高于高潮位、门体基本位于计算堤顶高程的超高值范围内的防汛闸门，其闸门止水的设置与否还需进行必要的分析和探讨。而现行的规范中没有专门针对防汛闸门止水设置做出规定。
某新建围堤，防洪标准为200年一遇高潮位（6.26m）+l2级风下限组合，堤防级别为1级，设计堤顶高程为8.50m，采用深弧型防浪墙，墙顶高出人行步道1.0m，为方便游人进出大堤外侧景观平台，沿线设有5座景观防汛闸门，均为横拉门，闸门净高1m，门顶高程为8.50m，闸门平时藏在门库内，门库内设有排水孔，排放雨水和波浪积水。
当遭遇100年一遇高潮位+12级风组合时，波浪爬高也未超过闸门底高程，闸门只受风荷载。只有当遭遇200年一遇高潮位+12级风组合时，波浪顶高程约为7.70m，高出闸底高程约0.20m，且本工程在施工期问考虑了新建围堤的沉降因素，围堤抛高了0.80m（按50年沉降期考虑），竣工时闸门底标高为8.30m，故闸门即使遭遇200年一遇潮位+12级风组合，在很长一段时问也不会有波浪力作用。因此，闸门遭受波浪袭击的可能性很小。
因此，从该工程实例可以看出，并非所有防汛闸门均需设置止水，应从防汛大堤安全角度论证设置止水的必要性，以节省工程成本，并方便工程管理。
4闸门启闭机的选择
闸门启闭机有螺杆式、卷扬式及液压式等。对于水工建筑物中小型闸门，以采用螺杆式和卷扬式启闭机为主。螺杆式启闭机优点是使用牢固可靠、管理养护较为方便、价格低廉，在启门力相同的条件下，卷扬式启闭机的价格往往是螺杆式启闭机价格的5～6倍，故对其运用条件不需快速关闭的闸门，启闭机首当其冲选用手电两用螺杆式。卷扬式启闭机的钢丝绳缠绕在绳鼓上，其行程实际上不受限制，便于开启具有较大行程的闸门或深孔闸门。在采用电动时，启闭的速度较快，适用于事故闸门和经常启闭的闸门。卷扬式启闭机快速闭门速度是手电两用螺杆式启闭机闭门速度的20～30倍，为4.1～5.0m/min，用于事故闸门上，能使闸门动水快速关闭，切断水流，以防事故扩大，其优点和作用尤为突出。
5横拉门防汛闸门设计改进
现有防汛闸门虽然类型繁多，但应用最多的还数一字门、人字门和横拉门。随着社会经济的发展，人们对景观要求也越来越高，如何在满足防汛大堤安全的前提下尽量美化工程环境，使防汛闸门等水利工程与滨海景观融合，是当代水利设计人员必须认真思考的问题之一。横拉门由于其独有的特性，关门时与防汛墙成一条直线，开门后紧贴防汛墙，无论在开启或关闭状态，其景观效果均优于其它门型。通横拉门一般在防汛墙外侧顶部设置一道钢导梁，闸门底部设钢导轨，便于闸门运行。闸门常年裸露在外面，任凭风吹浪打，锈蚀严重，启闭极不灵活，这既给防汛大堤的防汛安全带来了一定隐患，也影响了大堤、尤其是滨海景观大堤的景观效果。
6闸门设计应注意的问题
⑴闸门孔口的情况。例如孔口的尺寸、数量以及对闸门运行程序的各种要求。
⑵闸门是水工建筑物的主要组成部分，特别是土建和闸门不在同一个单位设计时更应注意，若配合不好，容易造成设计脱离实际的现象，给施工安装以及管理运行带来许多麻烦和错误。
⑶闸门上下游的水位条件。所谓水位条件是指各种可能出现的情况组合。往往有这样的情况，设计人员只注意少数几种极限水位，却忽视了某些初看起来并不重要而在实际运行时可能成为关键的水位条件。
⑷有关其它漂浮物的资料。除上述浮冰外，对航道和筏道孔应深入了解木排、竹筏和船只的种类、型式、尺寸、年运输量以及操作习惯（如民船桅杆的卧倒与否牵涉到净空的要求与门型的选择）等资料。
⑸有关气象和地震方面的资料。自然界的风、潮浪、地震等都会产生作用力，直接影响到闸门设计计算，因此在设计前应该到当地气象站或查阅有关资料去了解这些情况。
⑹有关制造安装运输方面的资料。从设计图纸到做成实体是一个艰辛的劳动过程，设计人员不能光凭主观臆想，而是要根据当时当地所能达到的可能条件来进行设计。
7结束语
水工闸门是水工建筑物的重要组成，它的结构设计关系到整个水工建筑物的稳定、强度，在设计中，对闸门的门体型式、材料、支承型式及启闭机的采用，要根据其在建筑物中的位置、作用，本着安全、经济、合理的原则进行方案比较，择优选择。本文笔者主要对平面钢闸门的结构布置和设计进行了探讨，当然闸门的种类多种多样，笔者希望能够有更多的专业人士分享他们对于闸门设计的看法和经验，共同推动我国水利水电事业的发展。
参考文献：
[1]陈绪云.浅谈水工闸门的设计[J].中华民居.2013（9）
[2]张文武.水工钢闸门设计初探[J].中国高新技术企业.2009（04）
[3]迮秋华.肖志乔.韩涛.堤防防汛闸门设计浅析[J].广东水利水电 2009（05）
摘要：闸门是水利工程建设中的关键设备，它对该工程的正常运行和充分发挥效益起着十分重要的作用。水闸工作的核心之一就是确保水闸工程可以按标准安全运行设计。在水工建筑物设计中，闸门的设计是其中重要的一项，它关系到能否在实施后使闸门结构牢固，挡水严密，启闭灵活，运用可靠；能否在需要时可快速关闭闸门，阻断水流，因而是一个重要而关键的问题，它直接影响着水工建筑物效益的正常发挥。因此对闸门的设计质量严格把关，求精求细，是设计人员责无旁贷的义务。
关键词：水利工程；闸门设计
1水闸闸门的定义
闸门是水工建筑物的重要组成部分之一，它的作用是封闭水工建筑物的孔口，并能够按需要或局部开放这些孔口，以调节上下游水位，泄放流量，放运船只、木排、竹筏，排除沉沙、冰块以及其它飘浮物。阀门的定义很简单，就是开关那就是阀门，阀门是用于管道运输的上的重要控制单元，自来水龙头可以关，可以开，可以开的大，可以开的小，就叫自来水阀门。但是一个厂区占地几百亩，几万根管道，上千个阀门，不可能都用人工去手动拧阀门的，所以就给阀门装上自动控制单元，用电脑总机一齐控制。闸门装置在水工建筑物总造价中所占的比重是很大的，一般约在10%～30%左右，在某些工程上甚至可高达50%，因此闸门设计是一项十分重要的工作，必须认真对待，精心设计。
2闸门型式的选择
闸门有很多类型，主要是根据其功能性质、地理位置以及所承受的水流冲击等决定的。闸门的结构型式有平面式、弧式、人字式、翻板式及升卧式等十多种型式。平面闸门是水工建筑物中最常用的型式，因它的结构较为简单，操作运行方便可靠，对建筑物的布置也较易配合，且其制造、安装、管理和维护也比较简单。弧形闸门在水工建筑物的引水枢纽、渠首、節制闸和退水闸中，当封闭的孔口尺寸较大时是常采用的。因弧形闸门的水压力所产生的摩阻力对启闭力的影响与其它型式的闸门相比要小得多。但弧形闸门的设计、施工和安装一般比较复杂。而“人”字闸门一般用于具有单向水头的灌区通航船闸中，它的结构比较简单，启闭迅速，运行可靠。对于其他型式的闸门，则采用的机率一般较少，大都因有特殊或具体的原因而采用。
3防汛闸门止水设计方法
由于防汛闸门所受荷载小，一般在大潮来临前关闭闸门，并采用背水面设“u”型橡皮止水。这种止水设置对于设计高潮位高于闸底高程的防汛闸门是十分必要的，也是无可厚非的。但对于闸门底坎高程远高于高潮位、门体基本位于计算堤顶高程的超高值范围内的防汛闸门，其闸门止水的设置与否还需进行必要的分析和探讨。而现行的规范中没有专门针对防汛闸门止水设置做出规定。
某新建围堤，防洪标准为200年一遇高潮位（6.26m）+l2级风下限组合，堤防级别为1级，设计堤顶高程为8.50m，采用深弧型防浪墙，墙顶高出人行步道1.0m，为方便游人进出大堤外侧景观平台，沿线设有5座景观防汛闸门，均为横拉门，闸门净高1m，门顶高程为8.50m，闸门平时藏在门库内，门库内设有排水孔，排放雨水和波浪积水。
当遭遇100年一遇高潮位+12级风组合时，波浪爬高也未超过闸门底高程，闸门只受风荷载。只有当遭遇200年一遇高潮位+12级风组合时，波浪顶高程约为7.70m，高出闸底高程约0.20m，且本工程在施工期问考虑了新建围堤的沉降因素，围堤抛高了0.80m（按50年沉降期考虑），竣工时闸门底标高为8.30m，故闸门即使遭遇200年一遇潮位+12级风组合，在很长一段时问也不会有波浪力作用。因此，闸门遭受波浪袭击的可能性很小。
因此，从该工程实例可以看出，并非所有防汛闸门均需设置止水，应从防汛大堤安全角度论证设置止水的必要性，以节省工程成本，并方便工程管理。
4闸门启闭机的选择
闸门启闭机有螺杆式、卷扬式及液压式等。对于水工建筑物中小型闸门，以采用螺杆式和卷扬式启闭机为主。螺杆式启闭机优点是使用牢固可靠、管理养护较为方便、价格低廉，在启门力相同的条件下，卷扬式启闭机的价格往往是螺杆式启闭机价格的5～6倍，故对其运用条件不需快速关闭的闸门，启闭机首当其冲选用手电两用螺杆式。卷扬式启闭机的钢丝绳缠绕在绳鼓上，其行程实际上不受限制，便于开启具有较大行程的闸门或深孔闸门。在采用电动时，启闭的速度较快，适用于事故闸门和经常启闭的闸门。卷扬式启闭机快速闭门速度是手电两用螺杆式启闭机闭门速度的20～30倍，为4.1～5.0m/min，用于事故闸门上，能使闸门动水快速关闭，切断水流，以防事故扩大，其优点和作用尤为突出。
5横拉门防汛闸门设计改进
现有防汛闸门虽然类型繁多，但应用最多的还数一字门、人字门和横拉门。随着社会经济的发展，人们对景观要求也越来越高，如何在满足防汛大堤安全的前提下尽量美化工程环境，使防汛闸门等水利工程与滨海景观融合，是当代水利设计人员必须认真思考的问题之一。横拉门由于其独有的特性，关门时与防汛墙成一条直线，开门后紧贴防汛墙，无论在开启或关闭状态，其景观效果均优于其它门型。通横拉门一般在防汛墙外侧顶部设置一道钢导梁，闸门底部设钢导轨，便于闸门运行。闸门常年裸露在外面，任凭风吹浪打，锈蚀严重，启闭极不灵活，这既给防汛大堤的防汛安全带来了一定隐患，也影响了大堤、尤其是滨海景观大堤的景观效果。
6闸门设计应注意的问题
⑴闸门孔口的情况。例如孔口的尺寸、数量以及对闸门运行程序的各种要求。
⑵闸门是水工建筑物的主要组成部分，特别是土建和闸门不在同一个单位设计时更应注意，若配合不好，容易造成设计脱离实际的现象，给施工安装以及管理运行带来许多麻烦和错误。
⑶闸门上下游的水位条件。所谓水位条件是指各种可能出现的情况组合。往往有这样的情况，设计人员只注意少数几种极限水位，却忽视了某些初看起来并不重要而在实际运行时可能成为关键的水位条件。
⑷有关其它漂浮物的资料。除上述浮冰外，对航道和筏道孔应深入了解木排、竹筏和船只的种类、型式、尺寸、年运输量以及操作习惯（如民船桅杆的卧倒与否牵涉到净空的要求与门型的选择）等资料。
⑸有关气象和地震方面的资料。自然界的风、潮浪、地震等都会产生作用力，直接影响到闸门设计计算，因此在设计前应该到当地气象站或查阅有关资料去了解这些情况。
⑹有关制造安装运输方面的资料。从设计图纸到做成实体是一个艰辛的劳动过程，设计人员不能光凭主观臆想，而是要根据当时当地所能达到的可能条件来进行设计。
7结束语
水工闸门是水工建筑物的重要组成，它的结构设计关系到整个水工建筑物的稳定、强度，在设计中，对闸门的门体型式、材料、支承型式及启闭机的采用，要根据其在建筑物中的位置、作用，本着安全、经济、合理的原则进行方案比较，择优选择。本文笔者主要对平面钢闸门的结构布置和设计进行了探讨，当然闸门的种类多种多样，笔者希望能够有更多的专业人士分享他们对于闸门设计的看法和经验，共同推动我国水利水电事业的发展。
参考文献：
[1]陈绪云.浅谈水工闸门的设计[J].中华民居.2013（9）
[2]张文武.水工钢闸门设计初探[J].中国高新技术企业.2009（04）
[3]迮秋华.肖志乔.韩涛.堤防防汛闸门设计浅析[J].广东水利水电 2009（05）