用來封閉和開放水道或管道的控制設施。利用閘門可以攔蓄水流,控制水位,調節流量,引水發電或灌溉,運放船隻、木排,排泄泥沙、冰塊及飄浮物等。它是水工建築物上的重要機械設備。

  閘門主要由三部分組成(見圖)。①門葉:閘門的活動部分,也是封閉或開放水道的關鍵構件;②閘門埋設構件:埋置或緊固在土建結構中的構件,如門框、門楣、軌道及止水座墊等,是門葉正常運用的固定部分;③閘門啟閉機:操作門葉開啟或關閉的設備,包括動力裝置、傳動裝置、制動裝置、連接裝置和支承行走裝置。

  類型 閘門分類方法較多,主要有:①按閘門的工作性質可分為工作閘門、事故閘門和檢修閘門。工作閘門(也稱主要閘門)是水工建築物正常運行時能夠在動水中啟閉的閘門。檢修閘門是供建築物或工作閘門檢修時短期擋水,在靜水中啟閉的閘門。事故閘門是在建築物或有關設備出現事故,能在動水中關閉而在靜水中開啟的閘門,也稱事故檢修閘門。水電站進水口的快速(關閉)閘門是限定關閉時間(如兩分鐘)的事故閘門。②按閘門關閉時門葉所承受擋水位的狀況分為露頂式閘門和潛孔式閘門。③按閘門門葉外觀形狀分為平面閘門、弧形閘門、人字閘門、拱形閘門、球形閘門和圓筒閘門等。④按制造閘門門葉的材料分為鋼閘門、鑄造(鋼、鐵)閘門、木閘門、鋼筋混凝土閘門和組合材料閘門。⑤按閘門門葉啟閉時運動方式分為垂直升降閘門、轉動閘門、橫拉閘門、滾動閘門和升臥式閘門。⑥按閘門門葉控制方式分為機械操作閘門(手動或電動)和水力自動閘門等。常用b×h-H表示閘門的主要特征。b為閘門所封水道口的寬度(m),h為閘門所封水道口的高度或擋水位的高度(m),H為從閘門底緣算起的設計水頭(m)。工程上常用上述分類方法結合建築物的部位以綜合的方式命名閘門,如:溢洪道14×10.5-10弧形工作閘門,泄洪洞3.5×11-50平面事故檢修閘門等。

  設計要點 選擇閘門的主要因素是:閘門在水工建築中的位置、運用條件、封口尺寸、設計水頭、制造能力、安裝技術水平以及交通運輸條件等。設計時除對上述要素綜合分析外,要特別註意泄水孔口的水力學特征,以便所選用的閘門關閉時止水嚴密,泄水時水流條件好,門槽埋設件無氣蝕,操作靈活,運行安全,維護檢修方便和使用壽命長。

  平面閘門加工制造較容易,廣泛應用於各類水工建築物的水道上,作為各種用途的閘門。在高水頭的泄水建築物中,采用有門槽的平面閘門要註意門槽的體型以避免高流速下的門槽氣蝕破壞。弧形閘門無門槽阻水,邊壁光滑,廣泛應用於各類泄水建築物中,作為工作閘門。人字閘門多運用在船閘上,作為上、下閘首的工作閘門。其他形式的閘門一般多依據特定的水工建築物部位而選定。

  制造閘門門葉的材料近代多采用軋制的普通碳素鋼材和低合金鋼材。小型農田水利工程也采用木質、鋼木組合或鋼筋混凝土的閘門。閘門門葉的結構計算多采用結構力學平面結構體系和空間結構體系的計算方法。

  現狀與展望 中國應用閘門的歷史悠久,最早用於農田灌溉工程和水域防護設施上,材料多采用木質或鐵木組合結構。現代制造閘門門葉多采用焊接鋼結構。隨著大中型水利工程的興建,高水頭、大尺寸閘門的建造材料已向合金結構鋼、復合材料方向發展,門槽埋設件也將向采用抗沖、耐磨、抗氣蝕方向探索研究和試驗。

  1949年以來,中國在水利工程上采用最多的是平面閘門、弧形閘門和人字閘門,在其尺度(寬度、高度、水頭和總水壓力)方面,已接近或達到瞭先進水平。

  

參考書目

 安徽省水利局勘測設計院編:《水工鋼閘門設計》,水利電力出版社,北京,1983。

 《水電站機電設計手冊》編寫組編:《水電站機電設計手冊》(金屬結構),水利電力出版社,北京,1987。