188宝金博页面版

第 25 卷第 1 期Vol.25 No.1═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═ ═水 利 水 电 科 技 进 展2005 年 2 月Feb. 2005Advances in Science and Technolog═y of Water Resources作者简介： 杨光明 （1966—），男，江西高安人，工程师，从事水工金属结构安全监测工作.新桥船闸闸门支铰连接螺栓断裂分析杨光明1，卜现港1，孙长林2，胡金义2（1 . 水利部水工金属结构安全监测中心，江苏 南京210098； 2. 水利部长江下游水文水资源勘测局，江苏 南京210011）摘要： 针对新桥船闸闸门支铰连接螺栓存在的断裂问题， 结合现场检测结果， 分析了支铰连接螺栓断裂的原因，指出其断裂主要是闸门上、中、下支承铰轴不同心，支铰轴同心度存在较大偏差所造成的；同时，螺栓材质选用不当及螺栓松动亦加速了螺栓的断裂. 进一步分析了闸门在不同支承约束情况下构件应力的分配变化规律，并提出了改进措施和建议.关键词： 船闸；三角形闸门；三支铰；螺栓断裂中图分类号： TV633+.4； TV34文献标识码： A文章编号：1006-7647 （2005）01-0041-04Analysis of pivot bolt breaking for water gate of Xinqiao ship lock//YANG Guang-ming1， BU Xian-gang1， SUN Chang-lin2，HU Jin-yi2（1 . Hydraulic Metal Structure Monitoring Center， Ministry ofWater Resources， Nanjing 210098， China； 2. Hydrologyand Water Resources Surveying Bureau ofDownstream Yangtze River， Nanjing 210011， China）Abstract： In combination with the field investigation， the causes of bolt breaking were analyzed. It is indicated that the bolt breakingis mainly caused by un-concentricity of the three-support pivot， and that the unsuitable materials and the looseness of bolts acceleratethe process of breaking. Furthermore， the regularities of stress distribution in gate components were analyzed under different supportand constraint conditions， and some measures and suggestions for gate improvement were put forward.Key words： ship lock； triangular gate； three-support pivot； bolt breaking船闸往往具有航运、 防洪、 引 水、 排涝和挡潮等多种功能. 船闸工作闸门及启闭机作为船闸的关键设备，其性能直接影响船队的通行和船闸的管理.新桥船闸建成于 1991 年 5 月 ，位于安徽省和县，坐落在连接巢湖与长江的牛屯河上，闸室长 110m，宽13m，闸首宽 8m，上闸首工作闸门尺寸 5.917m× 7.5m（宽 × 高），下闸首工作闸门尺寸 5.917 m × 11 .3 m （宽× 高） . 上、下闸首工作闸门均为三角形钢闸门，焊接桁架结构，闸门面板及梁格支承在以 3 片水平桁架为主体的空间桁架上，桁架焊接在门枢端柱上，门枢端柱通过螺栓与上、 中、 下 3 个门枢支承座相连接，每个支承座又通过支承铰由 2 根支承杆支承在闸墩支承座上，闸墩支承座通过预埋螺栓固定于闸墩上.上、下闸首工作闸门均采用 40 kN 齿条推杆式启闭机操作，启闭机的齿条推杆与上片水平桁架铰接.新桥船闸自 建成后不久， 闸墩支承座的固定螺栓和门枢支承座的连接螺栓即发生多处断裂， 在进行更换处理后，运行中又陆续发生螺栓断裂的情况，致使闸门运行存在着严重的安全隐患， 对船闸防洪和通航构成了极大的威胁. 本文在对新桥船闸工作闸门进行现场检测的基础上， 对其进行了进一步的计算分析，通过研究分析影响螺栓断裂的因素，找出了螺栓断裂的主要原因，并提出改进措施与建议.1检测内容、方法及成果1.1螺栓断裂及材料硬度检测通过检查发现， 螺杆的断裂面平整或半边平整半边凹凸不平，断面外圈平滑，螺杆上没有缩径和剪切痕迹. 说明螺杆首先产生疲劳裂纹，当外力足以拉断螺栓时，螺杆即发生断裂.对螺栓材料 （原材料为 1 Cr13 不锈钢）进行硬度检测，得到其硬度值在 HB 160 ～ 340 之间， 螺栓材料硬度值偏大且较离散， 表明螺栓韧性和冷变形能力较差并且螺栓材质性能不稳定.1.2变形检测用全站仪对门体竖向位移和支承铰轴心的相对偏差进行测量. 测量轴心相对偏差时，选择一固定点为坐标原点，以平行闸室指向下游的轴线为 x 轴正向，测出上、中、下桁架支承铰轴心的坐标，即可计算出轴心的相对偏差；连结上、下支承铰轴心的直线与过中支承铰轴心的水平面相交于点 c， 则中支承铰轴心与点 c 的距离即为中支承铰轴心与上、 下支承?14?水利水电科技进展，2005，25 （1）Tel：025-83786335E-mail： jz@ hhu . edu . cnhttp： //kkb . hhu . edu . cn