一、工程概况
威海南海新区香水河挡潮闸工程,是香水河下游河段的拦蓄工程,设计等别为Ⅱ等,工程规模为大(Ⅱ)型,设计最大过闸流量4961m³/s,主要建筑物级别为Ⅱ级。挡潮闸总宽463m,总净宽为364m,14孔,单孔净宽26m。工作闸门采用26.0×4.5—3.97/2.6m(宽×高—水头)露顶式双拱曲面钢闸门,共14扇;闸门门体材质采用Q355B,滑块支承,止水为双P型橡塑复合水封;2×800 kN液压启闭机启闭。闸门预埋件的主轨、底轨及反轨均为铸件,材料为耐蚀合金铸铁。
二、技术特点
1.基于水工钢闸门的受载特点和桁架结构的形体优化,提出了大跨度双拱曲面和单拱曲面两种闸门新结构,实现了力学理论模型主应力迹线与实际结构形状的统一,获得国家发明专利3项。
2.综合研究闸门结构特性、拱桁架不同截面的组合及优化多项技术,成功解决了闸门结构与双拱结构的契合难题,闸门的面板、水平次梁、主横梁、纵梁和端柱构成了完整的橄榄状双拱自平衡承载体系,挡水功能与承载体系浑然一体,极大地提高了材料利用率。
3.利用空间有限元分析方法,首次深入研究了大跨度双拱板桁曲面闸门及双拱管桁曲面闸门的应力、变形、自由振动和整体稳定特点,其成果为该类闸门的结构设计和应用提供了理论基础。结果表明,双拱曲面结构使得闸门跨中应力峰值有效减小,应力分布均匀;闸门刚度增大,各工况荷载作用下的结构变形减小;结构应力和刚度没有明显较弱部位;在大、中跨度方面显示出较大的优势,节省闸门用钢量。
(双拱曲面闸门三维结构)
4.威海市南海新区香水河挡潮闸工程大跨度双拱曲面钢闸门,为国内首次采用的、最大跨度的直升式拱形闸门;同时作为水利部“露顶式大跨度双曲拱闸门新技术推广应用”项目进行技术示范(项目编号SF-201728)。水利部水工金属结构质量检验测试中心进行了几何尺寸检测和应力、应变原型观测,结果表明该闸门制作质量合格,闸门结构安全可靠,应力和应变符合性良好。
5.2018年6月下闸蓄水以来,闸门运行状况良好。
6.2022年10月,“新型大跨度拱形闸门技术研究与应用”获得齐鲁水利科技进步一等奖,并获得3项发明专利。