[发明专利]一种解决弧门超长支臂运输的支臂结构

说明书

本发明公开了一种解决弧门超长支臂运输的支臂结构，包括弧形门叶、上支臂、中支臂、下支臂、裤衩以及支铰装置组成，所述上支臂、中支臂和下支臂与弧形门叶之间均固定设置有对应的门叶连接端板，且上支臂、中支臂和下支臂远离弧形门叶的一端通过支铰装置转动连接，所述上支臂、中支臂和下支臂均包括前段支臂、中段支臂和后段支臂，所述前段支臂、中段支臂以及后段支臂之间均设置有支臂连接端板，所述上支臂、中支臂、下支臂之间通过长竖撑与对应的短竖撑固定连接。本发明支臂通过分段将运输长度减短，大大降低了运输难度，节省投资，在现场通过螺栓连接成整体，且无焊接引起的变形，有利于保证安装精度。

技术领域

本发明涉及水利水电工程金属结构技术领域，尤其是涉及解决弧门超长支臂运输的支臂结构及装置。

背景技术

目前，弧形闸门一般由弧形门叶、支臂、裤衩及支铰组成，支臂通过前端板与主梁螺栓连接，支臂通过现场焊接与裤衩连接成一体。

现有技术中，中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院申请的专利(CN202730721U)公开了一种弧门的主横梁式支臂框架，这种结构在主横梁上设有由两个对称的直角三角形框架组成的支臂框架，支臂框架的尾端与弧门支铰铰接；而且两个对称的直角三角形框架是由两个直支臂、一个“V”型支臂及两个直钩型支臂刚接组成。直钩型支臂及“V”型支臂尖角端与主横梁刚接；“V”型支臂开口端两支脚与两个直钩型支臂在其钩角端头处刚接。该方案通过主横梁与支臂构成两个大三角形结构，增加了结构的稳定性，为闸门的安全运行提供了保障；增加支臂与主横梁的刚接点数，减少主横梁跨中及悬臂段弯矩，进而减少主横梁截面尺寸，节省工程投资。

由西北农林科技大学申请的发明专利(108256240A)公开了一种二分叉树状弧门支臂的设计方法，通过求解二分叉树状支臂树型优化模型；经无量纲化处理；给出树干臂与树枝臂的单位刚度比、两树枝臂间夹角与弧门圆心角之比；树干臂与第一树枝臂的单位刚度比、树干臂与第二树枝臂的单位刚度比均为5.67，树枝臂与第二树枝臂的长度比为1.02；树干臂与第一树枝臂的截面高度比和厚度比为1.805和1.405、树干臂与第二树枝臂的截面高度比和厚度比为1.805和 1.405；此时树状支臂结构整体屈曲荷载为二支臂屈曲荷载的2.50～4.34倍、结构体积率降低37％～53％。该方案结构最轻，整体结构屈曲荷载最大，稳定性最高。

以上现有技术虽然均对弧门支臂进行了一定的改进，但未考虑到以下问题：对于规模不大或运输条件好的水电水利工程，支臂长度通常在交通运输条件限制范围之内，但对于规模较大运输条件差的水电工程，比如某水电站溢洪洞弧形闸门孔口尺寸15m×26m(宽×高)，弧面半径达33m，支臂长度达27m，道路转弯半径不能满足运输长度要求，若采用改进道路方法，则增加投资太多，所以现有技术还是不够完善，有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中弧门支臂超长、运输不便、容易受到运输地形限制的缺点，而提出的一种解决弧门超长支臂运输的支臂结构。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种解决弧门超长支臂运输的支臂结构，包括弧形门叶、上支臂、中支臂、下支臂、裤衩以及支铰装置组成，所述上支臂、中支臂和下支臂与弧形门叶之间均固定设置有对应的门叶连接端板，且上支臂、中支臂和下支臂远离弧形门叶的一端通过支铰装置铰动连接，所述上支臂、中支臂、下支臂之间通过长竖撑与对应的短竖撑固定连接。

优选地，每个所述长竖撑与短竖撑之间均采用螺栓紧固连接。

优选地，所述上支臂、中支臂和下支臂均包括前段支臂、中段支臂和后段支臂，所述中段支臂设置在前段支臂和后段支臂之间，且前段支臂靠近弧形门叶设置，所述前段支臂、中段支臂以及后段支臂之间均设置有支臂连接端板。

优选地，所述前段支臂、中段支臂和后段支臂与短竖撑之间均固定连接有竖撑连接端板。