DB34/T 3566-2019 底轴驱动翻板钢闸门设计规范

ICS27.140

P55

DB34

安徽省地方标准

DB34/T3566—2019

底轴驱动翻板钢闸门设计规范

Designspecificationforbottomroller-drivingflapsteelgate

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2019-12-25发布2020-01-25实施

安徽省市场监督管理局发布

DB34/T3566—2019

目次

前言...............................................................................III

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................2

4闸门和启闭机布置..................................................................4

4.1一般规定......................................................................4

4.2闸门布置......................................................................4

4.3启闭机布置....................................................................4

5荷载..............................................................................5

6材料及容许应力....................................................................6

6.1材料..........................................................................6

6.2容许应力......................................................................7

7门叶设计.........................................................................11

7.1结构布置.....................................................................11

7.2结构计算.....................................................................11

7.3破水器.......................................................................12

7.4导水板.......................................................................12

8底轴及支铰装置设计...............................................................12

8.1底轴.........................................................................13

8.2支铰装置.....................................................................13

9拐臂及锁定装置设计...............................................................13

9.1拐臂.........................................................................13

9.2锁定装置.....................................................................13

10止水装置设计....................................................................14

10.1底止水和侧止水..............................................................14

10.2穿墙套管止水装置............................................................14

11埋件设计........................................................................15

12通气孔设计......................................................................15

12.1通气孔布置..................................................................15

12.2通气孔面积计算..............................................................16

13启闭力计算......................................................................16

13.1一般规定....................................................................16

I

DB34/T3566—2019

13.2闸门启闭力计算方法...........................................................16

13.3启闭力各荷载计算.............................................................18

14防淤积设计.......................................................................23

14.1冲淤装置布置原则.............................................................23

14.2冲淤装置设计.................................................................23

附录A（资料性附录）闸门荷载计算的主要公式..........................................24

附录B（资料性附录）闸门橡胶水封定型尺寸及性能......................................26

附录C（资料性附录）支承材料性能表.................................................29

附录D（规范性附录）受弯构件的局部稳定计算..........................................31

附录E（规范性附录）面板验算公式及图表.............................................35

附录F（规范性附录）底轴的计算.....................................................40

附录G（规范性附录）圆柱销抗剪计算.................................................46

附录H（资料性附录）水流过闸液面衰减系数............................................47

附录I（资料性附录）摩擦系数.......................................................48

附录J（资料性附录）冲淤装置布置...................................................49

II

DB34/T3566—2019

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由安徽省水利厅提出并归口。

本标准起草单位：安徽省水利规划办公室、上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司、南京水

利科学研究院、河海大学、安徽省引江济淮集团有限公司。

本标准主要起草人：邱玉怀、贺四友、汪金霞、董家、许晓彤、石卫东、朱群、余百友、陈仁连、

严根华、胡友安、卫晓贤、邢勇志、张凯、闫彭彭、赵建平、侍贤瑞、朱春玥、孙云茜。

III

DB34/T3566—2019

底轴驱动翻板钢闸门设计规范

1范围

本标准规定了底轴驱动翻板钢闸门的术语和定义、闸门和启闭机布置、荷载、材料及容许应力、门

叶设计、底轴及支铰装置设计、拐臂及锁定装置设计、止水装置设计、埋件设计、通气孔设计、启闭力

计算、防淤积设计等。

本标准适用于水利水电工程。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T699优质碳素结构钢

GB/T700碳素结构钢

GB/T713锅炉和压力容器用钢板

GB/T714桥梁用结构钢

GB/T983不锈钢焊条

GB/T1176铸造铜及铜合金

GB/T1228钢结构用高强度大六角头螺栓

GB/T1229钢结构用高强度大六角螺母

GB/T1230钢结构用高强度垫圈

GB/T1231钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件

GB/T1591低合金高强度结构钢

GB/T2411塑料和硬橡胶使用硬度计测定压痕硬度（邵氏硬度）

GB/T3077合金结构钢

GB/T3280不锈钢冷轧钢板和钢带

GB/T3398.1塑料硬度测定第1部分：球压痕法

GB/T3632钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副

GB/T4237不锈钢热轧钢板和钢带

GB/T5117非合金钢及细晶粒钢焊条

GB/T5118热强钢焊条

GB/T9439灰铸铁件

GB/T11352一般工程用铸造碳钢件

GB/T14173水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范

GB/T23894滑动轴承铜合金镶嵌固体润滑轴承

GB50017钢结构设计标准

GB50736民用建筑供暖通风与空气调节设计规范

GB51247水工建筑物抗震设计标准

1

DB34/T3566—2019

JB/T6402大型低合金钢铸件技术条件

SL74水利水电工程钢闸门设计规范

SL105水工金属结构防腐蚀规范

SL191水工混凝土结构设计规范

SL252水利水电工程等级划分及洪水标准

SL/T744水工建筑物荷载设计规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

底轴驱动翻板钢闸门bottomroller-drivingflapsteelgate

底轴驱动翻板钢闸门由门叶、底轴、支铰装置、止水装置、拐臂、锁定装置、启闭机、搁门器等组

成。该门型主要适用于较大跨度、较低水头水闸，且具备动水启闭功能的工作闸门。

注：闸门由启闭机通过拐臂驱动底轴，使固接在底轴上的闸门门叶绕水平轴线旋转。当门叶关闭时，封闭闸孔挡水；

当门叶倾斜时，水流从门顶下泄，并可通过启闭机制动来控泄流量；当门叶平卧时，敞开闸孔泄水。

3.2

门叶gateleaf

闸门上用于关闭挡水的结构部件。

3.3

导水板diversionplate

门叶顶部设置的斜向导板，用于将门顶漫溢水流抛出，避免水流直接冲击底轴及支铰装置。

3.4

破水器angle/cornerdeflector

门叶顶部设置的角形分流板，用于破坏门顶漫溢水舌可能在门后产生的负压空腔。

3.5

底轴bottomroller

支承并传递作用在门叶上的水压力荷载，控制并约束门叶运动方位的主轴。

3.6

支铰装置trunnion

支承并传递作用在底轴上的荷载，控制并约束底轴的运动方向和变形的装置。支铰分为启闭机机房

内支铰（又称内支铰）和启闭机机房外支铰（又称外支铰）。

2

DB34/T3566—2019

3.7

拐臂crankarm

利用杠杆原理转动底轴的传力构件。

3.8

锁定装置lockupdevice

将闸门门叶固定于闸室内某一位置的装置。

3.9

止水装置waterseal

闸门关闭挡水时阻止门叶周边间隙漏水的装置，包括底止水、侧止水及穿墙套管止水。

3.10

穿墙套管装置wallbushingdevice

活动底轴在水下穿越启闭机机房闸室墙的密封装置。

3.11

支承埋件supportembeddedparts

将支铰装置、锁定装置上的荷载传递至钢筋混凝土基础上的预埋构件。

3.12

止水埋件water-sealembeddedparts

与闸门止水装置相对应的止水座面的预埋构件。

3.13

穿墙套管埋件wallbushingembeddedparts

将穿墙套管固定在机房闸室墙上的预埋构件。

3.14

通气孔venthole

为防止闸门顶部泄水在闸门后空腔形成负压，而在闸门后侧墙上布置的与大气连通的通气管道。

3.15

启闭机hoist

用于开启、关闭闸门的专用启闭设备。

3.16

搁门器barrel

3

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闸门卧倒时，为防止闸门悬臂段弯曲变形而设置的墩台。

4闸门和启闭机布置

4.1一般规定

4.1.1闸门应布置在水流较平顺的部位，不应出现以下情况：

a)门前横向流和漩涡；

b)门后回流。

4.1.2闸门设计资料应包括：

a)工程任务和水工建筑物的布置；

b)工程对闸门运行的要求；

c)闸门在水工建筑物中的位置、孔口尺寸、上下游水位、操作水头和门后水流流态；

d)闸门的水力设计和运用条件；

e)水文、泥沙、水质、冰情、漂浮物和气象等方面的情况；

f)制造、运输、安装、维修和材料供应等条件；

g)地震及其他特殊要求。

4.1.3为便于制造、运输和安装，设计时应注意以下因素：

a)考虑制造、安装的具体条件；

b)运输单元应具有必要的刚度，外形尺寸和重量应满足运输的要求；

c)应尽量减少零部件、构件的品种规格，并采用标准化、定型化的零部件；

d)结构件的连接宜采用焊接，且应尽量减少现场焊接工作量。

4.1.4闸门不应承受冰的静压力。

4.1.5大型闸门宜设置应力、变形、振动等在线监测装置。

4.2闸门布置

4.2.1闸门关闭挡水状态下，门顶漫溢水舌厚度一般不宜超过0.3m，最大不应超过0.5m。

4.2.2闸门卧倒时，门体轮廓线不应高出闸室底板顶而影响闸室过流断面。

4.2.3闸门的孔数应根据闸的地基条件、运用要求等因素，综合分析确定，对于多孔宜选择奇数孔。

4.2.4闸门上游侧宜根据河道推移质来量设置相应高度的拦沙坎，防止泥沙在门前堆积而影响闸门的

正常运行。

4.2.5为满足闸门检修需要，必要时可在闸门上下游设置检修闸门。

4.2.6经常性漫溢过水的闸门，应考虑门顶下泄水流对门后水工结构的影响。

4.2.7闸室底板与消力池可为整体结构。闸室底板与消力池分缝时，分缝应根据泄流水舌轨迹线变化，

布置在射流外缘线下游。

4.2.8对于上游漂浮物来量较大的工程，可在闸室上游设置拦污设施。

4.3启闭机布置

4.3.1启闭机型式宜根据闸门尺寸、运行条件以及防洪泄水等因素确定。大型闸门宜选用双拐臂驱动

液压启闭机；中、小型闸门可选用其它能提供推、拉力的双拐臂驱动启闭机，小型闸门也可选用单拐臂

驱动启闭机。

4.3.2多孔闸门宜在启闭机房与各闸室之间布置地下管廊，以满足运行、维修及安全的要求。

4.3.3地下管廊断面尺寸，除应满足设备及管线的布置外，还应满足巡查和检修要求。

4

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4.3.4地下管廊应设置排水沟、集水井和排水泵，当集水井水位升至设定值时，水泵应自行启动排水。

4.3.5具有防洪、泄水功能的闸门，启闭机应设置备用电源。

4.3.6具有紧急防洪、泄水任务的水闸，液压启闭机在失电情况下，应能自动卸荷，并使闸门平稳下

卧；其他型式启闭机应配备相应的应急动力装置。

5荷载

5.1作用在闸门上的荷载可分为基本荷载和特殊荷载两类。

a)基本荷载主要有下列各项：

——自重；

——设计水头下的静水压力；

——设计水头下的动水压力；

——水舌空腔脉动压力；

——门顶水舌动水压力；

——设计水头下的波浪压力；

——淤沙压力；

——风压力；

——设计水头下的启闭力；

——其它出现机会较多的荷载（如基础沉降引起的底轴与支座的挤压力等）。

b)特殊荷载主要有下列各项：

——校核水头下的静水压力；

——校核水头下的动水压力；

——校核水头下的水舌空腔脉动压力；

——校核水头下的门顶水舌动水压力；

——校核水头下的波浪压力；

——风压力；

——冰、漂浮物和推移质的撞击力；

——校核水头下的启闭力；

——地震荷载；

——其它出现机会很少的荷载。

5.2有控泄要求、经常局部开启的闸门，设计时应考虑闸门各部件承受不同程度的动力荷载，并将作

用在闸门不同部件上的静荷载分别乘以不同的动力系数来考虑。动力系数值宜采取1.0～1.2。

——大型工程中水流条件复杂的重要闸门，其动力系数宜通过试验作专项研究。

——当进行闸门刚度验算时，不应考虑动力系数。

5.3设计闸门时，应将可能同时作用的各种荷载进行组合。荷载组合分为基本组合和特殊组合两类。

基本组合由基本荷载组成，特殊组合由基本荷载和一种或几种特殊荷载组成，荷载组合应按表1采用。

5

DB34/T3566—2019

表1荷载组合表

荷载

荷载计算水舌空门顶水风启撞其它出现机其他出现

静水动水波浪淤沙地震说明

组合情况自重腔脉动舌动水压闭击会较多的荷机会很少

压力压力压力压力荷载

压力压力力力力载荷载

设计按设计水

基本

水头√√√√√√√√√√头组合计

组合

情况算

校核按校核水

水头√√√√√√√√√√√头组合计

特殊情况算

组合按设计水

地震

√√√√√√√√√头组合计

情况

算

注：√表示采用

5.4作用在闸门上的荷载，按13章及附录A的规定计算。

6材料及容许应力

6.1材料

6.1.1闸门结构的钢材应根据闸门的性质、操作条件、连接方式、工作温度等不同情况选择其钢号和

材质，其质量标准应分别符合GB/T700、GB/T713、GB/T714、GB/T1591的规定，并根据不同的情

况按表2选用。

表2闸门及埋件常用钢号

工作温度t

项次使用条件钢号

(℃)

大型工程的工作闸门、局部开启的工t＞0Q235B、Q355B、Q390B、Q420B

1

作闸门-20＜t≤0Q235C、Q355C、Q390C、Q420C、Q460C

闸门部分

中、小型工程不作局部开启的工作闸t＞0Q235B、Q355B

2

门-20＜t≤0Q235C、Q355C

3主要受力埋件--Q235B、Q355B

埋件部分

4按构造要求选择的埋件--Q235A、Q235B

注1：当有可靠根据时，可采用其他钢号。

注2：非焊接结构的钢号，可参照本表选用。

注3：大型工程指Ⅰ等、Ⅱ等工程；中型工程指Ⅲ等工程；小型工程指Ⅳ等、Ⅴ等工程；工程等级按SL252的规

定执行。

注4：工作温度采用现行国家标准GB50736中所列“累年最冷月平均温度”。

6

DB34/T3566—2019

6.1.2闸门承载结构的钢材应保证其抗拉强度、屈服强度、伸长率和硫、磷的含量符合要求，对焊接

结构尚应保证碳的含量符合要求。

a)主要受力结构和弯曲成形部分钢材应具有冷弯试验的合格保证。

b)承受动载的焊接结构钢材应具有相应计算温度冲击试验的合格保证。

c)承受动载的非焊接结构，必要时，其钢材也应具有冲击试验的合格保证。

6.1.3闸门支承结构的铸钢件可采用GB/T11352的规定的ZG230—450、ZG270—500、ZG310—570、

ZG340—640等铸钢，也可采用JB/T6402规定的ZG50Mn2、ZG35Cr1Mo、ZG34Cr2Ni2Mo等合金铸钢。

6.1.4闸门所采用的铸铁件应符合GB/T9439规定的各项要求。

6.1.5闸门的连接轴、支铰和其它轴可采用GB/T699规定的35号、45号钢，也可采用GB/T3077规

定的40Cr、42CrMo合金结构钢。大中型闸门底轴宜采用Q355B、Q355C无缝钢管或焊接钢管，小型闸门

可采用Q235B、Q235C无缝钢管或焊接钢管。

6.1.6闸门止水座面采用的不锈钢宜采用GB/T4237规定的12Cr18Ni9或12Cr18Ni9Si3不锈钢。闸门

结构如选用不锈钢或不锈钢复合板时，宜选用GB/T3280规定的06Cr19Ni10、022Cr19Ni10、

022Cr19Ni5Mo3Si2N、022Cr22Ni5Mo3N不锈钢。

6.1.7闸门的止水材料可根据运行条件采用橡胶水封或橡塑复合水封，其性能指标应符合附录B的规

定。

6.1.8闸门支承和零件所采用的铜合金，其性能应符合GB/T1176规定的各项要求。支铰轴承采用增

强聚四氟乙烯材料、钢基铜塑复合材料、铜基镶嵌固体润滑材料等，其性能应符合附录C的规定。

6.1.9焊条、焊丝应符合GB/T983、GB/T5117、GB/T5118规定。

6.1.10焊接材料应采用与母材金属强度相适应的焊丝和焊剂。

6.1.11钢筋（锚杆）或锚板的材料可采用GB/T700规定的Q235钢、GB/T1591规定的Q355钢。

6.1.12高强度螺栓连接副应符合GB/T1228、GB/T1229、GB/T1230、GB/T1231、GB/T3632的规

定。

6.1.13埋设件二期混凝土的强度等级可采用SL191规定的C25～C40，同时应根据运行条件与地区温

度提出抗渗和抗冻等级的要求。

6.1.14闸门防腐蚀涂装材料应根据工作环境、环保要求、工作年限、使用工况选用，并符合SL105

规定。

6.2容许应力

6.2.1钢材的容许应力应根据表3的尺寸分组，应按表4采用。连接材料的容许应力应按表5、表6

采用。

表3钢材尺寸分组

单位：mm

钢材厚度和直径

组别

Q235Q355、Q390、Q420、Q460

第1组≤16≤16

第2组＞16～40＞16～40

第3组＞40～60＞40～63

第4组＞60～100＞63～80

第5组＞100～150＞80～100

第6组＞150～200＞100～150

7

DB34/T3566—2019

表4钢材容许应力

单位：N/mm2

碳素结构钢低合金结构钢

Q235Q355Q390Q420Q460

应力

符号第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第

种类

123456123456123456123456123456

组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组

抗拉、

抗压

[σ]160150145145130125230225220215210195245240235225225215260260250245245235285280275265265255

和抗

弯

抗剪[τ]959085857575135135130125125115145140140135135125155155150145145140170165165155155150

局部

[σcd]240225215215195185345335330320315290365360350335320315390390375365365350425420410395395380

承压

局部

紧接[σcj]1201101101109595170165165160155145180180175165160155195195185180180175210210205195195190

承压

注1：局部承压应力不乘调整系数。

注2：局部承压是指构件腹板的小部分表面受局部荷载的挤压或端面承压（磨平顶紧）等情况。

注3：局部紧接承压是指可动性小的铰在接触面的投影平面上的压应力。

表5焊缝容许应力

单位：N/mm2

焊应Q235Q355Q390Q420Q460

缝力符第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第

分种号1234123456123456123456123456

类类组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组

h

160150145145230225220215210195245240235225225215260260250245245235285280275265265255

抗压[]c

抗

拉，

h160150145145230225220215210195245240235225225215260260250245245235285280275265265255

对一、[]l

接二类

焊缝

焊

抗

缝拉，

h135125120120180180175170165155195190185180180170200200200195195185225220220210210200

[]l

三类

焊缝

抗剪[]h95908585135135130125125115145140140135135125155155150145145140170165165155155150

抗

角

拉、

h

110105100100160155150150145135170165160155155150180180175170170160195195190185185175

焊抗压[]l

缝和抗

剪

注1：焊缝分类符合GB/T14173的规定。

注2：仰焊焊缝的容许应力按本表降低20％。

注3：安装焊缝的容许应力按本表降低10％。

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