DB13∕T 2802-2018 水利工程铸铁闸门技术规范(河北省).pdf
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1、ICS 27.140 P 55 DB13 河北省地方标准 DB 13/T 28022018 水利工程铸铁闸门技术规范 Technical specification for cast iron gate of water conservancy project 2018 - 06 - 29 发布 2018 - 07 - 01 实施 河北省质量技术监督局 发 布 DB13/T 28022018 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 一般规定 . 2 5 规格型号 . 2 6 设计 . 5 7 制造 . 13 8 安装 . 14 9
2、检验 . 15 10 验收 . 18 附录 A(规范性附录) 铸铁闸门制造质量验收评定表的式样 . 20 附录 B(规范性附录) 铸铁闸门出厂联合验收记录表的式样 . 21 附录 C(规范性附录) 铸铁闸门单元工程安装质量验收评定表的式样 . 22 附录 D(规范性附录) 铸铁闸门单元工程安装质量联合验收签证表的式样 . 23 DB13/T 28022018 II 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准由河北省水利厅提出并归口。 本标准起草单位:沧州市水利工程质量监督站、黄骅市五一机械有限公司、沧州水利勘测设计院、沧州水利工程处、沧州昊海水利工程质量检测有限公司。
3、 本标准主要起草人:修海臣、王彩玲、刘兴旺、郑英国、段连强、倪世江、孙月娟、刘生伟、冯宝才、李桂波、李自信、李寿海、薛宝东、张传海、关衡。DB13/T 28022018 1 水利工程铸铁闸门技术规范 1 范围 本标准规定了水利工程铸铁闸门设计、制造、安装和验收的技术要求。 本标准适用于河北省行政区域内水利工程铸铁闸门的质量管理。 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/T 700 碳素结构钢 GB/T 1176 铸造铜及铜合金 GB/T 1184 形状
4、和位置公差 未注公差值 GB/T 1220 不锈钢棒 GB/T 1348 球墨铸铁件 GB/T 6414 铸件 尺寸公差、几何公差与机械加工余量 GB/T 8923.1 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 GB/T 9439 灰铸铁件 GB/T 13306 标牌 SL 105 水工金属结构防腐蚀规范 SL 223 水利水电建设工程验收规范 SL 582 水工金属结构制造安装质量检验通则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 铸铁闸门 casting iron gate 设置在水工建筑物的过流孔口,材质为铸铁的闸门。 3.2 门板 faceplate 面板和梁格组成的板
5、肋结构。 3.3 门框和导轨 gate frame and gate guide 门板的槽形导向体。 DB13/T 28022018 2 3.4 止水密封条 watertight seal 镶嵌在门板和门框相应位置,用于阻止渗漏的条状密封体。 3.5 墙式(附壁式)安装 wall-attached installation 门框直接与闸孔孔口处埋件连接的安装方式。 3.6 墙管式(法兰式)安装 flanged pipe installation 门框与管口采用法兰连接的安装方式。 3.7 明杆式结构 rising stem structure 起重螺杆与门板同步升降的启闭系统。 3.8 暗杆式
6、结构 non-rising stem structure 位于门板上的吊块螺母沿螺杆轴向运动的启闭系统。 4 一般规定 4.1 闸门的选型和规格应符合本标准的要求。 4.2 闸门制造所用主要材料应符合相应的国家标准或行业标准的规定,并有质量合格证明书。 4.3 对没有质量合格证书的其它材料,应提供力学和化学成分实验报告,并符合设计要求。 4.4 闸门应经验收合格后投入使用。 4.5 闸门设计、制造、安装及验收除应符合本标准的规定外,尚应符合相关现行标准的规定。 5 规格型号 5.1 闸门形式 闸门形式分为矩形闸门和圆形闸门。明杆、墙式矩形闸门如图1,暗杆、墙管式圆形闸门如图2。 DB13/T
7、28022018 3 说明: 1门框和导轨; 2楔紧装置; 3起重螺杆; 4门板; 5止水密封条; 6吊耳; 7条状钢板埋件; 8二期混凝土。 图 1 明杆、墙式矩形闸门 DB13/T 28022018 4 说明: 1门框和导轨; 2楔紧装置; 3起重螺杆; 4门板; 5止水密封条; 6吊块螺母匣; 7二期混凝土。 图 2 暗杆、墙管式圆形闸门 5.2 闸门规格 5.2.1 矩形 矩形闸门推荐规格见表1。 表1 矩形闸门推荐规格 单位为m 规格 规格 规格 规格 孔口宽 孔口高 孔口宽 孔口高 孔口宽 孔口高 孔口宽 孔口高 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.4 0.5 0.5 0.
8、5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.7 0.6 0.8 0.6 1.2 0.7 0.7 0.8 0.7 0.8 0.8 0.8 1.0 0.8 1.2 0.9 0.9 1.0 0.8 1.0 1.0 1.0 1.2 1.0 1.5 1.2 0.8 1.2 1.2 1.4 1.2 1.4 1.4 1.5 1.0 1.5 1.2 1.5 1.5 1.5 1.8 1.5 2.0 1.6 1.6 1.8 1.8 2.0 1.5 2.0 1.8 2.0 2.0 2.0 2.5 2.5 1.5 2.5 2.0 2.5 2.5 3.0 1.5 3.0 2.0 3.0 2.5 3.0 2.8 3.0 3.
9、0 3.0 3.5 4.0 2.5 4.0 4.0 5.0 3.0 5.0 4.0 5.0 5.0 5.0 6.0 5.2.2 圆形(直径 D,mm) 300,400,500,600,800,1000,1200,1400,1500,2000,2500,3000。 5.3 产品标记 DB13/T 28022018 5 5.3.1 产品标记方式如图 3。 说明: 1SPGZ(平面拱形铸铁闸门,无 S 为单向止水,有 S 为双向止水) ; 2螺杆形式:无(明杆) ,A(暗杆) ; 3闸门形式:无(矩形) ,Y(圆形) ; 4孔口尺寸: (宽高,或边长,或直径) ; 5设计水头: (单位:m) 。 图
10、 3 产品标记方式 5.3.2 标记示例。 PGZ-1.01.5-4:孔口宽1.0m,高1.5m,设计水头4.0m,平面拱形铸铁闸门; PGZAY-1.5-6:孔口直径1.5m,设计水头6.0m,暗杆圆形平面拱形铸铁闸门; SPGZ-1.01.5-6/4:孔口宽1.0m,高1.5m,正向设计水头6.0m,反向设计水头4.0m,双向止水平面拱形铸铁闸门。 6 设计 6.1 一般规定 6.1.1 渠系涵闸、排灌泵站等建筑物的小型闸门,孔口尺寸较小的水库涵洞闸门,宜采用铸铁闸门。 6.1.2 铸铁闸门宜采用平面拱形结构闸门,拱面为迎水面;对于孔口尺寸小于 1.5m1.5m 的小型闸门也可采用平面平板
11、结构闸门,筋格面为迎水面。 6.1.3 工作水头、孔口尺寸均较小的铸铁闸门,门板、门框和导轨材料宜采用 HT200、HT250 等灰铸铁。工作水头、孔口尺寸均较大的铸铁闸门,门框和导轨材料宜采用 QT400、QT450 等球墨铸铁,门板采用 Q235 或 Q345 组焊,也可采用球墨铸铁,如采用组焊门板止水面应增设耐腐蚀材料。 6.1.4 海水、污水环境下的铸铁闸门,门板、门框和导轨材料宜采用 STNi2Cr、STNi2CrCuRE 耐锈蚀铸铁。 6.2 荷载 6.2.1 闸门设计荷载应按最大工作水头计算, 如有双向挡水要求, 应分别考虑正、 反向最大工作水头。有检修工况时,应考虑检修水位。
12、6.2.2 闸门经常在较高水位动水操作或经常局部开启时, 设计荷载应考虑动力系数, 动力系数一般取1.11.2。 6.3 材料及容许应力 6.3.1 闸门所使用的主要材料应符合表 2 的规定。 1 2 3 4 5 DB13/T 28022018 6 表 2 闸门主要材料与标准 部件名称 材料 材料标准 门板、门框和导轨,楔块,吊耳 HT200,HT250,QT400,QT450,Q235, Q345,STNi2Cr,STNi2CrCuRE GB/T 9439 GB/T 1348 止水密封条,吊块螺母 1Cr13,ZCuSn5Pb5Zn5, 工程塑料合金 GB/T 1176 GB/T 1220
13、螺栓,螺钉,螺母 1Cr13 或 Q235 GB/T 1220 条状钢板埋件,地脚螺栓 Q235 GB/T 700 6.3.2 铸件材料性能应符合表 3 规定。 表 3 铸件材料性能 铸件类别 弹性模量 E,MPa 剪切模量 G,MPa 线胀系数 ,K-1 灰铸铁 1.35105 0.4105 1.010-5 球墨铸铁 1.45105 0.7105 1.210-5 6.3.3 容许应力 6.3.3.1 铸件容许应力应符合表 4 规定。 表 4 铸件容许应力 单位为 MPa 应力种类 符号 铸件牌号 HT200 HT250 QT400 QT450 轴心抗压和弯曲抗压 110 140 210 25
14、0 抗拉 w 30 35 95 115 抗剪 20 30 70 85 局部承压 cd 120 140 140 170 局部紧接承压 cj 40 50 75 90 6.3.3.2 止水密封条容许应力,应符合表 5 规定。 DB13/T 28022018 7 表5 止水密封条容许应力 单位为MPa 止水密封条材料 符号 轴心抗压和弯曲抗压 ZCuSn5Pb5Zn5 a 40 工程塑料合金 a 40 6.3.3.3 钢材的容许应力应根据表 6 分组,符合表 7 规定,连接材料的容许应力符合表 8 规定。 表 6 钢材的尺寸分组 组别 钢材尺寸(mm) Q235 Q345 钢材厚度(直径) 型钢和异型
15、钢的厚度 钢材厚度(直径) 第 1 组 16 15 16 第 2 组 1640 1520 1625 第 3 组 4060 20 2536 第 4 组 60100 3650 第 5 组 100150 50100 方、圆钢 第 6 组 150 注:1.型钢包括角钢、工字钢和槽钢; 2.工字钢和槽钢的厚度系指腹板厚度。 (表注应置于表中) 。 表 7 钢材的容许应力 单位为 MPa 钢材 抗拉、 抗压和抗弯 抗剪 局部承压 cd 局部紧接承压 cj 钢种 钢号 组别 碳 素 结 构 钢 Q235 第 1 组 160 95 240 120 第 2 组 150 90 230 115 第 3 组 145
16、85 220 110 第 4 组 135 80 210 105 第 5 组 130 75 200 100 第 6 组 125 70 190 95 低合金结构钢 Q345 第 1 组 230 135 350 175 第 2 组 220 130 330 165 第 3 组 205 120 310 155 第 4 组 190 110 290 145 第 5 组 180 105 270 135 注:1.局部承压应力不乘调整系数; 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; 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。 DB13/T 280220
17、18 8 表 8 焊缝的容许应力 单位为 MPa 焊接方法和焊条型号 构件钢材 对接焊缝 贴角焊缝 钢号 组别 抗压 hc 抗拉 hi 抗压 h 抗拉、 抗压、 抗剪 hi 1.当用自动焊时 1.当用半自动焊或手工焊时,焊缝质量的检查行为 (1)精确方法 (2)普通方法 自动焊、半自动焊和用E43XX 型焊条的手工焊 Q235 第1组 160 160 160 135 95 115 第2组 150 150 150 120 90 105 第3组 145 145 145 115 85 100 自动焊、半自动焊和用E50XX 型焊条的手工焊 Q345 第1组 230 230 230 200 135 1
18、60 第2组 220 220 220 190 130 150 第3组 205 205 205 175 120 140 第4组 190 190 190 165 110 130 注:1.检查焊缝质量的普通方法系指外观检查、测量尺寸、钻孔检查等方法;精确方法是在普通方法的基础上,用“X”射线、超声波等方法进行补充检查; 2.仰焊焊缝的容许应力按上表降低 20%; 3.安装焊缝的容许应力按上表降低 10%。 6.4 结构设计及计算 6.4.1 门板设计 6.4.1.1 闸门门板含面板和梁格。 6.4.1.2 闸孔尺寸在 2.5m 以下时,门板应整体铸造,闸孔尺寸在 2.5m(含 2.5m)以上可以设计
19、成组装式,门板节间止水面处错位量不大于 0.1mm。根据孔口尺寸和工况要求确定是否设置加强肋。当孔口尺寸(短边或直径)在 400mm 及以上时宜设置加强肋。 6.4.1.3 门板按设计水头设计,其拉伸、压缩和剪切强度应满足容许应力要求;挠度应不大于构件计算跨度的 1/1500。 6.4.2 面板厚度计算 6.4.2.1 面板初选厚度按四边固定的弹性薄板承受均布荷载计算,其计算见公式(1): DB13/T 28022018 9 wmmyK qaC(1) 式中: 面板初选的厚度(mm); a、b面板计算区格的短边和长边长度(mm); 弹塑性调整系数,取 =1.0; q面板计算区格中心的水压强度(M
20、Pa); w铸件的弯曲抗拉容许应力; Ky支承板长边中点弯曲应力系数,取Ky=0.3080.5; C锈蚀裕量(mm),取C=2.0。 6.4.2.2 所取铸件面板最小厚度应满足表 9 中规定。 表9 铸件面板厚度最小值 单位为mm 孔口宽度 面板厚度 水头 4.0m 及以下 水头 4.0m 以上 1000 7 10 10002000 9 12 20003000 10 13 30004000 13 16 40005000 14 18 6.4.2.3 为确保门板的强度、刚度要求,门板拱高不应小于表 10 中规定。 表 10 门板拱高 闸门水头 m 门板拱高 水头 4.0m 及以下 1/10 孔口宽
21、 水头 4.0m 以上 1/8 孔口宽 6.4.3 梁格设计 6.4.3.1 梁格由横肋和纵肋组成,横肋、纵肋等高且与面板整体铸造。 6.4.3.2 工作水头、 孔口尺寸均较大时, 梁格宜采用变截面梁。 横肋应验算其正应力、 剪应力和挠度,纵肋应按构造要求布置。 当有双向挡水要求时, 应按照铸件容许应力分别验算横肋的抗压和抗拉应力。 6.4.3.3 梁格计算时,应考虑面板参与横肋翼缘工作,其有效宽度取相邻横肋中心距。 6.4.4 门框设计 DB13/T 28022018 10 6.4.4.1 门框宜整体铸造,规格大于 1.5m1.5m 可采取组装式门框。 6.4.4.2 门框的厚度应在计算厚度
22、上增加 2mm 的锈蚀裕量。 6.4.4.3 门框截面几何尺寸不应小于图 4、图 5 中尺寸。 单位为 mm 孔口宽度 a b c d e f g 1.4m2.0m 95 16 11 95 40 12 5 2.0m3.0m 110 20 12 105 40 14 8 3.0m4.0m 133 24 13 120 50 14 8 4.0m 200 26 14 180 55 14 8 图 4 单向止水闸门门框截面尺寸 DB13/T 28022018 11 单位为 mm 孔口宽度 A B D E F G H 1.3m 120 95 - - 31 50 81 1.4m4.0m 120 148 16 1
23、6 46 60 90 4.0m5.0m 120 171 18 18 46 75 90 5.0m 140 191 20 20 46 75 90 图 5 双向止水闸门门框截面尺寸 6.4.4.4 双向止水闸门门框应采用弹性橡胶条与硬止水条相结合的结构形式。 弹性橡胶条的预压缩量不小于 3mm,硬度(邵氏 A)小于 50,天然胶含量大于等于 75%。 6.4.5 导轨设计 6.4.5.1 按最大工作水头验算导轨的抗压强度。 6.4.5.2 闸门在全开位置时,导轨的顶端应高于门板的中心。 6.4.5.3 导轨可用螺栓与门框相接,或与门框整体铸造。 6.4.6 止水密封条设计 6.4.6.1 闸门宜设置
24、止水密封条。 6.4.6.2 止水密封条分别设置于门框和门板的相应位置,用沉头螺钉固定。在闸门启闭过程中,不能变形和松动。 6.4.6.3 止水密封条工作表面应无划痕、裂缝和气孔等缺陷。 6.4.6.4 止水密封条尺寸应符合表 11 的规定。 表 11 止水密封条尺寸 单位为 mm 孔口短边长度或直径 厚度 宽度 700 6.0 15 7001000 8.0 20 10002000 8.0 30 20003000 8.0 40 30005000 8.0 45 6.4.6.5 平底板闸门底止水可采用橡胶底止水。 6.4.6.6 常用止水间摩擦系数建议值详见表 12。 DB13/T 2802201
25、8 12 表 12 常用止水间摩擦系数建议值 材料 系数值 材料 系数值 铸铁对铸铁 0.35 不锈钢对不锈钢 0.60 铸铁对青铜 0.26 不锈钢对青铜 0.30 铸铁对不锈钢 0.35 不锈钢对工程塑料合金 0.16 6.4.7 吊耳或吊块螺母设计 6.4.7.1 门板的上端应设吊耳或吊块螺母, 以与起重螺杆连接。 吊耳或吊块螺母受力的合力应与闸门重心垂线重合,避免出现闸门偏心受力情况。应验算在最大工作水头启闭时吊耳孔壁的紧接承压应力和抗拉应力。 6.4.7.2 吊耳用螺栓与门板连接,孔口宽度 1.2m 以下规格闸门吊耳可与门板整体铸造。 6.4.7.3 明杆式结构应验算吊销、吊耳的抗剪
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