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摘要：文中笔者讲述了船闸中金属结构现状及主要存在问题，通过相应的工程安全检测叙述了工程存在的安全隐患，最后提出了相应的加固措施及金属结构部分的加固设计。
关键字：茨淮新河;船闸加固工程;安全检测;金属结构加固设计
概述
茨淮新河是建国后开挖的最大的一条人工河道，河道共有四级控制，插花枢纽是第二级控制。插花枢纽包括：节制闸工程和船闸工程两部分。该工程于上世纪70年代末建成投入运行，工程运行期间发挥了具大的社会效益和经济效益。但经过三十年的使用，因各种原因，使工程存在较多的安全隐患，2007年节制闸被列为淮河流域灾后除险加固工程，现已建设完成。但船闸工程未作任何处理，致使2011年9月9日出现了较大的安全隐患，必须进行除险加固。
一、船闸中金属结构现状及主要存在问题
上闸首工作门门型为人字门，底槛高程22.50m，采用4t推杆式启闭机;输水洞工作门门型为平面定轮钢闸门，采用1×10t卷扬式启闭机操作。人字门门高9.85m，宽6.936m，門叶采用Q235焊接构件。
下闸首工作门及输水洞门门型及启闭机型式与上闸首相同，下闸首人字门高10.75m，宽6.936m。
目前上、下闸首人字闸门面板锈蚀严重;因各种原因形成的扭曲变形较大;左右两扇门体严重错位;止水橡皮老化，漏水严重。
现有启闭机设备陈旧，变速箱漏油，腐蚀严重，大小齿轮出现较严重的啃齿现象。
二、工程安全检测及复核计算
（一）工程安全检测
该枢纽中的船闸工程2011年9月9日出现较大安全隐患后，插花枢纽管理所于2012年1月邀请淮河流域水工程质量检测中心对该枢纽中的船闸工程进行了安全检测和评估，其中金属结构部分主要是船闸水上部位各主要构件的缺陷、损伤，及闸门、启闭机的运行情况进行了详细的检测。
检测结论：上、下闸首人字门面板严重锈蚀，门体变形严重，并存在较大的变形应力，不易修复;启闭机型式落后，齿轮磨损严重，需要更换;上闸首存在防洪安全隐患等。
（二）工程安全复核计算
2012年2月，安徽省水利部淮委水利科学研究院分别编制了《阜阳市茨淮新河插花枢纽船闸工程复核计算分析报告》和《阜阳市茨淮新河插花枢纽船闸工程安全状态评价总报告》。人字钢闸门结构强度复核：
根据该船闸的运行情况，人字门按最高通航水位和检修水位两种工况进行内力计算。
1、最高通航水位情况
上游：29.00m，下游：26.00m;
2、检修水位情况
上闸首为闸前：26.00m，闸后：22.10m;
下闸首为闸前：26.00m，闸后20.80m。
（1）上闸首人字复核计算
根据人字门面板计算结果，最小需要厚度9.65mm>8mm（原设计面板厚度8mm，目前检测蚀余厚度最小为5.8mm），现状面板厚度不能满足要求。
取受力最大的3号梁进行计算，主梁所受均布水压力57.06KN/m。
支座反力RA=RB=522.63KN
剪力V=200KN
轴力N=528.49KN
抵抗矩Wmax=1108483.19mm3 Wmin=618558.06mm3
σmax=-356.57MPa>[σ]（Q235，[σ]=235MPa）
σmin=255.56MPa>[σ]，主梁结构强度不能满足要求。
（2）下闸首人字门复核计算
根据人字门面板计算结果，最小需要厚度9.65mm>8mm（原设计面板厚度8mm，目前检测蚀余厚度最小为5.6mm），现状面板厚度不能满足要求。
取受力最大的6号梁进行计算，主梁所受均布水压力56.00KN/m。
人字门主梁σmax=-330.50MPa>[σ]
σmin=238.38MPa>[σ]，主梁结构强度不能满足要求。
三、存在的主要问题和拟采取的加固措施
根据工程检测结果，安全复核计算及工程安全鉴定结论，船闸金属结构存在的主要问题和拟采取的加固措施如下：
（一）、上、下闸首人字钢闸门变形、锈蚀严重，结构强度不满足规范要求。
拟对上、下闸首人字门进行更换。
（二）、启闭机型式落后，齿轮磨损严重，不满足现行规范要求。
拟对启闭机及相应控制系统进行更换。
四、金属结构加固设计
（一）船闸闸门布置与选型
更换上、下闸首工作门、输水洞工作门及上闸首输水洞拦污栅;更换上、下闸首人字门启闭机，输水洞门启闭机，考虑到船闸检修，上、下闸首各配置船闸检修门1套。
上、下闸首工作门型：人字型钢闸门。
上、下闸首输水洞工作门型：潜孔式平面定轮钢闸门。
上闸首输水洞拦污栅：固定式钢制拦污栅。
上、下闸首检修门：浮筒式检修门。
上、下闸首工作门及输水洞工作门均采用液压启闭机操作。
（二）金属结构设计
1、船闸人字门
上闸首人字门底槛高程22.50m，下闸首人字门底槛高程20.5m。
门高确定：规划中上闸首防洪，上闸首门顶高程高于防洪水位31.88m，另外考虑风浪超高，确定闸门门顶高程为32.88m;下闸首闸门门顶高程高于最高通航水位31.27m，另外考虑风浪超高，确定下闸首门顶高程为31.77m。
门体：由承重结构，支承设备，止水、安全防护设备及工作桥等组成。 人字门门轴线压力角a=22.5°，闸门门叶为实腹变截面主梁焊接构件，主材Q235，主梁按等荷载布置。上闸首单扇闸门外形尺寸（宽×高）7.11m×9.98m，下闸首单扇闸门外形尺寸（宽×高）7.11m×11.37m。
止水：人字门中缝止水采用钢性止水40Cr承压条，侧封水也采用钢性止水40cr承压条并做人字门的侧向支承，底封采用橡皮止水。
顶枢：是门扇的上部支承件，利用顶枢还可以调节门扇的转动轴，使门扇保持垂直位置，顶枢设两根可调节拉杆，两根顶枢拉杆夹角80°，顶樞拉杆采用40Cr锻件，调整螺母采用左右旋梯形螺纹，以提高承载力，并采铜基镶嵌轴衬，达到无油状态下良好的润滑效果。
闸门侧向支轮，止水等埋件均采用C25二期砼预埋。
启闭机布置方案。船闸上、下闸首有4扇人字门，4扇输水廊道工作门。四套液压泵站，分别布置在上、下闸首四个控制室内。每套液泵站控制1扇人字门和1扇输水廊道工作门启闭。
2、输水廊道工作闸门设计及启闭机选型
输水廊道工作闸门根据挡水、运行要求，采用潜水式平面定轮钢闸门。
孔口尺寸（宽×高）：1.8m×2.4m，4孔，上闸首输水廊道底槛高程21.0m;下闸首输水廊道底槛高程20.5m。
门叶结构：门体均为实腹式焊接结构，主材Q235。
止水：闸门采用下游侧止水，由于闸门为平板闸门，顶、侧、底止水均布置在面板侧，顶、侧止水用“P”止水橡皮，底止水采用“I1”型止水橡皮。
主支承：闸门均布置4只￠300mmZG230—450铸钢滚轮，滚轮踏面宽度60mm，轴径￠70mm，材质45锻钢，轴衬采用铜基镶嵌自润滑材料。滚轮与轨道之间的综合摩擦系数为0.05。
侧轮：上、下闸门均采用4￠200mm悬臂式ZG230—450铸钢滚轮作侧向限位，布置在主梁端部翼缘侧，轴径￠50mm，材质45锻钢，轴衬采用铜基镶嵌自润滑材料。
门槽及埋件：门槽为矩形门槽，门槽尺寸（宽×深）0.41m×0.3m，船闸输水洞闸门启闭频繁，考虑提高轨道的抗摩擦能力，主轨道采用铸钢轨道。反轨、底槛等均采用复合不锈钢板与普通钢板焊接构件。所有埋件均采用二期砼预埋，以确保其安装精度，二期砼强度等级C25。
启闭机：采用QPPYII—1×160KN型液压启闭机，与同侧的人字门液压启闭机共用一套液压控制系统。
3、输水廊道拦污栅
为了防止污物进入输水廊道和闸室，在上闸首输水廊道入口处设固定式拦污栅。栅体采用Q235焊接构件，栅条净距100mm。
4、检修门及启吊设备
船闸检修门门型选用浮筒式钢闸门。浮筒式检修门主要依靠浮力动作，门叶具有一定的封闭空间，舱底置放铸铁配重，使闸门重心下移，以满足闸室吃水深度和门体抗倾覆能力的要求。闸门配有阀门、管道等，用来调节门重与浮力间的平衡关系，浮筒门密封性能好，不设专用启闭设备，自由浮动，人工划行运用方使，采用临时措施启吊。
以上是对插花枢纽船闸加固工程金属结构部分初步设计的探索，略作简述，以供商榷。
关键字：茨淮新河;船闸加固工程;安全检测;金属结构加固设计
概述
茨淮新河是建国后开挖的最大的一条人工河道，河道共有四级控制，插花枢纽是第二级控制。插花枢纽包括：节制闸工程和船闸工程两部分。该工程于上世纪70年代末建成投入运行，工程运行期间发挥了具大的社会效益和经济效益。但经过三十年的使用，因各种原因，使工程存在较多的安全隐患，2007年节制闸被列为淮河流域灾后除险加固工程，现已建设完成。但船闸工程未作任何处理，致使2011年9月9日出现了较大的安全隐患，必须进行除险加固。
一、船闸中金属结构现状及主要存在问题
上闸首工作门门型为人字门，底槛高程22.50m，采用4t推杆式启闭机;输水洞工作门门型为平面定轮钢闸门，采用1×10t卷扬式启闭机操作。人字门门高9.85m，宽6.936m，門叶采用Q235焊接构件。
下闸首工作门及输水洞门门型及启闭机型式与上闸首相同，下闸首人字门高10.75m，宽6.936m。
目前上、下闸首人字闸门面板锈蚀严重;因各种原因形成的扭曲变形较大;左右两扇门体严重错位;止水橡皮老化，漏水严重。
现有启闭机设备陈旧，变速箱漏油，腐蚀严重，大小齿轮出现较严重的啃齿现象。
二、工程安全检测及复核计算
（一）工程安全检测
该枢纽中的船闸工程2011年9月9日出现较大安全隐患后，插花枢纽管理所于2012年1月邀请淮河流域水工程质量检测中心对该枢纽中的船闸工程进行了安全检测和评估，其中金属结构部分主要是船闸水上部位各主要构件的缺陷、损伤，及闸门、启闭机的运行情况进行了详细的检测。
检测结论：上、下闸首人字门面板严重锈蚀，门体变形严重，并存在较大的变形应力，不易修复;启闭机型式落后，齿轮磨损严重，需要更换;上闸首存在防洪安全隐患等。
（二）工程安全复核计算
2012年2月，安徽省水利部淮委水利科学研究院分别编制了《阜阳市茨淮新河插花枢纽船闸工程复核计算分析报告》和《阜阳市茨淮新河插花枢纽船闸工程安全状态评价总报告》。人字钢闸门结构强度复核：
根据该船闸的运行情况，人字门按最高通航水位和检修水位两种工况进行内力计算。
1、最高通航水位情况
上游：29.00m，下游：26.00m;
2、检修水位情况
上闸首为闸前：26.00m，闸后：22.10m;
下闸首为闸前：26.00m，闸后20.80m。
（1）上闸首人字复核计算
根据人字门面板计算结果，最小需要厚度9.65mm>8mm（原设计面板厚度8mm，目前检测蚀余厚度最小为5.8mm），现状面板厚度不能满足要求。
取受力最大的3号梁进行计算，主梁所受均布水压力57.06KN/m。
支座反力RA=RB=522.63KN
剪力V=200KN
轴力N=528.49KN
抵抗矩Wmax=1108483.19mm3 Wmin=618558.06mm3
σmax=-356.57MPa>[σ]（Q235，[σ]=235MPa）
σmin=255.56MPa>[σ]，主梁结构强度不能满足要求。
（2）下闸首人字门复核计算
根据人字门面板计算结果，最小需要厚度9.65mm>8mm（原设计面板厚度8mm，目前检测蚀余厚度最小为5.6mm），现状面板厚度不能满足要求。
取受力最大的6号梁进行计算，主梁所受均布水压力56.00KN/m。
人字门主梁σmax=-330.50MPa>[σ]
σmin=238.38MPa>[σ]，主梁结构强度不能满足要求。
三、存在的主要问题和拟采取的加固措施
根据工程检测结果，安全复核计算及工程安全鉴定结论，船闸金属结构存在的主要问题和拟采取的加固措施如下：
（一）、上、下闸首人字钢闸门变形、锈蚀严重，结构强度不满足规范要求。
拟对上、下闸首人字门进行更换。
（二）、启闭机型式落后，齿轮磨损严重，不满足现行规范要求。
拟对启闭机及相应控制系统进行更换。
四、金属结构加固设计
（一）船闸闸门布置与选型
更换上、下闸首工作门、输水洞工作门及上闸首输水洞拦污栅;更换上、下闸首人字门启闭机，输水洞门启闭机，考虑到船闸检修，上、下闸首各配置船闸检修门1套。
上、下闸首工作门型：人字型钢闸门。
上、下闸首输水洞工作门型：潜孔式平面定轮钢闸门。
上闸首输水洞拦污栅：固定式钢制拦污栅。
上、下闸首检修门：浮筒式检修门。
上、下闸首工作门及输水洞工作门均采用液压启闭机操作。
（二）金属结构设计
1、船闸人字门
上闸首人字门底槛高程22.50m，下闸首人字门底槛高程20.5m。
门高确定：规划中上闸首防洪，上闸首门顶高程高于防洪水位31.88m，另外考虑风浪超高，确定闸门门顶高程为32.88m;下闸首闸门门顶高程高于最高通航水位31.27m，另外考虑风浪超高，确定下闸首门顶高程为31.77m。
门体：由承重结构，支承设备，止水、安全防护设备及工作桥等组成。 人字门门轴线压力角a=22.5°，闸门门叶为实腹变截面主梁焊接构件，主材Q235，主梁按等荷载布置。上闸首单扇闸门外形尺寸（宽×高）7.11m×9.98m，下闸首单扇闸门外形尺寸（宽×高）7.11m×11.37m。
止水：人字门中缝止水采用钢性止水40Cr承压条，侧封水也采用钢性止水40cr承压条并做人字门的侧向支承，底封采用橡皮止水。
顶枢：是门扇的上部支承件，利用顶枢还可以调节门扇的转动轴，使门扇保持垂直位置，顶枢设两根可调节拉杆，两根顶枢拉杆夹角80°，顶樞拉杆采用40Cr锻件，调整螺母采用左右旋梯形螺纹，以提高承载力，并采铜基镶嵌轴衬，达到无油状态下良好的润滑效果。
闸门侧向支轮，止水等埋件均采用C25二期砼预埋。
启闭机布置方案。船闸上、下闸首有4扇人字门，4扇输水廊道工作门。四套液压泵站，分别布置在上、下闸首四个控制室内。每套液泵站控制1扇人字门和1扇输水廊道工作门启闭。
2、输水廊道工作闸门设计及启闭机选型
输水廊道工作闸门根据挡水、运行要求，采用潜水式平面定轮钢闸门。
孔口尺寸（宽×高）：1.8m×2.4m，4孔，上闸首输水廊道底槛高程21.0m;下闸首输水廊道底槛高程20.5m。
门叶结构：门体均为实腹式焊接结构，主材Q235。
止水：闸门采用下游侧止水，由于闸门为平板闸门，顶、侧、底止水均布置在面板侧，顶、侧止水用“P”止水橡皮，底止水采用“I1”型止水橡皮。
主支承：闸门均布置4只￠300mmZG230—450铸钢滚轮，滚轮踏面宽度60mm，轴径￠70mm，材质45锻钢，轴衬采用铜基镶嵌自润滑材料。滚轮与轨道之间的综合摩擦系数为0.05。
侧轮：上、下闸门均采用4￠200mm悬臂式ZG230—450铸钢滚轮作侧向限位，布置在主梁端部翼缘侧，轴径￠50mm，材质45锻钢，轴衬采用铜基镶嵌自润滑材料。
门槽及埋件：门槽为矩形门槽，门槽尺寸（宽×深）0.41m×0.3m，船闸输水洞闸门启闭频繁，考虑提高轨道的抗摩擦能力，主轨道采用铸钢轨道。反轨、底槛等均采用复合不锈钢板与普通钢板焊接构件。所有埋件均采用二期砼预埋，以确保其安装精度，二期砼强度等级C25。
启闭机：采用QPPYII—1×160KN型液压启闭机，与同侧的人字门液压启闭机共用一套液压控制系统。
3、输水廊道拦污栅
为了防止污物进入输水廊道和闸室，在上闸首输水廊道入口处设固定式拦污栅。栅体采用Q235焊接构件，栅条净距100mm。
4、检修门及启吊设备
船闸检修门门型选用浮筒式钢闸门。浮筒式检修门主要依靠浮力动作，门叶具有一定的封闭空间，舱底置放铸铁配重，使闸门重心下移，以满足闸室吃水深度和门体抗倾覆能力的要求。闸门配有阀门、管道等，用来调节门重与浮力间的平衡关系，浮筒门密封性能好，不设专用启闭设备，自由浮动，人工划行运用方使，采用临时措施启吊。
以上是对插花枢纽船闸加固工程金属结构部分初步设计的探索，略作简述，以供商榷。