闸门运行工专业考试题及答案

闸门运行工专业考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在闸门操作中，用于控制闸门开度、实现远程自动控制的系统核心部件是（）。A.启闭机B.高度指示器C.荷重指示器D.可编程逻辑控制器（PLC）答案：D解析：可编程逻辑控制器（PLC）是自动化控制系统的核心，用于接收指令、处理信号并控制执行机构（如启闭机）动作，实现闸门开度、速度的精确控制。2.对于平面钢闸门的主梁设计，主要承受的荷载是（）。A.轴向拉力B.轴向压力C.弯曲应力D.扭转应力答案：C解析：平面闸门的主梁（或称主横梁）主要承受由水压力引起的弯矩，其受力状态为受弯构件，主要产生弯曲应力。3.卷扬式启闭机的制动器，在启闭机不工作时应处于（）状态。A.常开B.常闭C.半开半闭D.根据指令调整答案：B解析：为确保安全，卷扬式启闭机的制动器通常采用常闭式设计。当启闭机停止工作或断电时，制动器在弹簧力作用下自动抱闸，防止闸门因自重或外力作用发生下滑。4.下列哪种闸门止水装置主要用于潜孔式闸门顶部的密封？（）A.P型止水B.Ω型止水C.刀型止水D.木止水答案：A解析：P型橡胶止水（又称“P”头止水）因其良好的压缩变形和密封性能，常用于潜孔式平面闸门顶部与胸墙之间的密封。5.液压启闭机系统中，用于将液压能转换为机械能，驱动活塞杆直线运动的部件是（）。A.液压泵B.液压缸C.控制阀组D.油箱答案：B解析：液压缸是液压启闭机的执行元件，压力油进入液压缸推动活塞运动，活塞杆的直线运动直接驱动闸门启闭。6.闸门埋件安装中，用以控制门槽中心线和孔口中心线位置的关键部件是（）。A.底坎B.主轨C.反轨D.门楣答案：B解析：主轨是闸门行走支承的轨道，其安装精度直接决定了闸门运行是否顺畅、止水是否严密，是控制门槽中心线的基准。7.钢丝绳在卷筒上缠绕时，为保证排列整齐、不跳槽，通常要求其偏角不大于（）。A.1°B.2°C.3.5°D.5°答案：B解析：根据《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》，钢丝绳绕进或绕出卷筒时，单层缠绕的钢丝绳中心线与卷筒轴线垂直平面之间的角度（即偏角）不应大于2°，对于有排绳机构的可适当放宽，但不宜大于4°。8.对闸门进行定期维护时，发现滚轮转动不灵活，最可能的原因是（）。A.止水橡皮老化B.主轨上有焊疤C.轮轴润滑不良或锈蚀D.门叶变形答案：C解析：滚轮转动不灵活通常是由于其内部的轴承或轴套缺乏润滑、进入泥沙或发生锈蚀卡阻所致，属于常见的机械故障。9.弧形闸门支铰的维护重点在于（）。A.调整止水间隙B.检查焊缝C.润滑和防锈D.校正门叶弧度答案：C解析：支铰是弧形闸门的转动中心，承受巨大径向力和轴向力，其铰轴和轴承的润滑状态、密封及防锈情况直接关系到闸门运转的灵活性与安全，是维护的重中之重。10.闸门在动水条件下启闭，主要目的是（）。A.减少启闭力B.进行流量调节或泄洪C.避免门底淤积D.检查止水效果答案：B解析：动水启闭是闸门运行中的一种工况，主要用于调节下泄流量、控制水位、泄洪排沙等，此时闸门承受动水压力、振动及水流冲刷。11.计算平面闸门静水启门力时，除了考虑闸门自重、行走支承摩擦阻力外，还必须考虑（）。A.风压力B.波浪压力C.下吸力D.水锤压力答案：C解析：静水启门时，由于闸门底缘形状和止水的影响，门底可能产生向下的下吸力（或称负压），此力会增加启门力，在计算中必须计入。12.用于测量闸门开度（位置）的传感器，常用类型是（）。A.压力传感器B.荷重传感器C.绝对值编码器D.温度传感器答案：C解析：绝对值编码器安装在启闭机卷筒轴或减速器输出轴上，可将旋转角度直接转换为对应的数字信号，从而精确测量并显示闸门的实时开度。13.下列金属防腐方法中，适用于水下或潮湿大气环境闸门钢结构的是（）。A.热浸镀锌B.喷涂防锈漆C.阴极保护D.以上都是答案：D解析：闸门防腐通常采用联合防护措施。热浸镀锌用于小型部件；喷涂重防腐涂料（如环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+聚氨酯面漆）是主要手段；对于大型重要结构，常辅以牺牲阳极或外加电流的阴极保护法。14.螺杆启闭机运行时，若发生闸门卡阻但仍强行下压，最可能导致的后果是（）。A.电机过载跳闸B.螺杆弯曲C.制动器失灵D.钢丝绳断裂答案：B解析：螺杆是细长杆件，抗弯能力弱。当闸门下行受阻时，若继续施加压力，极易导致螺杆弯曲变形甚至损坏。15.闸门运行前检查，电气部分应重点检查（）。A.电源电压是否稳定B.各接线端子是否紧固C.绝缘电阻是否符合要求D.以上都是答案：D解析：电气安全检查是运行前准备的重要环节，包括电源稳定性、线路连接可靠性以及电机、电缆的绝缘状况，以确保电气系统安全可靠。16.在寒冷地区，为防止闸门与门槽冻结，不宜采用的方法是（）。A.采用电热法加热门槽B.压缩空气吹泡扰动水体C.在门槽内涂抹大量黄油D.定时进行小幅度启闭活动答案：C解析：涂抹大量黄油可能短期内防冻，但易吸附泥沙杂质，影响闸门正常运行和止水效果，并非规范、长效的防冻措施。17.快速闸门的主要作用是（）。A.精确调节流量B.挡水检修C.事故情况下紧急截断水流D.排泄漂浮物答案：C解析：快速闸门通常设于水轮机进口或泵站出口，当机组发生事故时，能在动水条件下快速（通常要求在2分钟内）关闭，以切断水流，防止事故扩大。18.闸门底止水橡皮更换后，应进行（）试验以检验安装质量。A.静载B.动载C.全行程启闭和无水密封D.振动答案：C解析：更换止水后，必须进行全行程启闭试验，检查有无卡阻；并进行无水状态下的密封试验（如透光检查或塞尺检查），确认止水安装平整、预压缩量合适。19.下列关于液压启闭机油箱功能的描述，错误的是（）。A.储存液压油B.散发系统热量C.沉淀油中杂质D.提供系统压力答案：D解析：提供系统压力是液压泵的功能。油箱主要起储油、散热、沉淀杂质、分离油中气泡等作用。20.根据《水工钢闸门和启闭机安全运行规程》，闸门承受水头超过设计值时，应（）。A.正常启闭操作B.加强观测，谨慎操作C.禁止操作，并立即上报D.降低水位后再操作答案：C解析：当实际水头超过设计允许值（或校核水头）时，闸门及启闭机的强度、稳定可能不满足要求，继续操作存在重大风险，必须禁止操作，并立即报告上级主管部门。二、多项选择题（每题2分，共20分，多选、少选、错选均不得分）1.闸门运行操作的基本要求包括（）。A.准确B.及时C.平稳D.留有余度答案：ABC解析：闸门操作必须按照指令准确执行；根据水情、工情变化及时调整；启闭过程应平稳，避免急停急启；操作需考虑安全裕度，但“留有余度”非操作动作本身的要求，而是设计或决策时的考虑。2.下列属于闸门日常检查内容的有（）。A.结构有无变形、裂纹B.焊缝有无开裂C.连接螺栓是否松动D.油漆是否剥落答案：ABCD解析：日常检查是预防性维护的基础，涵盖结构完整性、连接可靠性、防腐状态等外观可视的各个方面。3.影响平面闸门启闭力大小的主要因素有（）。A.闸门自重B.水压力C.行走支承的摩擦系数D.止水装置的摩擦阻力答案：ABCD解析：启闭力需克服闸门自重、行走支承（滚轮或滑块）的摩擦阻力、止水橡皮的摩擦阻力，以及静水或动水条件下的水压力（包括下吸力、上托力等）。4.卷扬式启闭机钢丝绳必须报废的情形有（）。A.一个捻距内断丝数达到总丝数的10%B.钢丝绳直径减少达公称直径的7%C.出现笼状畸变、绳股挤出D.有明显的腐蚀或磨损答案：ABC解析：根据起重机安全规程，钢丝绳报废标准包括：断丝超标、直径磨损超标、出现严重变形（如笼状畸变、绳股挤出、扭结等）。D选项“有明显的腐蚀或磨损”描述不具体，未达到定量报废标准。5.液压启闭机系统油液污染可能导致的故障有（）。A.液压元件磨损加剧B.控制阀卡滞C.系统压力波动D.油温异常升高答案：ABCD解析：油液中固体颗粒会加速泵、缸、阀的磨损；堵塞阀芯小孔或卡滞阀芯，导致动作失灵或压力不稳；增加流动阻力，使油温升高。6.闸门防腐蚀涂层的检查内容包括（）。A.涂层外观（粉化、起泡、龟裂、脱落）B.涂层厚度C.涂层附着力D.钢材锈蚀状况答案：ABCD解析：涂层检查是评估防腐效果的关键，需综合检查其外观完整性、厚度是否达标、与基体结合是否牢固，以及涂层失效处基体的锈蚀情况。7.弧形闸门与平面闸门相比，其主要优点有（）。A.所需启闭力较小B.可封闭大孔口C.无门槽，水流条件好D.对土建结构传递的荷载集中答案：ABC解析：弧形闸门启闭时，水压力合力通过转动中心，所需启闭力小；可做成大跨度；无门槽，泄流平稳，不易产生空蚀。D选项是缺点，支铰处荷载集中，对支座结构要求高。8.闸门自动控制系统一般应具备的保护功能有（）。A.过负荷保护B.限位保护（上下极限）C.闸门下滑超程保护D.电机缺相保护答案：ABCD解析：完善的自动控制系统需设置多重电气和机械保护，包括过流、过载、缺相、短路等电气保护，以及上下极限位置、下滑（或超降）等机械位置保护，确保运行安全。9.进行闸门振动观测时，需要监测的参数通常包括（）。A.振动位移幅值B.振动频率C.动应力幅值D.水流流速答案：ABC解析：闸门振动观测主要测量其动力响应特性，包括振幅（位移、速度或加速度）、频率、以及关键部位的动应力。水流流速是诱发振动的环境参数，非振动响应本身。10.闸门运行记录应包含的内容有（）。A.操作时间、操作人员B.闸门开度、上下游水位C.操作过程有无异常（异响、振动、卡阻）D.启闭机电流、电压读数答案：ABCD解析：完整的运行记录是运行管理、故障分析和安全评估的重要依据，应全面记录操作工况、设备状态、环境参数及任何异常情况。三、填空题（每空1分，共15分）1.闸门按工作性质可分为工作闸门、检修闸门和______闸门。答案：事故2.平面闸门的行走支承型式主要有滑道式和______式两大类。答案：轮式（或滚轮）3.启闭机扬程是指闸门从______位置到______位置的最大垂直行程。答案：全关（或底坎），全开（或最高）4.液压油的粘度随温度升高而______。答案：降低（或减小）5.钢丝绳的安全系数是指钢丝绳的______破断拉力与钢丝绳所承受的______拉力之比。答案：最小，最大静6.闸门埋件二期混凝土浇筑时，应确保其强度不低于______MPa方可拆除调整用的支撑件。答案：20（或设计强度的70%）7.双吊点闸门在启闭过程中，两个吊点必须保持______，其高差不得超过允许值。答案：同步8.橡胶止水带的接头应采用热压硫化连接，不得采用______连接。答案：简单搭接（或冷粘）9.对闸门进行喷锌防腐时，施工环境空气相对湿度应低于______%。答案：8510.闸门承受的荷载按其随时间的变异性，可分为永久荷载、可变荷载和______荷载。答案：偶然11.启闭机电气控制回路中，用于实现“自锁”功能的核心电器元件通常是______。答案：接触器（或其辅助常开触点）四、简答题（每题5分，共25分）1.简述闸门运行前应重点检查的机械部分内容。答案：（1）检查闸门门体、吊耳、支铰等结构有无明显变形、裂纹或损坏。（2）检查行走支承（滚轮、滑块、支铰轴套）是否完好，润滑是否良好，转动或滑动是否灵活。（3）检查止水装置是否完整，有无破损、脱落或严重磨损，止水压板螺栓是否紧固。（4）检查闸门槽内有无石块、树枝等影响闸门运行的杂物。（5）检查启闭机钢丝绳（或螺杆、活塞杆）有无断丝、锈蚀、扭曲，排列是否整齐。（6）检查制动器、离合器动作是否灵活可靠，间隙是否合适。（7）检查各连接部位（如螺栓、销轴）是否紧固，安全罩是否完好。2.什么是闸门的“闭门力”和“持住力”？在什么工况下需要计算持住力？答案：“闭门力”是指使闸门向下关闭所需施加的力。对于依靠自重不能关闭的闸门（如某些弧形闸门、大跨度平面闸门），需要计算并配置额外的下压力（如加重块、液压下压力）。“持住力”是指闸门在开启过程中，停留在某一开度时，启闭机所需提供的维持闸门静止的力。该力需平衡闸门自重产生的下滑力（当闸门自重不能克服摩擦阻力时，则为零）以及其他可能的下滑分力。持住力主要在校核启闭机卷筒上钢丝绳与卷筒的摩擦力、制动器的制动力矩或螺杆自锁性能时进行计算，以确保闸门能在任何开度安全可靠地停留。3.简述液压启闭机日常维护保养的主要工作。答案：（1）检查油箱油位，保持在规定范围内。（2）检查系统各部位有无漏油现象。（3）检查油温是否正常（一般不超过60℃）。（4）检查泵、阀运行有无异常噪声和振动。（5）定期检查油液清洁度，按周期取样化验或更换滤芯。（6）保持液压站及缸体表面清洁。（7）定期检查蓄能器压力（如配备）。（8）记录系统压力、运行时间等参数。4.导致闸门产生振动的主要原因有哪些？（至少列出四种）答案：（1）止水漏水引起的闸门周期性抖动。（2）闸门底缘型式不当，在动水下泄时产生卡门涡街诱发振动。（3）门后淹没出流产生不稳定水跃，导致压力脉动。（4）门槽空化空蚀引起的水流强烈脉动。（5）闸门结构刚度不足，固有频率与水流激励频率接近发生共振。（6）启闭机传动系统间隙过大或不同步引起的机械振动。（7）风浪对露顶式闸门的冲击。5.闸门防冰冻措施主要有哪些？答案：（1）加热法：在门槽、门叶或启闭机钢丝绳上敷设电热带或安装加热器。（2）通气法：在门槽附近设置压缩空气管，释放气泡扰动水面防止结冰。（3）机械法：使用破冰船、破冰机或人工定期破碎闸前冰层。（4）动水法：在条件允许时，保持小流量泄水或制造水面波动。（5）保温法：对闸门井、启闭机室进行封闭保温。（6）活动法：在非运行期，定时（如每班）进行小行程（如10-20厘米）的启闭活动，防止冻结。五、计算题（每题8分，共16分）1.已知一平面滑动钢闸门，宽B=4m，高H=3m，设计水头h=2.5m（水面至门顶距离），闸门自重G=30kN。采用钢基铜塑复合材料滑道，摩擦系数f=0.12。静水启门时，考虑下吸力P_s，按经验取为0.1倍总水压力。试计算该闸门的静水启门力F_启。（水的重度γ=9.8kN/m³）解：（1）计算总水压力P：作用在水深h_c=h+H/2=2.5+3/2=4.0m处。P（2）计算下吸力P_s：=（3）计算行走支承摩擦阻力T：T（4）计算静水启门力F_启（忽略止水摩擦，并考虑闸门自重方向向下为阻力）：答：该闸门的静水启门力约为139.13kN。2.某卷扬式启闭机，额定启门力F=200kN，扬程L=15m，起升速度v=1.2m/min，机械总效率η=0.85。试计算：（1）卷筒上钢丝绳的静张力S。（2）驱动电机所需功率N（kW）。（忽略钢丝绳重量）解：（1）计算钢丝绳静张力S：采用单层缠绕，单绳拉力即等于额定启门力（考虑滑轮组效率已包含在总效率中或为单吊点）。若为单吊点直接提升，则S=若为双联滑轮组（倍率为2），则S=（2）计算电机功率N：提升功率电机所需功率N考虑一定的功率裕度，通常选用电机功率略大于计算值，如5.5kW。答：（1）钢丝绳静张力约为200kN。（2）驱动电机所需功率至少为4.71kW，建议选用5.5kW电机。六、综合应用题（共24分）（一）故障分析题（12分）某水库溢洪道弧形工作闸门，采用液压启闭机操作。在汛期一次提门泄洪过程中，操作人员发现以下现象：①闸门开启至约1/3开度时，门体开始出现明显左右摆动和竖向振动，并伴有“砰砰”异响。②继续缓慢提升，振动和响声加剧，操作室感到明显震感。③立即停止操作并稍关小开度后，振动减弱。请分析：1.导致该故障的最可能原因是什么？（4分）2.为确认故障原因，现场应重点检查哪些部位和参数？（4分）3.提出相应的处理措施或运行建议。（4分）答案：1.最可能原因：闸门发生了流体弹性振动。具体诱因可能是：（1）闸门在小开度下泄流时，由于底缘型式或门后水舌脱离，产生了不稳定的卡门涡街或水流脉动。（2）闸门结构的某阶固有频率与水流激励频率接近，引发了共振。（3）两侧支铰的润滑或间隙状态不一致，导致门体运行不平稳，加剧了水流诱发的振动。（4）门槽或门体附着的杂物改变了水流流态。2.现场应重点检查：（1）水流流态：观察闸门后水舌形态，是否出现左右摆动、周期性收缩扩张，是否形成淹没水跃并冲击门体。（2）闸门结构：检查两侧支铰的润滑、磨损及间隙情况；检查门叶、支臂有无松动、开裂的焊缝或连接螺栓；检查门体及支臂有无遗留的施工附着物。（3）振动参数：如有条件，使用便携式测振仪测量振动幅值（位移、加速度）和主频。（4）运行记录：核对发生振动时的上下游水位、闸门开度等具体工况。3.处理措施及运行建议：（1）立即停止在强烈振动开度范围内的操作，避免结构疲劳损伤。（2）调整运行方式：尝试快速通过该振动开度区，或避免在该敏感开度区间长时间停留。根据来水情况，研究是否可采用不同的启闭程序（如先开启至较大开度避开共振区）。（3）进行检修：在停水检修期，检查并确保支铰转动灵活、间隙均匀；清理门体及门槽杂物；必要时可请专业单位进行流激振动原型观测与安全评估。（4）考虑工程措施：如评估认为振动危害大，需研究工程改造措施，例如修改闸门底缘形状、增设导流板、加强门体局部刚度以改变其自振频率等。（二）操作与维护方案设计题（12分）某水闸共有5孔，每孔配备一扇平面定轮钢闸门和一台固定卷扬式启闭机。现计划进行为期三天的年度定期维护。请制定一份简要的维护工作方案，内容需包括：维护主要项目、基本步骤（流程）及安全注意事项。答案：水闸闸门及启闭机年度定期维护工作方案一、维护主要项目1.闸门部分：a.结构检查：门叶、吊耳、边梁等有无变形、裂纹、锈蚀。b.行走支承检查：定轮是否转动灵活，轮轴润滑是否良好，有无锈蚀、磨损。c.止水检查：侧、底止水橡皮是否老化、破损，压板螺栓是否紧固，止水密封线是否平直。d.门槽检查：主轨、反轨、底坎有无变形、锈蚀、焊疤及杂物淤积。e.防腐检查：涂层状况，重点检查水线变动区、焊缝区锈蚀情况。2.启闭机部分：a.机械部分：检查钢丝绳（断丝、锈蚀、润滑）、卷筒（磨损、裂纹）、滑轮（转动、槽形）、制动器（间隙、磨损片厚度、动作灵活性）、减速器（油位、渗漏、异响）、联轴器、高度指示器及限