底轴铰座铰座主要承受门叶水压力作用、门叶重量、门顶水重及底横轴自重产生的推力及启闭时摩擦阻力,并将其传递到土建结构。通常铰座的布置间隔约6~10m,底轴与铰座之间采用低摩擦系数的自润滑球轴承,铰座材料一般使用铸钢。铰座与土建结构固定采用锚栓,使用二期砼浇筑。(3)密封止水与传统闸门比较,底横轴旋转钢闸门的止水要复杂得多。因此,止水设计应作为设计工作的重点。止水主要包含门叶与侧墙止水、穿墙套管与底横轴止水、底轴与门叶止水、底轴与闸底坎止水等,而且有单向和双向止水之分。门叶与侧墙通常用P型橡皮止水,外加弹簧钢板调节橡皮压缩;门叶与底轴之间常用I型橡皮止水带配钢压板,橡皮压缩量不超过5mm,否则底轴旋转时,橡皮容易翻转,并会增加启闭的摩阻力。底轴与穿墙套管的止水应加强设计,尽量做到滴水不漏。止水材料要求耐磨性能好。(4)闸门顶部破水及补气措施门顶过流的底横轴旋转钢闸门,由于门顶过流形成连续的水面瀑布,门体背面容易产生负压,门顶易产生气蚀。通常在门顶设置破水器(板)和补气孔,破水器高度应根据门顶溢流水深确定(一般门顶溢流水深≦0.5m)。如泰州市水生态环境整治工程、黄山湖边枢纽花山坝工程和上海市苏州河河口水闸门顶均设了破水器(板)和补气孔。(5)闸门锁定方式闸门的锁定基本依靠对驱动拐臂的固定来实现闸门位置的锁定。目前有两种锁定方式:一是在拐臂上布置液压推杆,液压推杆将活塞杆推入墙体的定位孔锁定住闸门,此种锁定型式的缺点在于推杆缸体直径有限,抵抗锁定剪力较小,如苏州工业园区金鸡湖游艇码头闸就是采用这种锁定;二是在拐臂上设置挡板,并根据拐臂的转动轨迹,用升降式锁定钢梁与拐臂上的挡板接触锁定闸门,如泰州市水生态环境整治工程。(6)防腐底横轴旋转钢闸门跨度较大,上、下游不便设置检修闸门。通常闸门检修时需要做上、下游围堰,代价较大,因此闸门的防腐十分重要。目前主要防腐措施有3种:一是喷锌加涂料防腐,喷锌厚度不小于0.2mm,应采用耐磨性能较好涂料,如氯化橡胶防锈漆等,厚度不小于0.4mm;二是泥砂较多,流速较高的河流闸门,面板采用复合不锈钢板材料制造,不锈钢层不小于3mm。如黄山湖边枢纽地处于新安江水库上游新安江上,泥砂较多,闸门面板采用了复合不锈钢板材料;三是采用防腐涂料加阴极保护,如泰州市生态景观工程和上海市苏州河河口水闸均安装了阴极保护装置。(7)检修由于单闸孔宽度大,通常不设置检修闸门。因此,对于无条件检修的闸门,应按照免维修、少维护的要求设计底横轴,适当增加底横轴轴壁厚度及水下部分使用年限,如苏州河口闸,水下部分按30年设计。这样虽增加了投资,但大大减轻了运行管理的工作量。对于通过采取措施形成检修条件的闸门,可适当简化底横轴等结构构件及防腐设计。
水力自控翻板闸门发展历程:
水力自控翻板闸门是我国水利工程技术人员历经四十多年的艰苦奋斗,研发出来并拥有完全自主知识产权的一种节能、环保型闸门。自上世纪六十年代初***代水力自控翻板闸门诞生,先后经了横轴双支铰型、多支铰型、滚轮连杆式和滑块式水力自控型四个发展阶段。自1982年以来,第三代滚轮连杆式闸门便开始广泛应用。特别是1990年以来,广大工程技术人员刻苦钻研、反复实验,从理论到水工模型实验,再到工程实践,近几年终于设计研发出第四代新型滑块式翻板闸门。该闸门无论技术设计、生产工艺,还是使用性能,均产生了质的飞跃。
从技术角度上来讲,翻板闸门发展过程中几个明显的进步:
(1)1982年初设计的面板铅垂水流方向的双支点滚轮连杆式闸门:
垂直挡水翻板闸门
该种翻板闸门采用双支点带连杆方式,在实际运行过程中,能基本满足工程需要。但不容否认,这种闸门还存在一些不足,主要是在某些水力条件下容易发生小开度振动拍打现象,虽然短期内不至影响到整个闸坝的安全,但长期的小开度振动拍打会导致翻板闸门底部和固定坝的疲劳破损,以致闸坝漏水严重,直至造成整个翻板闸坝工程的破坏。另外,其初启动水位较高、而回关水位偏低,难以满足用户的使用要求。
(2)1983年下半年设计的面板向下游有一定的预倾角度的滚轮连杆式闸门:
针对面板铅垂的滚轮连杆式闸门存在的问题,作了如下几个方面的改进:
a)将水利自控翻板闸门改进成向下游预倾一个角度的型式,经过多次水工模型试验后发现,证明其能有效防止翻板闸门的小开度振动拍打现象,并使初始启门水位得以降低,关门水位得以提高;
预倾角连杆滚轮闸门
b)门下堰顶设有一个斜坡式跌落,使门下的堰型由宽顶堰改造成为梯形断面实用堰,增大了流量系数,使上游洪水位低于采用其它形式的翻板闸门的情况,减少了淹没损失;
c)在连杆长度及支铰位置、滚轮直径方面作多次修改和调整,运行更加准确可靠。而且翻板闸门的启门水位可以根据业主要求设计为高于正常水位5~30cm之内的任一值,设计成果与实际使用的水位差值可控制在5cm以内,一般只有一、两个厘米;
d)在闸门前增设防护墩,防护墩可以有效防止上游来物撞击闸门及漂浮物堵在闸门支铰下造成破坏。
经近40年全国近30个省市实例工程的运行证明,该种面板有预倾角的滚轮连杆式翻板闸门已相当成熟可靠,具有广泛推广应用的价值。
单扇液压翻板闸门介绍:
由混凝土构件钢结构门板、支墩、支腿组成挡水部分;各种规格的螺栓连接件,滚轮、导板、连杆组件、橡胶止水件组成闸门的运动部分;两大部分组成闸门整体。闸门可单扇使用,也可多扇一起使用。
单扇液压翻板闸门性能:
当上游来流量加大,闸门上游水位抬高,动水压力对支点的力矩大于门重与各种阻尼对支点的力矩时,闸门自动开启到一定倾角,直到在该倾角下动水压力对支点的力矩等于门重支点的力矩,达到该流量下新的平衡。流量不变时,开启角度也不变。而当上游流量减少到一定程度,使门重对支点的力矩大于动水压力与各种阻尼对支点的力矩时,水力自控翻板闸门可自行回关到一定倾角,从而又达到该流量下新的平衡。