底轴驱动液压翻板闸门是一种新型可调控溢流闸门,它主要由土建结构、圆柱形底轴、固定在底轴上的门叶、支承底轴的若干固定支铰座、底侧止水、闸墩侧墙密封件及启闭机驱动连接拐臂等组成。闸门的启、闭操作由布置在两侧启闭机室内的液压启闭机控制。
1主要工作原理水压力通过悬臂式门叶结构传递到圆柱形底横轴,底横轴作用力可分解为水平力、垂直力和力矩。水平力、垂直力通过固定支铰座传递给土建结构,力矩(扭矩)由底横轴传递给液压启闭机或锁定装置。闸门启闭运行时,液压启闭机通过拐臂驱动底横轴转动,同时使门叶以底横轴中心为圆心作扇形转动实现闸门的开启和关闭。闸门局部开度(或转角)取决于锁定装置的锁定位置或液压启闭机活塞杆持住位置,闸门的开度范围为垂直与水平之间(0°~90°)的任意位置或角度。闸门全部关闭时门顶可溢流以达到景观效果。2使用条件及优缺点分析底轴驱动翻板闸门适合于闸孔较宽(10~100m)而水位差比较小(1~7m)的城市景观工程,或山区河道洪水急涨,要求快速开闸泄洪的工程[2]。由于可以将孔口设计的比较宽,可以省去数孔中间闸墩,所以不仅结构简单,而且可以节省土建投资。该闸门能够实现双向挡水及立门蓄水或防洪,卧门行洪排涝;闸门启闭灵活快速、开度无级可调且调度方便;启闭设备隐蔽,门顶过水形成人工瀑布,改善工程景观效果;另外,该闸型泄洪能力大,卧门时无碍通航。该闸型的主要缺点:总造价相对较高;要求闸基不存在大的不均匀沉陷;不便设置检修闸门,闸门检修较困难。
3基本结构要求(1)底横轴底横轴作为门叶悬臂梁的纵向固端和闸门启闭驱动轴是闸门最重要结构之一,主要承受门叶水压力作用产生的扭转(矩)和弯曲(矩)。横轴为圆形钢管截面,管径较小时可选用定型标准无缝钢管加工,管径较大时可采用钢板卷制焊接结构。由于底横轴整体较长,在厂内分段制造加工,分段长度根据支承间距、加工及运输条件确定,一般长约6~10m,在工地现场进行组装。拼接方式为焊接和高强螺栓连接两种。底横轴的制造、安装时应***同心度,轴外表尽可能进行精加工。一般跨度较大时底横轴在中间一分为二,采取柔性连接,不仅有效减少闸底板变形变位的影响,还可有效避免启闭机不同步带来的问题。底横轴的截面尺寸应按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扭矩和弯矩初选、复核和确定,确定截面尺寸时注意留有余地。(2)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。
翻板门坝的比较: 液压升降坝比拦水闸和橡胶坝的建造成本低,管理费用小。使用寿命在五十年以上,而橡胶坝只能使用十几年。液压升降坝***了传统的活动坝型的所有缺点,同时它又具备上述三种坝型的所有优点:它像橡胶坝一样紧贴河床不阻水;像翻板门坝一样自动放坝行洪,任意保持水位高度;像水闸一样坚固耐用。所以,它是全世界*的活动坝型:1)液压升降坝比拦水闸和橡胶坝的建造成本低得多,管理费用小得多,工期短得多。使用寿命在五十年以上,而橡胶坝只能使用十几年。2)翻板门坝存在很多缺点。主要有:一是阻水,经不住特大洪水的冲击;二是易被漂浮物卡塞或上游淤积不能自动翻板而影响防洪安全;三是洪水过后,翻板门再关上时被异物卡住,造成大量漏水,不得不放光库水,进行人工清理,不仅费时费力,还造成水的大量流失,减少了发电量。3)液压升降坝将上述传统的活动坝型的所有缺点一扫而光。同时它又具备上述三种坝型的所有优点:它象橡胶坝一样紧贴河床不阻水;象翻板门坝一样自动放坝行洪,任意保持水位高度;象拦水闸一样坚固耐用,所以,它是全世界*的活动坝型。4)液压升降坝力学结构科学,可任意调节拦水高度,活动拦水高度可以达到十米以上;宽度不限;任何地质条件的河床都行;不在河中设置支撑墩等任何阻水物体,不影响防洪安全;坝体美观,弧形设计,坝面可喷色彩、图案;上游水量较大时形成瀑布景观和水帘长廊奇观,可供游人观赏。以上特点,使该坝型具备全面替代橡胶坝、拦水闸和翻板门坝的切实可行性。
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