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底軸驅(qū)動(dòng)液壓翻板閘門概要: 底軸驅(qū)動(dòng)液壓翻板閘門是一種新型可調(diào)控溢流閘門,它主要由土建結(jié)構(gòu)、圓柱形底軸、固定在底軸上的門葉、支承底軸的若干固定支鉸座、底側(cè)止水、閘墩側(cè)墻密封件及啟閉機(jī)驅(qū)動(dòng)連接拐臂等組成。閘門的啟、閉操作由布置在兩側(cè)啟閉機(jī)室內(nèi)的液壓啟閉機(jī)控制。 1主要工作原理水壓力通過懸臂式門葉結(jié)構(gòu)傳遞到圓柱形底橫軸,底橫軸作用力可分解為水平力、垂直力和力矩。水平力、垂直力通過固定支鉸座傳遞給土建結(jié)構(gòu),力矩(扭矩)由底橫軸傳遞給液壓啟閉機(jī)或鎖定裝置。閘門啟閉運(yùn)行時(shí),液壓啟閉機(jī)通過拐臂驅(qū)動(dòng)底橫軸轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)使門葉以底橫軸中心為圓心作扇形轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)閘門的開啟和關(guān)閉。閘門局部開度(或轉(zhuǎn)角)取決于鎖定裝置的鎖定位置或液壓啟閉機(jī)活塞桿持住位置,閘門的開度范圍為垂直與水平之間(0°~90°)的任意位置或角度。閘門全部關(guān)閉時(shí)門頂可溢流以達(dá)到景觀效果。2使用條件及優(yōu)缺點(diǎn)分析底軸驅(qū)動(dòng)翻板閘門適合于閘孔較寬(10~100m)而水位差比較小(1~7m)的城市景觀工程,或山區(qū)河道洪水急漲,要求快速開閘泄洪的工程[2]。由于可以將孔口設(shè)計(jì)的比較寬,可以省去數(shù)孔中間閘墩,所以不僅結(jié)構(gòu)簡單,而且可以節(jié)省土建投資。該閘門能夠?qū)崿F(xiàn)雙向擋水及立門蓄水或防洪,臥門行洪排澇;閘門啟閉靈活快速、開度無級(jí)可調(diào)且調(diào)度方便;啟閉設(shè)備隱蔽,門頂過水形成人工瀑布,大,臥門時(shí)無礙通航。該閘型的主要缺點(diǎn):總造價(jià)相對(duì)較高;要求閘基不存在大的不均勻沉陷;不便設(shè)置檢修閘門,閘門檢修較困難。 3基本結(jié)構(gòu)要求(1)底橫軸底橫軸作為門葉懸臂梁的縱向固端和閘門啟閉驅(qū)動(dòng)軸是閘門最重要結(jié)構(gòu)之一,主要承受門葉水壓力作用產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)(矩)和彎曲(矩)。橫軸為圓形鋼管截面,管徑較小時(shí)可選用定型標(biāo)準(zhǔn)無縫鋼管加工,管徑較大時(shí)可采用鋼板卷制焊接結(jié)構(gòu)。由于底橫軸整體較長,在廠內(nèi)分段制造加工,分段長度根據(jù)支承間距、加工及運(yùn)輸條件確定,一般長約6~10m,在工地現(xiàn)場進(jìn)行組裝。拼接方式為焊接和高強(qiáng)螺栓連接兩種。底橫軸的制造、安裝時(shí)應(yīng)保證同心度,軸外表盡可能進(jìn)行精加工。一般跨度較大時(shí)底橫軸在中間一分為二,采取柔性連接,不僅有效減少閘底板變形變位的影響,還可有效避免啟閉機(jī)不同步帶來的問題。底橫軸的截面尺寸應(yīng)按承受門葉水壓力作用、門葉重量、門頂水重及底橫軸自重產(chǎn)生的扭矩和彎矩初選、復(fù)核和確定,確定截面尺寸時(shí)注意留有余地。(2)底軸鉸座鉸座主要承受門葉水壓力作用、門葉重量、門頂水重及底橫軸自重產(chǎn)生的推力及啟閉時(shí)摩擦阻力,并將其傳遞到土建結(jié)構(gòu)。通常鉸座的布置間隔約6~10m,底軸與鉸座之間采用低摩擦系數(shù)的自潤滑球軸承,鉸座材料一般使用鑄鋼。鉸座與土建結(jié)構(gòu)固定采用錨栓,使用二期砼澆筑。(3)密封止水與傳統(tǒng)閘門比較,底橫軸旋轉(zhuǎn)鋼閘門的止水要復(fù)雜得多。因此,止水設(shè)計(jì)應(yīng)作為設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)。止水主要包含門葉與側(cè)墻止水、穿墻套管與底橫軸止水、底軸與門葉止水、底軸與閘底坎止水等,而且有單向和雙向止水之分。門葉與側(cè)墻通常用P型橡皮止水,外加彈簧鋼板調(diào)節(jié)橡皮壓縮;門葉與底軸之間常用I型橡皮止水帶配鋼壓板,橡皮壓縮量不超過5mm,否則底軸旋轉(zhuǎn)時(shí),橡皮容易翻轉(zhuǎn),并會(huì)增加啟閉的摩阻力。底軸與穿墻套管的止水應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì),盡量做到滴水不漏。止水材料要求耐磨性能好。(4)閘門頂部破水及措施門頂過流的底橫軸旋轉(zhuǎn)鋼閘門,由于門頂過流形成連續(xù)的水面瀑布,門體背面容易產(chǎn)生負(fù)壓,門頂易產(chǎn)生氣蝕。通常在門頂設(shè)置破水器(板)和孔,破水器高度應(yīng)根據(jù)門頂溢流水深確定(一般門頂溢流水深≦0.5m)。如泰州市水生態(tài)環(huán)境整治工程、黃山湖邊樞紐花山壩工程和上海市蘇州河河口水閘門頂均設(shè)了破水器(板)和孔。(5)閘門鎖定方式閘門的鎖定基本依靠對(duì)驅(qū)動(dòng)拐臂的固定來實(shí)現(xiàn)閘門位置的鎖定。目前有兩種鎖定方式:一是在拐臂上布置液壓推桿,液壓推桿將活塞桿推入墻體的定位孔鎖定住閘門,此種鎖定型式的缺點(diǎn)在于推桿缸體直徑有限,抵抗鎖定剪力較小,如蘇州工業(yè)園區(qū)金雞湖游艇碼頭閘就是采用這種鎖定;二是在拐臂上設(shè)置擋板,并根據(jù)拐臂的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡,用升降式鎖定鋼梁與拐臂上的擋板接觸鎖定閘門,如泰州市水生態(tài)環(huán)境整治工程。(6)防腐底橫軸旋轉(zhuǎn)鋼閘門跨度較大,上、下游不便設(shè)置檢修閘門。通常閘門檢修時(shí)需要做上、下游圍堰,代價(jià)較大,因此閘門的防腐十分重要。目前主要防腐措施有3種:一是噴鋅加涂料防腐,噴鋅厚度不小于0.2mm,應(yīng)采用耐磨性能較好涂料,如氯化橡膠防銹漆等,厚度不小于0.4mm;二是泥砂較多,流速較高的河流閘門,面板采用復(fù)合不銹鋼板材料制造,不銹鋼層不小于3mm。如黃山湖邊樞紐地處于新安江水庫上游新安江上,泥砂較多,閘門面板采用了復(fù)合不銹鋼板材料;三是采用防腐涂料加陰極保護(hù),如泰州市生態(tài)景觀工程和上海市蘇州河河口水閘均安裝了陰極保護(hù)裝置。