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淺析升臥式平面閘門
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1.概述
閘門是用來(lái)控制水位,調(diào)節(jié)流量的,它是蓄水及引水建筑物中必不可少的組成部分。閘門的型式有很多種,閘門的選型和布置,應(yīng)根據(jù)閘門的受力條件、控制運(yùn)用要求和閘室結(jié)構(gòu)布置等因素選定。若為降低啟閉機(jī)排架高度,提高水閘的整體抗震性能,可采用升臥式平板閘門或雙扉式平板閘門,一般不采用直升式平板閘門和弧形閘門,其中升臥式平板閘門運(yùn)行較為可靠、效果良好。
2.直升式平板閘門、弧形閘門及雙扉式閘門的缺點(diǎn)
直升式平板閘門,雖具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、閘室短又適合用井柱樁和分離式閘底板,但缺點(diǎn)是機(jī)架橋排架的高度需六、七米,如遇上大的地震或臺(tái)風(fēng)襲擊,排架及啟閉機(jī)的安全無(wú)保證。河北省邢臺(tái)地區(qū)1966年曾發(fā)生了6.9級(jí)地震,震中附近水閘的機(jī)架橋排架根部,多數(shù)被折毀。
弧形閘門的閘室長(zhǎng)、閘墩受力較為復(fù)雜,配鋼筋多、閘墩厚,投資較高,同時(shí)防潮閘在擋水時(shí),水位有時(shí)下游高于上游,有時(shí)上游高于下游,即受力方向是變化的,弧形閘門的支鉸與支臂、支臂與門葉的聯(lián)接也需要進(jìn)行加強(qiáng)和改進(jìn)?;⌒伍l門還有一個(gè)缺點(diǎn),就是支鉸處對(duì)閘墩有個(gè)側(cè)向推力,它的作用點(diǎn)較高,閘墩底板處產(chǎn)生的彎矩較大,對(duì)閘底板采用井柱樁基礎(chǔ)和分離式閘底板是很不利的。
國(guó)內(nèi)過(guò)去建成的防潮閘一般采用雙扉式平板閘門(即分為上、下兩扇閘門,分別用兩臺(tái)啟閉機(jī)控制啟閉),以減小機(jī)架橋的高度,但其投資比直升式平板閘門要高30%左右。
3.升臥式平板閘門的特點(diǎn)及存在問(wèn)題
3.1升臥式平板閘門的特點(diǎn)
升臥式平板閘門吸取了直升式平板閘門和弧形閘門的優(yōu)點(diǎn),使平板閘門在弧形軌道上作弧形運(yùn)動(dòng),分為向上游轉(zhuǎn)動(dòng)和向下游轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)方式與吊耳位置有關(guān))。這樣可以降低工作橋的排架高度,從而提高耐震性能,可在防潮閘及溢洪道工作閘門中使用。
升臥式平板閘門在擋水時(shí)是直立的,在提升時(shí)先直升一段,然后閘門的頂部向下游或上游轉(zhuǎn)動(dòng),至閘門全開(kāi)時(shí),閘門呈水平狀臥于閘墩的上部,即平板閘
門作近似弧形門的運(yùn)行。承受水壓的主軌道自上而下成直軌、弧軌和斜軌段,主軌對(duì)側(cè)的反軌皆為直軌,閘門吊點(diǎn)位于門底(靠近下主梁)面板上游或下游側(cè)。
向下游轉(zhuǎn)動(dòng)的升臥式平板閘門,一般將閘門設(shè)置在閘室段的尾部,所以擋水后閘門前的閘室有較大的水重,有利于閘的穩(wěn)定,也使地基應(yīng)力較均勻,同時(shí)閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與水壓力使閘門轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一致,啟閉力較小。
向上游轉(zhuǎn)動(dòng)的升臥式平板閘門由于在小開(kāi)度時(shí)與水壓力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,因此閘門需升高到一定開(kāi)度時(shí)才能開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),故其機(jī)架橋要比向下游轉(zhuǎn)動(dòng)的升臥式平板閘門稍高一些,但仍比平板直升閘門降低約50%門高。
3.2升臥式平板閘門和直升閘門的主要區(qū)別。
升臥式平板閘門主要在閘門和門槽埋件上和直升閘門有以下不同:
?。?)門葉不進(jìn)入左右兩門槽內(nèi),即門葉寬度略小于閘孔凈寬,每側(cè)間隙為3—4厘米,以使閘門能在閘孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng);
?。?)閘門的支承采用四個(gè)懸臂式主輪,閘門僅此四個(gè)懸臂式主輪伸入閘墩的門槽內(nèi),并使上、下主輪的運(yùn)行軌跡不同,以達(dá)到升臥的要求;
?。?)側(cè)止水裝置不進(jìn)入門槽內(nèi),而是裝在面板兩側(cè)與閘墩表面的導(dǎo)軌嚴(yán)密接觸來(lái)封水;
?。?)閘門的吊點(diǎn)不設(shè)在門頂,而是設(shè)在閘門上游側(cè)或下游側(cè)的下部,以促使閘門在啟升中門頂向下游或上游轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí),要將吊點(diǎn)向上游或下游伸出一段距離,其作用:一是能容納啟閉機(jī)的動(dòng)滑輪組;二是使啟門力作用線與門重心點(diǎn)形成一個(gè)偏心,啟門時(shí)無(wú)論有否水壓力,也能形成閘門向后仰的力矩,保證閘門上升中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
(5)門槽的形狀,上游面仍為一鉛直形,但下游面的上部門槽為一向下游或上游彎曲的弧形軌道,使上主輪行走到此段后,門頂逐步向下游或上游轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.升臥式平板閘門的主要問(wèn)題。
升臥式閘門存在的問(wèn)題主要有以下三點(diǎn):
?。?)根據(jù)受力要求,向下游轉(zhuǎn)動(dòng)的升臥式閘門須吊點(diǎn)在上游水體內(nèi),啟閉機(jī)的動(dòng)滑輪組和鋼絲繩長(zhǎng)期浸水容易銹蝕,縮短了動(dòng)滑輪組和鋼絲繩的使用壽命;
?。?)在使用中,閘門面向上游部分面板提升后方向朝下,除銹涂漆不如直升式閘門方便;
(3)向上游轉(zhuǎn)動(dòng)的升臥式平板閘門由于在小開(kāi)度時(shí)與水壓力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,故需要的啟閉力較大,不利于閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)。
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