底軸驅動翻板閘門的原理及特點
水壓力通過懸臂式門葉結構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構,力矩(扭矩)由底橫軸傳遞給液壓啟閉機或鎖定裝置。閘門啟閉運行時, 液壓啟閉機通過拐臂驅動底橫軸轉動,同時使門葉以底橫軸中心為圓心作扇形轉動實現(xiàn)閘門的開啟和關閉。閘門局部開度(或轉角)取決于鎖定裝置的鎖定位置或液壓啟閉機活塞桿持住位置,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。閘門全部關閉時門頂可溢流以達到景觀效果。
2.2 使用條件及優(yōu)缺點分析
底軸驅動翻板閘門適合于閘孔較寬(10~100 m)而水位差比較?。?~7 m)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]。由于可以將孔口設計的比較寬,可以省去數(shù)孔中間閘墩,所以不僅結構簡單,而且可以節(jié)省土建投資。該閘門能夠實現(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、開度無級可調(diào)且調(diào)度方便;啟閉設備隱蔽,門頂過水形成人工瀑布,改善工程景觀效果;另外,該閘型泄洪能力大,臥門時無礙通航。該閘型的主要缺點:總造價相對較高;要求閘基不存在大的不均勻沉陷;不便設置檢修閘門,閘門檢修較困難。
3· 基本布置要求
3.1 閘孔寬度的確定
目前國內(nèi)已建工程中,底橫軸旋轉鋼閘門*閘孔寬度為100 m(蘇州河河口水閘)。閘孔寬度確定主要考慮泄量要求、閘基地質條件、經(jīng)濟指標等因素(見圖2)。如果閘基地質條件較好不存在不均勻沉陷問題,泄量又有要求,閘孔寬度可適當偏大取值;如果閘基地質條件較差,需要選擇較大閘孔寬度時,應對閘基進行打樁、澆筑整體式鋼筋混凝土底板以避免閘基產(chǎn)生不均勻沉陷。但當閘孔寬度大于約45 m 時,由于扭矩使底橫軸產(chǎn)生扭角變形,跨中變形較大,通常將跨中門葉斷開設置柔性止水以便避免兩側啟閉機不同步而產(chǎn)生的巨大閘門內(nèi)力。對于高度較小、閘孔寬度較大的閘門,底橫軸結構尺寸由剛度控制,因而經(jīng)濟指標較差。