CN102051870A - 一种柔性连环钢闸门及其支撑启闭装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种柔性连环钢闸门及其支撑启闭装置，属水利工程技术领域，它主要由平板钢闸门(1)、闸门支铰(2)、与供排水系统联通的圆筒形橡胶袋(7)、橡胶袋上部法兰(6)、橡胶袋下部连接件(8)、底部止水(3)，侧向止水(18)以及门间连环等构成，钢闸门由钢面板与轻型型钢梁格系统焊接而成，相邻闸门以止水和连环扣件联系，闸门通过活页与底板内预埋件(5)连接，靠橡胶袋充放水后的伸缩来控制闸门的启闭，本发明具有中墩少、不阻水、门体轻薄、启闭人工可控、所需充放水量少、造价低、使用方便等优点，可广泛应用于山区河道及小水电工程中。

Description

一种柔性连环钢闸门及其支撑启闭装置

技术领域

本发明属于水工钢结构或水利水电工程领域。具体讲是提供一种柔性连环钢闸门及其支撑启闭装置。

背景技术

闸门是水闸中必不可少一个重要组成部分，用来调节流量和上下游水位、宣泄洪水和排放泥沙等，以获得防洪、灌溉、引水发电、排沙等效益。闸门的形式较多，按结构形式可分为：平板闸门、弧形闸门、翻板闸门等。其中翻板闸门因其结构简单，无须修建高大的工作桥，运行管理方便，造价低等特点被广泛应用于一般河渠以及坡陡流急且流量较大的山区河道上。早期的翻板闸门多采用钢筋混凝土框架结构，不设启闭设备，造价虽低，但在翻转过程中产生周期性的拍打门墩现象，容易造成闸门的受损，而且也不能人为控制条件流量，一定程度上影响了翻板闸门的推广。近年来翻板门逐渐发展为液压翻板门，门体材料采用钢材，并由固定支铰(安置在闸墩两侧的支墩上)支撑，配置液压启闭机作为控制设备，门叶采用平板钢结构，绕支铰中心作90°转动。通过设置支撑垫缓冲拍振作用。但该种闸门仍存在以下缺点和不足：1)闸门翻倒后横卧在水流中，门上为堰流，门下为孔流，一定程度上影响泄流，且过流时易产生闸门振动现象；2)由于作为闸门支撑结构的固定支铰位于闸墩上，故每扇闸门都必须由闸墩分隔固定，而较多的闸墩既增大了工程投资，又束窄了过流断面，影响泄洪；3)检修、维护不方便。

近期一些技术人员对此进行了不断改进，如：无中墩可倒伏钢闸门(专利申请号：200810014314.1)将闸门通过活页连接在闸底板上，以液压装置推拉支撑架来启闭闸门，但由于支撑架不能伸缩，且液压启闭的传动执行元件伸缩度有限，闸门平卧时，整个装置所占的长度较长，使得底板的混凝土工程量较大，若底板为高出河(渠)底的堰，则工程量更大。另外，闸门自平卧状态向上翻起时，由于力臂很小，不得不采用较大的启门力。又如：橡胶坝钢闸门(专利申请号：200520087469.X)采用钢闸门下设橡胶坝的形式，靠橡胶坝的充放水来启闭闸门，但由于橡胶坝坝体靠近闸门与底板的连接处，故其作用力臂较小，坝体压力大，且橡胶坝用材较多，充盈坝体所需水量多，充排水时间较长，不利快速启闭。

发明内容

本发明的目的在于针对上述普通翻板闸门和液压翻板闸门的问题，提出一种新型闸门装置，该装置可节约投资，提高过流能力，避免闸门的拍振，且可灵活启闭，经济实用。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：整套系统主要由平板钢闸门、闸门支铰、与供水系统联通的启闭装置及止水、门间连环等构成。其中启闭装置包括圆筒形橡胶袋、橡胶袋上部法兰、橡胶袋下部连接件。止水包括侧向止水与底部止水。闸门由钢面板与轻型型钢梁格系统焊接而成；相邻闸门以止水和连环扣件联系，可以多门一联，联间以闸墩分隔，每联两侧的闸门与闸墩的接触部分安装橡胶止水带；闸门支铰与圆筒橡胶袋上部的法兰相连，圆筒橡胶袋上部与法兰套接，圆筒橡胶袋下部通过法兰与闸底板连接，闸门底部通过活页与底板相连。开启水泵通过供水管路向各个圆筒橡胶袋充水，可将闸门顶起挡水；打开管路的放水阀门，将圆筒橡胶袋中的水放掉，又可使闸门卧倒，泄放水流。

该发明的创新点具体体现在：采用可充放水的圆筒状橡胶袋作为支撑和启闭机构，与液压启闭的传动执行元件相比，在伸缩性方面具有无法比拟的优势，可最大限度地缩小启闭装置所占空间，有效缩短了底板的衬砌量或闸下溢流堰的工程量；启闭装置的安装位置合理，在闸门开启的任意角度都具有较大的作用力臂，大幅减小了橡胶袋内的水压力；橡胶材料用量少，充放水量少，启闭速度快。

以上创新点对于降低工程造价，提高运行的灵活性和过流能力具有显著效果，和目前国内外同类技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步，并且能够产生以下积极有用的效果：

1)可较精确地控制水位和流量；2)大大减少了闸墩数量，增大了过流断面并可显著降低工程投资；3)闸门翻倒后紧贴闸底板，门体本身不阻水，全部为堰流，加大了过流量；4)启闭可由人工控制，避免了闸门骤然启闭，从而避免了拍振现象；5)充放水量较少，启闭速度快；6)工程量小，经济实用；7)相对于传统的嵌入闸墩门槽中的闸门，本发明的闸门在保证不漏水且门间橡胶止水带变形不超限度的条件下，允许较大的弹性变形，可适当降低闸门刚度，节省钢材；8)本发明还开发了闸门的结构优化设计程序，可根据实际挡水高度和单扇闸门的宽度优化面板厚度、梁格型钢的型号和支撑点的位置等，节省钢材用量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为闸门结构示意图。

图中：1为闸门，2为为橡胶袋与闸门连接的支铰，3为闸门与闸底板连接处的橡胶止水，4为带凹槽的闸底板，5为闸门与底板连接处的活页及底板内预埋件，6为带凹槽的法兰，7为圆筒橡胶袋，8为套接法兰，9为单个圆筒橡胶袋的充放水管，10为充放水干管，11为闸门面板，12为闸门的上横梁，13为闸门的中横梁，14为闸门的下横梁，15为闸门纵梁，16为圆钢管、17为交叉梁、18为侧橡胶带止水、19为闸底板凹槽。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种由橡胶袋支撑启闭的连环薄钢闸门是通过以下方式加以实现的：闸门由上横梁12、中横梁13、下横梁14、多根纵梁15、交叉梁17组成的梁格系统与钢面板11、圆钢管16焊接而成，闸门两侧通过压条和螺栓安装橡胶止水带18，并通过橡胶止水带及扣环与与相邻闸门连接，若相邻为闸墩，则将橡胶止水带换为P型止水，闸门底部通过活页与预埋件5与底板4连接，活页之上以橡胶止水带3连接闸门和底板，闸门支铰2与圆筒橡胶带的上部法兰6连接，带凹槽的法兰6与圆筒橡胶带套接，并以钢箍加固，圆筒橡胶袋下部与套接法兰8相连，同样以钢箍加固，法兰8与底板凹槽19中的预埋件以螺栓相连，圆筒橡胶袋的充放水管9前端与充放水干管相连，后端埋入混凝土底板，其出口与圆筒橡胶袋相通，闸门关闭时，与充放水干管10相连的水泵先开始工作，通过充放水干管10及各圆筒橡胶袋的充放水管9向圆筒橡胶袋充水，闸门随即被充水的圆筒橡胶袋顶起。当达到所要求的位置时停泵。当闸门需要开启时，打开管路的泄水阀门放水，随着各圆筒橡胶袋中水被排除，则闸门逐渐卧倒，与堰顶齐平。

Claims (5)

1.一种柔性连环钢闸门及其支撑启闭装置，包括平板钢闸门(1)、闸门支铰(2)、与供水系统联通的启闭装置、止水以及门间连环扣件，其特征在于所述钢闸门由钢面板与轻型型钢梁格系统焊接而成，相邻钢闸门之间通过所述止水与所述连环扣件联系，钢闸门通过活页和底板内预埋件(5)与闸底板连接。

2.根据权利要求1所述的由充水橡胶袋支撑启闭的连环薄钢闸门，其特征在于所述的启闭装置具有可伸缩的圆筒橡胶袋(7)、上部法兰(6)、下部法兰(8)、冲放水管路(9，10)，圆筒橡胶袋在水力作用下伸缩，控制闸门启闭。

3.根据权利要求1所述的由充水橡胶袋支撑启闭的连环薄钢闸门，其特征在于所述的钢闸门具有上横梁(12)、中横梁(13)、下横梁(14)、多根纵梁(15)、交叉梁(17)组成的梁格系统与钢面板(11)，该钢闸门结构门体轻薄，且具有一定柔性，在不影响止水工作的前提下，允许较大的弹性变形。

4.根据权利要求1所述的由充水橡胶袋支撑启闭的连环薄钢闸门，其特征在于所述的钢闸门底部具有圆钢管(16)，利于闸门转动。

5.根据权利要求1所述的由充水橡胶袋支撑启闭的连环薄钢闸门，其特征在于所述的闸底板具有凹槽(19)，所述启闭装置的下部设于凹槽(19)中，保证闸门翻倒后与闸底板平齐。

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