CN103410127A

CN103410127A - 一种低堰高闸气动景观闸的构筑方法及结构

Info

Publication number: CN103410127A
Application number: CN2013103281784A
Authority: CN
Inventors: 李云峰; 杨薇; 陶光慧; 何伟; 黄臣勇; 王德丽; 覃志强; 徐国杨; 安兴轶; 熊杰
Original assignee: Guizhou Survey and Design Research Institute for Water Resources and Hydropower
Current assignee: Guizhou Survey and Design Research Institute for Water Resources and Hydropower
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2013-11-27

Abstract

本发明公开了一种低堰高闸气动景观闸的构筑方法及结构。该方法采用低溢流堰结构，以确保河道排淤和行洪能力；沿着溢流堰1宽度方向设有一组气动闸，每扇气动闸之间通过中间止封5连接，形成整体闸坝；整体闸坝中的整组气动闸采用同步启闭方式，通过闸坝升伏控制河道上游水位高度以满足景观要求。本发明的闸门采用盾形不锈钢结构外形新颖美观；整个闸坝可采用多级水闸组合结构，不受河道宽度限制，适用范围广；在河道中间不用设置影响景观的闸墩及支承墩等结构，造型简洁；翻转动力采用双气囊顶升技术，具有环保、节能、低碳的特点，双气囊翻转过程平稳；采用抑制带限制闸门的行程和高度运行更加安全可靠，本发明可与水位监控等系统联动进行自动调节控制。

Description

一种低堰高闸气动景观闸的构筑方法及结构

技术领域

本发明涉及一种低堰高闸气动景观闸的构筑方法及结构，属于水利工程技术领域。

背景技术

随着人民物质生活水平的不断提高，人们对生活环境、城市景观等的向往也日益提高。近10多年来，国内及我省已经建设完成了多座用于抬高城市河道水位，营造城市水景观，改善城市水环境的景观水闸，我省目前已建成的景观水闸中大多为水力自控翻板闸门，在洪水期利用闸门上、下游水位差使闸门自动翻转打开泄洪，洪水期过后利用闸门自重自动回翻使闸门蓄水形成河面景观。但因其设计理论计算值与实际水流情况存在一定的差异，并且水流中夹带的杂物无法控制，时常会卡阻闸门的转动部位，加之运行管理及维护不便，使之水力自控翻板闸门运行一定年限之后较难正常开启和关闭。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种低堰高闸气动景观闸的构筑方法及结构。为城市河道景观改造提供一种结构更加安全、运行更为可靠，形式更为新颖、外观更加美观，功能更为齐全的景观水闸。

本发明的技术方案：

一种低堰高闸气动景观闸的构筑方法，该方法采用低溢流堰结构，以确保河道排淤和行洪能力；沿着溢流堰宽度方向设有一组气动闸，每扇气动闸之间通过中间止封连接，形成整体闸坝；整体闸坝中的整组气动闸采用同步启闭方式，通过闸坝升伏控制河道上游水位高度以满足景观要求。

前述方法中，所述气动闸包括闸门，闸门底边通过主锚栓组件压紧夹铸具中的铰链盖板楔型头实现闸门与基础的铰链连接，闸门以铰接点为支点向上游方向旋转时为蓄水状态，通过调整旋转角度控制河道上游水位以满足不同景观要求；闸门以铰接点为支点向下游方向旋转至平放在溢流堰上时为最大泄洪状态，以满足河道的排淤和行洪能力。

前述方法中，所述闸门采用盾形不锈钢构件，闸门的迎水面通过不同曲率的弧形面构成过流能力最大的实用堰曲线。

前述方法中，所述闸门以铰接点为支点的旋转由设在铰接点下游侧闸门背部的气囊提供动力；当气囊充气时，通过气囊将闸门顶起，使闸门以铰接点为支点向河道上游方向旋转；当气囊放气时，闸门在自重作用下缓慢向河道下游方向旋转，直至闸门平放在溢流堰上。

前述方法中，所述闸门的背水面设有与溢流堰连接的抑制带，通过抑制带限制上游闸门的行程和高度，确保气囊充气时闸门不会向上游方向倒翻。

前述方法中，所述气囊通过夹铸具固定在主锚栓组件上，通过供气系统对气囊进行充气；气囊是高分子材料制成的楔形双气囊，以确保闸门动作的可靠性和气囊受力的均匀性。

根据前述方法构成的气动景观闸结构，包括设在河道横截面上的溢流堰，沿溢流堰宽度方向的上游侧设有一组主锚栓组件，一组主锚栓组件经铰链盖板和夹铸具与一组闸门底边铰接，铰链盖板的楔型头嵌入夹铸具的凹槽中，通过主锚栓组件压紧夹铸具实现闸门的铰接；相邻闸门之间经中间止封连接；每扇闸门铰接点的下游侧的门背底部均设有气囊。

前述结构中，所述气囊为楔形双气囊；气囊经夹铸具与主锚栓组件连接；所述溢流堰中设有气管，气管与气囊的进气口连接。

前述结构中，所述闸门的背水面设有抑制带，抑制带一端与闸门背水面的上部连接，抑制带另一端与溢流堰上的预埋拉件连接。

前述结构中，所述闸门的形状为盾形不锈钢结构，闸门的迎水面为不同曲率的弧形面构成的实用堰曲线。

与现有技术相比，本发明的闸门采用盾形不锈钢结构为城市河道景观改造提供一种外形新颖美观的景观水闸。整个闸坝可以采用多级水闸组合结构，不受河道宽度限制，适用范围广。在河道中间不用设置影响景观的闸墩及支承墩等结构，造型简洁。翻转动力采用双气囊顶升技术，具有环保、节能、低碳的特点；双气囊翻转过程平稳，运行更加安全可靠，本发明的景观水闸可以与水位监控等系统联动进行自动调节控制。

附图说明

图1是本发明蓄水状态的结构示意图；

图2是本发明泄洪状态的结构示意图；

图3是图1中闸门铰接点处的局部放大图；

图4是闸门倒伏时由下游向上游方向看的示意图。

附图中的标记为：1-溢流堰、2-主锚栓组件、3-闸门、4-铰链盖板、5-中间止封、6-气囊、7-夹铸具、8-抑制带、9-预埋拉件、10-气管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。

一种低堰高闸气动景观闸的构筑方法，如图1-3所示。该方法采用低溢流堰结构，以确保河道排淤和行洪能力；沿着溢流堰1宽度方向设有一组气动闸，每扇气动闸之间通过中间止封5连接（见图4），形成整体闸坝；整体闸坝中的整组气动闸采用同步启闭方式，通过闸坝升伏控制河道上游水位高度以满足景观要求。所述气动闸包括闸门3，闸门底边通过主锚栓组件2压紧夹铸具7中的铰链盖板4楔型头实现闸门与基础的铰链连接，闸门3以铰接点为支点向上游方向旋转时为蓄水状态，通过调整旋转角度控制河道上游水位以满足不同景观要求；闸门3以铰接点为支点向下游方向旋转至平放在溢流堰1上时为最大泄洪状态，以满足河道的排淤和行洪能力。所述闸门3采用盾形不锈钢构件，闸门的迎水面通过不同曲率的弧形面构成过流能力最大的实用堰曲线。所述闸门以铰接点为支点的旋转由设在铰接点下游侧闸门背部的气囊提供动力；当气囊6充气时，通过气囊6将闸门3顶起，使闸门以铰接点为支点向河道上游方向旋转；当气囊放气时，闸门3在自重作用下缓慢向河道下游方向旋转，直至闸门3平放在溢流堰1上。闸门的背水面设有与溢流堰连接的抑制带8，通过抑制带限制上游闸门的行程和高度，确保气囊充气时闸门不会向上游方向倒翻。所述气囊3通过夹铸具7固定在主锚栓组件2上，通过供气系统对气囊进行充气；气囊是高分子材料制成的楔形双气囊，以确保闸门动作的可靠性和气囊受力的均匀性。

根据前述方法构成的气动景观闸结构，如图1-3所示。包括设在河道横截面上的溢流堰1，沿溢流堰1宽度方向的上游侧设有一组主锚栓组件2，一组主锚栓组件2经铰链盖板4和夹铸具7与一组闸门3底边铰接，铰链盖板4的楔型头嵌入夹铸具7的凹槽中，通过主锚栓组件2压紧夹铸具7实现闸门的铰接；相邻闸门3之间经中间止封5连接（见图4）；每扇闸门3铰接点的下游侧的门背底部均设有气囊6。气囊6为楔形双气囊；气囊6经夹铸具7与主锚栓组件2连接；，所述溢流堰1中设有气管10，气管10与气囊6的进气口连接。所述闸门3的背水面设有抑制带8，抑制带8一端与闸门背水面的上部连接，抑制带8另一端与溢流堰1上的预埋拉件9连接。闸门3的形状为盾形不锈钢结构，闸门的迎水面为不同曲率的弧形面构成的实用堰曲线。

实施例

本例以贵阳市南明河红岩桥至叶家庄河段综合治理工程为例。由于该河段位于市区，所以对水坝工程的要求较高，不但要求遇洪水时能够及时有效的排洪，平时还可以抬高水位，便于营造水景观，为市民提供浏览休闲场所。

为了满足工程要求，根据该河段的宽度，采用四块宽度为60米的不锈钢闸门3作为挡水闸。四块闸门中，其中设在中间的有一块高度略低一些为8.18米，造成中间先泄水，以减小对河边的冲击力。其余的高度均为8.205米。四块闸门一字排开安装在河道中的溢流堰1长度方向上。相邻闸门之间通过中间止封5连接，防止水从两块闸门之间的缝隙泄出。四块闸门采用同步启闭方式，以简化调度方案。闸门采用盾形结构，闸门的迎水面由不同曲率的圆弧面构成过流能力最大的实用堰曲线，不但能有效提高断面泄洪能力和防止闸室底板混凝土受水流冲刷现象，提高工程的安全性和耐久性。而且在外观上也满足了景观要求，外形新颖美观。

在造型方面，闸门的底部与预埋在溢流堰上的一组主锚栓组件2铰接，四块闸门形成的整个闸坝象一个大翻板，翻板翻起来后，可以在河道上游蓄水满足营造水景的要求。当洪水来了，可以将整个闸坝放倒，使整个闸坝平铺在溢流堰上，保证河道行洪能力，降低洪水水面线。同时也可以解决河道淤积问题。闸门的上翻转动力采用气囊充气的原理将闸门顶起，闸门的下降采用气囊放气，利用闸门自重缓慢下降。闸门的翻转过程平稳，气囊采用进口高分子材料双气囊，材料环保，双气囊可保证翻转的可靠性，气囊充气后，象两个大球，结构简洁美观。

在连接结构上，在进行溢流堰施工时，预埋与闸门连接的主锚栓组件2和固定抑制带8的预埋拉件9，闸门3的底部固定有铰链盖板4，铰链盖板4一方面与主锚栓组件2铰接，用于支撑闸门3的重量，另一方面铰链盖板4还兼有水封的作用，防止水对铰接点的侵蚀。为了确保，闸门在翻转过程中，超过最高点向上游倾倒，在闸门3的背水面设有抑制带8，通过抑制带限制上游闸门的行程和高度，确保气囊充气过程中闸门全开时不会倒翻。

本发明的闸门可以通过自控技术，根据水情，每级景观水闸之间联合调度。采用水工程远程监控技术，实现工程即时监控、数据共享和即时处理，确保联合调度的可靠性。

本发明通过对贵阳市南明河红岩桥至叶家庄河段河道综合治理工程的实施，以及对该工程建设完成后1-2年实际运行情况的观测、运行情况的反馈，与国内外其它已建设完成正在运行的景观水闸的比较，本发明造型新颖、外形美观、水闸高度及挡水高度较高、多级联合调度布置技术先进、具有环保、节能、低碳的特点。

Claims

1. 一种低堰高闸气动景观闸的构筑方法，其特征在于：该方法采用低溢流堰结构，以确保河道排淤和行洪能力；沿着溢流堰宽度方向设有一组气动闸，每扇气动闸之间通过中间止封连接，形成整体闸坝；整体闸坝中的整组气动闸采用同步启闭方式，通过闸坝升伏控制河道上游水位高度以满足景观要求。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述气动闸包括闸门，闸门底边通过主锚栓组件压紧夹铸具中的铰链盖板楔型头实现闸门与基础的铰链连接，闸门以铰接点为支点向上游方向旋转时为蓄水状态，通过调整旋转角度控制河道上游水位以满足不同景观要求；闸门以铰接点为支点向下游方向旋转至平放在溢流堰上时为最大泄洪状态，以满足河道的排淤和行洪能力。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：所述闸门采用盾形不锈钢构件，闸门的迎水面通过不同曲率的弧形面构成过流能力最大的实用堰曲线。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于：所述闸门以铰接点为支点的旋转由设在铰接点下游侧闸门背部的气囊提供动力；当气囊充气时，通过气囊将闸门顶起，使闸门以铰接点为支点向河道上游方向旋转；当气囊放气时，闸门在自重作用下缓慢向河道下游方向旋转，直至闸门平放在溢流堰上。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于：所述闸门的背水面设有与溢流堰连接的抑制带，通过抑制带限制上游闸门的行程和高度，确保气囊充气时闸门不会向上游方向倒翻。

6.根据权利要求5所述方法，其特征在于：所述气囊通过夹铸具固定在主锚栓组件上，通过供气系统对气囊进行充气；气囊是高分子材料制成的楔形双气囊，以确保闸门动作的可靠性和气囊受力的均匀性。

7.一种根据权利要求1～6任一权利要求所述方法构成的气动景观闸结构，其特征在于：包括设在河道横截面上的溢流堰（1），沿溢流堰（1）宽度方向的上游侧设有一组主锚栓组件（2），一组主锚栓组件（2）经铰链盖板（4）和夹铸具（7）与一组闸门（3）底边铰接，铰链盖板（4）的楔型头嵌入夹铸具（7）的凹槽中，通过主锚栓组件（2）压紧夹铸具（7）实现闸门的铰接；相邻闸门（3）之间经中间止封（5）连接；每扇闸门（3）铰接点的下游侧的门背底部均设有气囊（6）。

8.根据权利要求7所述气动景观闸结构，其特征在于：所述气囊（6）为楔形双气囊；气囊（6）经夹铸具（7）与主锚栓组件（2）连接；所述溢流堰（1）中设有气管（10），气管（10）与气囊（6）的进气口连接。

9.根据权利要求7所述气动景观闸结构，其特征在于：所述闸门的背水面设有抑制带（8），抑制带（8）一端与闸门背水面的上部连接，抑制带（8）另一端与溢流堰（1）上的预埋拉件（9）连接。

10.根据权利要求7所述气动景观闸结构，其特征在于：所述闸门（3）的形状为盾形不锈钢结构，闸门的迎水面为不同曲率的弧形面构成的实用堰曲线。