CN105883324A - 一种集鱼箱垂直提升与水平转运系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集鱼箱垂直提升与水平转运系统，包括竖向支撑框架，竖向支撑框架顶端设有顶盖，竖向支撑框架中部设有横向支撑框架，横向支撑框架中部开有移动缺口，移动缺口两侧顶部安装有卷扬机轨道，卷扬机轨道上设有转运台车，转运台车上安装有卷扬机，卷扬机底端连接有吊索，吊索末端安装有吊装挂件；上平台表面设有底框架，下平台和底框架顶端均安装有台车轨道，台车轨道上设有转运台车，转运台车上设有与所述吊装挂件相匹配的集鱼箱。本发明有效缓解了水利水电工程开发对水生生态环境的不利影响，为建设绿色环保型水利水电工程提供了有力的科技支撑，经济、社会、环境效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电工程环境保护技术领域，具体涉及一种集鱼箱垂直提升与水平转运系统。
背景技术
水利水电工程开发涉及的坝址上下游鱼类交流通道阻隔及鱼类基因交流问题是其建设与运行最主要且最迫切需要解决的环境问题，为此，环境保护行政主管部门一般都针对水利水电工程开发涉及的保护鱼类及受影响程度情况，提出了坝址上下游过鱼设施建设、运行及相关研究的要求，如鱼道、鱼闸、升鱼机、集运鱼系统或者不同组合方式的过鱼措施等，以期实现区域、流域生态环境的可持续健康发展。
目前，低水头水利水电工程的过鱼技术及相关研究发展较为成熟且应用实例较多，但高水头水库大坝的大落差、长距离的过鱼问题一直都是世界性技术难题，高坝大库过鱼技术的很多核心问题尚未得以研究并解决，技术成熟、过鱼效果较好且便于操作、实施的实例较少，其中，关于高坝大库的大落差、长距离集鱼箱垂直提升与水平转运的上坝、过坝问题，更是缺乏较为有效的方法。
因此，从环境保护角度出发，创新性的研究操作性强、有效的大落差、长距离集鱼箱垂直提升与水平转运的上坝、过坝技术，建设绿色环保型水利水电工程，是势在必行并符合建设生态文明需要的。
发明内容
本发明旨在提供一种集鱼箱垂直提升与水平转运系统，以达到有效缓解水利水电工程开发对水生生态环境的不利影响，确保水利水电工程经济、环境及社会效益兼备，实现建设绿色环保型水利水电工程的目的。
本发明是通过如下技术方案予以实现的：
一种集鱼箱垂直提升与水平转运系统，包括分别安装在大坝的下平台和上平台上的四根竖向支撑框架，竖向支撑框架顶端设有顶盖，竖向支撑框架中部设有横向支撑框架，横向支撑框架中部开有移动缺口，移动缺口两侧顶部安装有卷扬机轨道，卷扬机轨道上设有转运台车，转运台车上安装有卷扬机，卷扬机底端连接有吊索，吊索末端安装有吊装挂件；所述上平台表面设有底框架，下平台和底框架顶端均安装有台车轨道，台车轨道上设有转运台车，转运台车上设有与所述吊装挂件相匹配的集鱼箱。
所述转运台车顶端中部开有凹槽，所述集鱼箱设置在该凹槽内，转运台车内设有电机，转运台车两侧通过脚轮设置在台车轨道。
所述集鱼箱为敞开结构，箱体为不锈钢材质且其长宽高均为1.0-2.0m，箱体四面侧板厚度为5-15mm，底板厚度为10-20mm，储水高度为箱体高度的3/5-4/5，顶部为开敞层。
所述台车轨道端部设有防撞墩，防撞墩长0.3m、宽0.3m、高0.5m，防撞墩内侧安装有6.0mm厚的防撞钢板。
所述竖向支撑框架有4根且其中两根设置在大坝的下平台上，另外两根设置在底框架上。
所述竖向支撑框架、横向支撑框架、顶盖、底框架均为钢筋混凝土结构。
所述卷扬机轨道两端均安装有边墩，边墩长0.3m、宽0.3m、高0.5m。
所述凹槽的深度为20-30cm，长和宽均为1.6m，凹槽内底面和侧壁均设置有2-4cm厚的绝缘橡胶隔震垫。
所述转运台车的额定驱动速度为20-30m/min，卷扬机的额定速率为8-15m/min。
上述集鱼箱垂直提升与水平转运系统的使用方法包括以下步骤：
(A)将集鱼箱放置在大坝下游水域内进行鱼类采集；
(B)采集完成后将集鱼箱放置在下平台上的转运台车上并输送至竖向支撑框架范围内；
(C)卷扬机底部的吊索伸长并将吊索末端的吊装挂件与集鱼箱顶部相连；
(D)卷扬机启动并将吊索收卷在转轮上实现集鱼箱的起吊；
(E)当集鱼箱底端高于上平台后卷扬机制动，启动卷扬机轨道上的转运台车，转运台车拉动集鱼箱移动至上平台顶部；
(F)卷扬机放线使吊索末端的集鱼箱下降并卡装在台车轨道上安装的转运台车顶部；
(G)转运台车启动，内部的电机驱动转运台车向远离竖向支撑框架的方向移动；
(H)将集鱼箱内的鱼群倒入大坝上游水域。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明提供的集鱼箱垂直提升与水平转运系统，根据高坝大库枢纽布置实际，结合其下游集鱼箱大落差、长距离条件下的上坝、过坝要求，通过设置一种集鱼箱垂直提升与水平转运系统，对高坝大库下游集鱼箱进行大落差、长距离条件下的快速、稳定提升与转运上坝、过坝，从而达到高坝大库上下游过鱼并实现鱼类基因交流的目的，以有效缓解水利水电工程开发对水生生态环境的不利影响，为建设绿色环保型水利水电工程提供了有力的科技支撑，经济、社会、环境效益显著。
附图说明
图1是本发明的纵向剖面示意图；
图2是本发明的横向剖面示意图；
图3是本发明中集鱼箱水平转运结构示意图；
图中：1-吊装挂件；2-开敞层；3-集鱼箱；4-吊索；5-卷扬机；6-卷扬机轨道；7-边墩；8-转运台车；9-脚轮；10-凹槽；11-电机；12-防撞墩；13-台车轨道；14-防撞墩；15-竖向支撑框架；16-顶盖；17-下平台；18-上平台，19-移动缺口，20-横向支撑框架，21-底框架。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
如图1-3所示，本发明提供的集鱼箱垂直提升与水平转运系统，包括分别安装在大坝的下平台17和上平台18上的四根竖向支撑框架15，竖向支撑框架15顶端设有顶盖16，竖向支撑框架15中部设有横向支撑框架20，横向支撑框架20中部开有移动缺口19，移动缺口19两侧顶部安装有卷扬机轨道6，卷扬机轨道6上设有转运台车8，转运台车8上安装有卷扬机5，卷扬机5底端连接有吊索4，吊索4末端安装有吊装挂件1；所述上平台18表面设有底框架21，下平台17和底框架21顶端均安装有台车轨道13，台车轨道13上设有转运台车8，转运台车8上设有与所述吊装挂件1相匹配的集鱼箱3。
所述转运台车8顶端中部开有凹槽10，所述集鱼箱3设置在该凹槽10内，转运台车8内设有电机11，转运台车8两侧通过脚轮9设置在台车轨道13。
所述集鱼箱3为敞开结构，箱体为不锈钢材质且其长宽高均为1.0-2.0m，箱体四面侧板厚度为5-15mm，底板厚度为10-20mm，储水高度为箱体高度的3/5-4/5，顶部为开敞层2。
所述台车轨道13端部设有防撞墩14，防撞墩14长0.3m、宽0.3m、高0.5m，防撞墩14内侧安装有6.0mm厚的防撞钢板。
所述竖向支撑框架15有4根且其中两根设置在大坝的下平台17上，另外两根设置在底框架21上。
所述竖向支撑框架15、横向支撑框架20、顶盖16、底框架21均为钢筋混凝土结构。
所述卷扬机轨道6两端均安装有边墩7，边墩7长0.3m、宽0.3m、高0.5m。
所述凹槽10的深度为20-30cm，长和宽均为1.6m，凹槽10内底面和侧壁均设置有2-4cm厚的绝缘橡胶隔震垫。
所述转运台车8的额定驱动速度为20-30m/min，卷扬机5的额定速率为8-15m/min。
实施例：贵州省北盘江马马崖一级水电站
(1)工程概况
马马崖一级水电站为II等大(2)型工程，为堤坝式开发，其坝址位于关岭县与兴仁县交界处的北盘江干流，坝址以上控制流域面积16068.0km2，坝址处多年平均流量309.0m3/s；工程开发任务以发电为主，航运次之，兼顾保障下游生态环境、景观用水；水库正常蓄水位585.0m，相应库容1.365亿m3，死水位570.0m，调节库容0.732亿m3，具有日调节性能；电站装机容量558MW，保证出力97MW，多年平均发电量15.92亿kW·h；枢纽建筑物包括碾压混凝重力坝、引水系统、左岸地下厂房和通航建筑物组成。马马崖一级水电站碾压混凝土重力坝长250.2m，坝顶高程592.0m，坝底高程483.0m，最大坝高109.0m，坝顶宽10.0m，最大坝底宽度91.44m。
(2)过鱼对象
马马崖一级水电站涉及河段有鱼类目9科9亚科35属48种，其中有《中国濒危动物红皮书·鱼类》易危鱼类：叶结鱼、乌原鲤和长臀鮠等3种，珠江水系特有鱼类叶结鱼、乌原鲤、长臀鮠、卷口鱼和长尾鮡等5种。叶结鱼、乌原鲤、长臀鮠、卷口鱼、长尾鮡等5种鱼类在马马崖一级水电站坝址上下游均有分布，且具有短距离洄游现象，因此，工程重点将以上鱼类作为过坝入库对象，以达到实现坝址上下游珍稀保护鱼类交流的目的。
(3)集鱼箱系统
马马崖一级水电站下游集鱼箱垂直提升与水平转运系统下平台17设置在大坝下游左岸的518.0m高程平台处，距离坝轴线86.0m，距离厂房尾水平台100.0m，上平台布设在下厂房路旁高程580.0m平台处，集鱼箱垂直提升高程62.0m，集鱼箱到达上平台18高580.0m高程之后再通过汽车运输方式运至库区泄放。
集鱼箱3为开敞式，荷载6.0t；吊装挂件1为钢结构支架吊装挂钩型式，荷载8.0t；集鱼箱3重6.0t；箱体长1.5m、宽1.5m、高2.0m，为不锈钢材质，顶部无盖板，箱体四壁及底部采取密封处理，箱体四面侧板厚度为6.0mm、四周侧梁厚度为20.0mm，箱体底板厚度为12.0mm、底横梁厚度为35.0mm；开敞层2高度为40.0cm，储水层高度为160.0cm。
卷扬机5型号为JM0.3型，安装在585.0m高程的横向支撑框架20上，以电机10为动力，经过弹性联轴节、三级封闭式齿轮减速箱、牙嵌式联轴节驱动卷筒，采用电磁制动，具有结构简单、操作方便、安全可靠、效率高、起重能力大等特点，起重吨位12.0t，卷扬机5卷筒上的Φ30钢丝牵引索额定速度为15.0m/min；卷扬机5底部四周的轨道脚轮采取倒U型钢结构定向轮型式，以搭接卷扬机移动轨道，其直径为0.3m。卷扬机轨道6采用碳素钢钢结构材料锚固铺设，采用工字钢轨道型式，以搭接脚轮9，轨道两端带有钢筋混凝土边墩7，边墩7长0.3m、宽0.3m、高0.5m。
转运台车8及台车轨道13在下平台17、上平台18均予以布设，采用电机10作为动力来源，转运台车8底部带有直径0.3m倒U型钢结构定向脚轮9，台车轨道13两端设置有钢筋混凝土的防撞墩14，防撞墩14长0.3m、宽0.3m、高0.5m，防撞墩14靠台车运行一侧设置有6.0mm厚的防撞钢板。转运台车8为钢结构，顶面为四方形，顶面长和宽均为2.0m，顶面凹槽底面及四周设有绝缘橡胶隔震垫，隔震垫厚度为4.0cm，凹槽深度为30.0cm，凹槽长度与宽度均为1.6m。转运台车8内的电机10额定驱动速度为25.0m/min，以确保载重时平稳、安全。台车轨道13采用碳素钢钢结构材料锚固铺设，采用工字钢轨道型式，以搭接脚轮9。
马马崖一级水电站集鱼箱垂直提升与水平转运系统的竖向支撑框架15、顶盖16、底框架21和横向支撑框架20结构在下平台17与上平台18分别布设。下平台17两根竖向支撑框架15高69.5m、长2.7m、宽2.2m，基础埋深5.0m；上平台18两根竖向支撑框架15高7.5m、长2.5m、宽2.2m，基础埋深1.5m；底框架21长130.0m、宽2.2m、高0.4m；卷扬机轨道6及顶盖长12.0m,、宽2.2m、高0.7m。
具体的使用方法为：将集鱼箱3放置在大坝下游水域内进行鱼类采集；采集完成后将集鱼箱3放置在下平台17上的转运台车8上并输送至竖向支撑框架15范围内；卷扬机5底部的吊索4伸长并将吊索4末端的吊装挂件1与集鱼箱3顶部相连；卷扬机5启动并将吊索4收卷在转轮上实现集鱼箱3的起吊；当集鱼箱3底端高于上平台18后卷扬机制动，启动卷扬机轨道6上的转运台车8，转运台车8拉动集鱼箱3移动至上平台18顶部；卷扬机5放线使吊索4末端的集鱼箱3下降并卡装在台车轨道13上安装的转运台车8顶部；转运台车8启动，内部的电机11驱动转运台车8向远离竖向支撑框架15的方向移动；将集鱼箱3内的鱼群倒入大坝上游水域。
马马崖一级水电站集鱼箱垂直提升与水平转运系统提升集鱼箱高度达62.0m，转运距离130.0m，正常运行情况下，集鱼箱吊装、垂直提升时间约7分钟，集鱼箱转至转运台车、水平转运时间约8分钟，此后再通过汽车运输后于库区泄放，总时间未超半小时，完全满足鱼类在集鱼箱内暂存要求，并达到了电站下游鱼类过坝入库的目的。
Claims (10)
1.一种集鱼箱垂直提升与水平转运系统，其特征在于：包括分别安装在大坝的下平台(17)和上平台(18)上的四根竖向支撑框架(15)，竖向支撑框架(15)顶端设有顶盖(16)，竖向支撑框架(15)中部设有横向支撑框架(20)，横向支撑框架(20)中部开有移动缺口(19)，移动缺口(19)两侧顶部安装有卷扬机轨道(6)，卷扬机轨道(6)上设有转运台车(8)，转运台车(8)上安装有卷扬机(5)，卷扬机(5)底端连接有吊索(4)，吊索(4)末端安装有吊装挂件(1)；所述上平台(18)表面设有底框架(21)，下平台(17)和底框架(21)顶端均安装有台车轨道(13)，台车轨道(13)上设有转运台车(8)，转运台车(8)上设有与所述吊装挂件(1)相匹配的集鱼箱(3)。
2.根据权利要求1所述的集鱼箱垂直提升与水平转运系统，其特征在于：所述转运台车(8)顶端中部开有凹槽(10)，所述集鱼箱(3)设置在该凹槽(10)内，转运台车(8)内设有电机(11)，转运台车(8)两侧通过脚轮(9)设置在台车轨道(13)。
3.根据权利要求1所述的集鱼箱垂直提升与水平转运系统，其特征在于：所述集鱼箱(3)为敞开结构，箱体为不锈钢材质且其长宽高均为1.0-2.0m，箱体四面侧板厚度为5-15mm，底板厚度为10-20mm，储水高度为箱体高度的3/5-4/5，顶部为开敞层(2)。
4.根据权利要求1所述的集鱼箱垂直提升与水平转运系统，其特征在于：所述台车轨道(13)端部设有防撞墩(14)，防撞墩(14)长0.3m、宽0.3m、高0.5m，防撞墩(14)内侧安装有6.0mm厚的防撞钢板。
5.根据权利要求1所述的集鱼箱垂直提升与水平转运系统，其特征在于：所述竖向支撑框架(15)有4根且其中两根设置在大坝的下平台(17)上，另外两根设置在底框架(21)上。
6.根据权利要求1所述的集鱼箱垂直提升与水平转运系统，其特征在于：所述竖向支撑框架(15)、横向支撑框架(20)、顶盖(16)、底框架(21)均为钢筋混凝土结构。
7.根据权利要求1所述的集鱼箱垂直提升与水平转运系统，其特征在于：所述卷扬机轨道(6)两端均安装有边墩(7)，边墩(7)长0.3m、宽0.3m、高0.5m。
8.根据权利要求2所述的集鱼箱垂直提升与水平转运系统，其特征在于：所述凹槽(10)的深度为20-30cm，长和宽均为1.6m，凹槽(10)内底面和侧壁均设置有2-4cm厚的绝缘橡胶隔震垫。
9.根据权利要求1所述的集鱼箱垂直提升与水平转运系统，其特征在于：所述转运台车(8)的额定驱动速度为20-30m/min，卷扬机(5)的额定速率为8-15m/min。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的集鱼箱垂直提升与水平转运系统的使用方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(A)将集鱼箱(3)放置在大坝下游水域内进行鱼类采集；
(B)采集完成后将集鱼箱(3)放置在下平台(17)上的转运台车(8)上并输送至竖向支撑框架(15)范围内；
(C)卷扬机(5)底部的吊索(4)伸长并将吊索(4)末端的吊装挂件(1)与集鱼箱(3)顶部相连；
(D)卷扬机(5)启动并将吊索(4)收卷在转轮上实现集鱼箱(3)的起吊；
(E)当集鱼箱(3)底端高于上平台(18)后卷扬机制动，启动卷扬机轨道(6)上的转运台车(8)，转运台车(8)拉动集鱼箱(3)移动至上平台(18)顶部；
(F)卷扬机(5)放线使吊索(4)末端的集鱼箱(3)下降并卡装在台车轨道(13)上安装的转运台车(8)顶部；
(G)转运台车(8)启动，内部的电机(11)驱动转运台车(8)向远离竖向支撑框架(15)的方向移动；
(H)将集鱼箱(3)内的鱼群倒入大坝上游水域。
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