CN105951685A - 液压人字钢坝 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压人字钢坝，主要应用于河道及水库的拦水蓄水、农田灌溉、小水电站等水利工程建筑领域。所述液压人字钢坝根据拦水面宽度的不同，由若干块拦水面板单元组成，其每个拦水面板由底轴通过铰链支座牢固连接在坝基中，在每块拦水面板背面，连接一个大液压缸和一个支撑系统，通过控制液压缸的伸缩，带动拦水面板的旋转，从而实现立坝和放坝；当拦水面板到达设计支撑位时，支撑系统将发挥作用，与拦水面板、坝基一起构成一个稳定的三角支撑结构。本发明结构简单，放坝立坝快，安全可靠，经济耐用，不受水质及地域限制。

Description

液压人字钢坝

技术领域

本发明涉及水利工程领域，更具体来说是一种液压人字钢坝。

背景技术

随着人类发展，水资源越来越紧张，为了充分利用好水资源，在河道中通常建设拦水坝，不但要达到拦水蓄水目的，而且不能影响防洪安全，所以拦水坝得到广泛的应用。目前在工程建设中应用的拦水坝有自动翻板坝，橡胶坝，钢坝。

自动翻板坝，在河道中设有一排柱墩，柱墩间设有拦水面板，它有造价低，运行管理方便等优点，但是自动翻板坝存在很多问题，主要包括：一是阻水，经不起特大洪水冲击；二是易被漂浮物卡塞和上游泥沙淤积，造成不能自动翻板而影响防洪安全；三是洪水过后，翻板门再关上时被异物卡住，造成漏水现象；所以目前实际工程中已很少用。

橡胶坝不阻水，造价也不高，目前被广泛应用，但是也存在很多问题，主要包括:易损坏，易老化，升、塌坝时间长，被泥沙掩埋时需人工清理，而且安全性，可靠性较差，使用寿命短。

钢坝闸包括坝面板、设于坝面板底部的底轴及设于坝面板两侧的控制装置，通过控制装置控制底轴转动，以带动坝面板启闭。此种结构，在启闭过程中，钢坝闸的底轴受液压驱动，带动坝面板转动，由于钢坝闸拦水面板是整体机构，跨度比较大，导致底轴粗笨，驱动装置功率较大，造成投资高昂 ；液压驱动对底轴水平度要求非常高，对基础变形敏感，故而对基础土建施工要求非常高，无法适应坝基基础沉降。特别在大跨度河道中，需要修建中继控制泵房，不但阻水明显，致使行洪不畅，而且导致大跨度钢坝闸的液压同步升降控制难度大，底轴易折弯移位，致使使用条件受限制。

发明内容

本发明为了解决现有拦水坝各种技术的不足，提供一种安全可靠，坚固耐用，造价低，寿命长，不受水质及地域限制的液压人字钢坝，其实施方案如下：

一种液压人字钢坝，根据河道拦水面宽度的不同，由若干块拦水面板单元组成，其每个拦水面板由底轴通过铰链支座牢固连接在坝基中，在每块拦水面板背面，只连接一个大液压缸和一个支撑系统，通过控制液压缸的伸缩以及伸缩量的长短，带动拦水面板的旋转，从而实现立坝、放坝和调节拦水高度；当拦水面板到达设计支撑位时，支撑系统将发挥作用，与拦水面板、坝基一起构成一个稳定的三角支撑结构。

进一步的，每块拦水面板的支撑系统包括两根支撑杆，两根支撑杆或独立安装，或通过钢板及型材连接成一个整体，坝基上安装有限位沟装置，限位沟装置下安装有解锁小液压缸，且支撑杆只能做轴向直线运动，不能左右移动；立坝时，当支撑杆到达限位沟装置，支撑杆将掉进限位沟里，此时支撑杆受力，大液压缸将不受力；放坝时，先启动大液压缸，让其将拦水面板顶起，此时支撑杆将脱离限位沟装置，这时顶起小液压缸，填平限位沟装置，再让大液压缸匀速泄压，从而达到平稳缓慢放坝。

进一步的，拦水面板与拦水面板之间、底轴与坝基之间均设有防水处理，具体的拦水面板与拦水面板间设有止水，一面连接的是密封止水橡胶，一面连接的是两根并排的镀锌钢管，通过挤压构成B型止水，所述的拦水面板的底轴与坝基之间设置有止水装置，止水装置包括角钢限位的密封止水橡胶和止水橡胶棒，止水橡胶棒借助拦水面板的底轴和坝基之间的相互挤压实现密封止水，止水装置用混凝土将其包裹、固定；坝基中大液压缸预留孔的面层，也要做防水密封处理，防止泥沙进入，首先在表面盖一层钢板，再在上面铺一层防水橡胶，且在橡胶及钢板中间预留一个洞，保证大液压缸能够自由伸缩和摆动。

进一步的，通过埋在坝基中的液压油路管道，统一连接到设置在河道岸边控制房的液压控制泵站上，通过液压控制泵站系统来控制液压缸的伸缩量，从而实现立坝和放坝。

进一步的，所述的拦水面板的材质为钢材，形状有平板型、弧形或者根据需要制作成不同形状。

进一步的，所述的铰链支座，牢固的焊接在预埋坝基表面的钢板上，钢板被钢筋地笼牢固的连接在坝基表面，从而使拦水面板、大液压缸及坝基形成一个整体，达到拦水蓄水目的。

与已有技术相比，本发明提供的技术方案有益效果体现在：

本发明液压人字钢坝结构简单，放坝立坝快，放坝后紧贴河床不阻水，安全可靠，坚固耐用，造价低，寿命长，不受水质及地域限制。

本发明既克服了自动翻板坝的阻水，漂浮物卡塞，泥沙淤积等问题；又克服了橡胶坝易损坏，易老化，升、塌坝时间长，安全性、可靠性较差，使用寿命短等缺陷；还解决了传统钢坝的底轴粗笨、跨度大时中间需设中墩，导致阻水、造价高、对基础要求高、无法适应坝基基础沉降等居多不足。

附图说明

图1为本发明立坝到与水平成75°角（最高位置）大液压缸结构剖面示意图。

图2为本发明立坝到与水平成75°角（最高位置）支撑系统锁定时结构剖面示意图。

图3为本发明立坝到与水平成75°角（最高位置）支撑系统解锁时结构剖面示意图。

图4为本发明支撑系统完全放倒时结构剖面示意图。

图5为本发明坝基平面布置图。

图6为本发明拦水面板之间的防水结构示意图。

图7为本发明拦水面板的底轴和铰链支座与坝基之间的防水结构剖面示意图。

图中：1.拦水面板，2.底轴，3.铰链支座,4.大液压缸，5.液压无缝油管，6.钢筋地笼，7.支撑杆，8.小液压缸，9.限位沟装置，10.止水橡胶，11.止水钢管，12.圆形止水橡胶棒，13.固定角钢。

具体实施方式

为了能更清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进一步说明。

参见图1—图7，液压人字钢坝根据河道拦水面宽度的不同，由若干块拦水面板1单元组成,其每个拦水面板1由底轴2通过铰链支座3牢固连接在坝基中；在每块拦水面板1背面，只连接一个大液压缸4和一个支撑系统，通过控制大液压缸4的伸缩以及伸缩量的长短，带动拦水面板1的旋转，从而实现立坝、放坝和调节拦水高度；当拦水面板1到达设计支撑位时，支撑系统将发挥作用，与拦水面板1、坝基一起构成一个稳定的三角支撑结构。其中所述的拦水面板1的材质为钢材，形状有平板型、弧形或者根据需要制作成各种造型。由于液压人字钢坝是由多块拦水面板1拼接而成，且每个拦水面板1均由液压泵站独立控制，都可独立运行，所以不管多宽的拦水面，中间都不需要设置中墩，节约了大量资金，且对坝基的要求也不高，解决了钢坝闸的居多缺陷。而且每块拦水面板1若有二个或者二个以上液压缸作为动力，容易引起液压缸不同步问题，而液压人字坝只有一个大液压缸4作为动力，在升坝过程中，不存在液压缸同不同步的问题，与两个铰链支座3一起形成一个。

参见图2—图4所述的每块拦水面板1的支撑系统是由两根支撑杆7通过钢板及型材连接成一个整体（或者就是两根独立的支撑杆7），坝基上安装有限位沟装置9，限位沟装置9下安装有解锁小液压缸8，且支撑杆7只能做轴向直线运动，不能左右移动，在拦水面板1与支撑杆7连接处控制好构建的精度，使其达到以上目的；立坝时，当支撑杆7到达限位沟装置9，支撑杆将掉进限位沟9里，此时支撑杆7受力，大液压缸4将不受力，减少了大液压缸4和液压系统的工作时间，起到保护大液压缸4和液压系统、延长其使用寿命的作用。当然，根据具体情况，也可不用此锁定装置，通过液压系统自身的锁定功能来锁定拦水面板1的任意位置，从而达到调节水位的目的，只是在此情况下，液压系统一直处在工作状态；放坝时，先启动大液压缸4，让其将拦水面板1顶起，此时支撑杆7将脱离限位沟装置9，这时顶起小液压缸8，填平限位沟装置9，再让大液压缸4匀速泄压，从而达到平稳缓慢放坝。

参见图6，所述的若干拦水面板1之间设有止水，拦水面板1的一面连接的是密封止水橡胶10，一面连接的是两根并排的止水钢管11，通过挤压构成B型止水。

参见图7，所述的拦水面板1的底轴2与坝基之间设置有止水装置，止水装置包括固定角钢13限位的密封止水橡胶10和止水橡胶棒12，止水橡胶棒12借助拦水面板1的底轴3和坝基之间的相互挤压实现密封止水，止水装置用混凝土将其包裹、固定。

参见图1-4，所述的铰链支座3，牢固的焊接在预埋坝基表面的钢板上，钢板被钢筋地笼6牢固的连接在坝基表面。

参见图5，所述的大、小液压缸，通过埋在坝基中的液压无缝油管5，统一连接到设置在河道岸边控制房的液压控制泵站上，通过液压控制泵站系统来控制所有的大、小液压缸5，从而实现立坝和放坝。

本发明液压人字钢坝采用电动控制液压泵站来实现立坝放坝，也可在拦水坝上游设置浮标开关来实现自动化控制，还可以通过电脑网络来实现远程控制。

综上所述，本发明液压人字钢坝具有结构简单，放坝立坝快，放坝后紧贴河床不阻水，安全可靠，坚固耐用，造价低，寿命长，坝宽可任意长，不受水质及地域限制，具有广泛的市场前景。

任何单位和个人，凡是在本发明精神和原则之内所做的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种液压人字钢坝，其特征在于：根据河道拦水面宽度的不同，由若干块拦水面板单元组成，其每个拦水面板由底轴通过铰链支座牢固连接在坝基中，在每块拦水面板背面，只连接一个大液压缸和一个支撑系统，通过控制液压缸的伸缩以及伸缩量的长短，带动拦水面板的旋转，从而实现立坝、放坝和调节拦水高度；当拦水面板到达设计支撑位时，支撑系统将发挥作用，与拦水面板、坝基一起构成一个稳定的三角支撑结构。

2.根据权利要求1所述的液压人字钢坝，其特征在于：每块拦水面板的支撑系统包括两根支撑杆，两根支撑杆或独立安装，或通过钢板及型材连接成一个整体，坝基上安装有限位沟装置，限位沟装置下安装有解锁小液压缸，且支撑杆只能做轴向直线运动，不能左右移动；立坝时，当支撑杆到达限位沟装置，支撑杆将掉进限位沟里，此时支撑杆受力，大液压缸将不受力；放坝时，先启动大液压缸，让其将拦水面板顶起，此时支撑杆将脱离限位沟装置，这时顶起小液压缸，填平限位沟装置，再让大液压缸匀速泄压，从而达到平稳缓慢放坝。

3.根据权利要求1所述的液压人字钢坝，其特征在于：拦水面板与拦水面板之间、底轴与坝基之间均设有防水处理，具体的拦水面板与拦水面板间设有止水，一面连接的是密封止水橡胶，一面连接的是两根并排的镀锌钢管，通过挤压构成B型止水，所述的拦水面板的底轴与坝基之间设置有止水装置，止水装置包括角钢限位的密封止水橡胶和止水橡胶棒，止水橡胶棒借助拦水面板的底轴和坝基之间的相互挤压实现密封止水，止水装置用混凝土将其包裹、固定；坝基中大液压缸预留孔的面层，也要做防水密封处理，防止泥沙进入，首先在表面盖一层钢板，再在上面铺一层防水橡胶，且在橡胶及钢板中间预留一个洞，保证大液压缸能够自由伸缩和摆动。

4.根据权利要求1所述的液压人字钢坝，其特征在于：通过埋在坝基中的液压油路管道，统一连接到设置在河道岸边控制房的液压控制泵站上，通过液压控制泵站系统来控制液压缸的伸缩量，从而实现立坝和放坝。

5.根据权利要求1所述的液压人字钢坝，其特征在于：所述的拦水面板的材质为钢材，形状有平板型、弧形或者根据需要制作成不同形状。

6.根据权利要求1所述的液压人字钢坝，其特征在于：所述的铰链支座，牢固的焊接在预埋坝基表面的钢板上，钢板被钢筋地笼牢固的连接在坝基表面，从而使拦水面板、大液压缸及坝基形成一个整体，达到拦水蓄水目的。