CN106638701B - 电动启闭的闸室盖板及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动启闭的闸室盖板及其安装方法，涉及水利水电工程中闸坝工程领域，该闸室盖板包括盖板本体、盖板基础、伸缩机构和驱动机构，闸室设有预埋金属件，盖板基础与预埋金属件连接，盖板本体包括透光的顶板和形成多个安装框格的骨架，顶板与安装框格对应，且顶板的边缘与骨架连接，骨架的一侧与盖板基础铰接，伸缩机构的两端分别与骨架和闸室连接。该安装方法包括：安装盖板基础、安装骨架、安装伸缩机构以及安装顶板步骤。本发明利用驱动机构驱动伸缩机构伸缩，实现电动启闭，操作方便，同时，维护检修时不需另行调用起重吊装设备对盖板进行拆移，检修较为便利。此外，透光的顶板解决了闸室内的采光问题。

Description

电动启闭的闸室盖板及其安装方法

技术领域

本发明涉及水利水电工程中闸坝工程领域，涉及一种电动启闭的闸室盖板及其安装方法。

背景技术

传统的水利水电和水运闸坝工程闸室顶部一般主要采用现场预制混凝土盖板进行封闭，同时在闸室上方预留通风孔保证闸室通风等措施，采用这些处理措施的不足在于：预制混凝土盖板较重，进行闸室内闸门启闭设备维护及维修时，必须另外采用起重吊装设备将盖板部分或全部移开，盖板的启闭不方便，不便于室内闸门启闭设备检修。并且，由于预制混凝土盖板密封及通风孔效果有限，闸室内采光通风效果差，闸室内阴暗潮湿，不利于日常检修，启闭设备容易锈蚀损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动启闭的闸室盖板，其能够随时启闭进行室内通风除湿，保证闸室内干燥、通风等环境要求，启闭方便，无需采用起重吊装设置即可电动启闭，操作方便。

本发明的另一目的在于提供一种电动启闭的闸室盖板的安装方法，其能够快速安装该电动启闭的闸室盖板，从而达到电动启闭的闸室盖板便于启动的效果。

本发明的实施例是这样实现的：

一种电动启闭的闸室盖板，适于与闸室连接，包括盖板本体、盖板基础以及用于启闭盖板本体的伸缩机构和驱动机构，闸室设置有伸出闸室的墙体的预埋金属件，盖板基础与预埋金属件连接，盖板本体包括透光的顶板和形成多个安装框格的骨架，顶板与安装框格对应，且顶板的边缘与骨架连接，骨架的一侧与盖板基础铰接，伸缩机构的两端分别与骨架和闸室连接。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述电动启闭的闸室盖板的顶板包括固定块体和活动块体，固定块体与骨架固定连接，活动块体的一侧与骨架铰接，活动块体的另一侧与骨架可拆卸连接。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述电动启闭的闸室盖板的顶板的外缘伸出骨架3～5cm。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述电动启闭的闸室盖板的顶板倾斜设置且形成2％～3％的坡度。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述电动启闭的闸室盖板的骨架和盖板基础之间设置有止水垫圈，止水垫圈与骨架或盖板基础连接。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述电动启闭的闸室盖板的电动启闭的闸室盖板还包括支脚，支脚安装于闸室内的上下游的两个相对的侧壁上，伸缩机构的两端分别铰接于骨架和支脚。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述电动启闭的闸室盖板还包括用于防止盖板本体回落的限位撑杆，限位撑杆的一端与盖板本体可拆卸连接，限位撑杆的另一端与闸室连接。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述电动启闭的闸室盖板的闸室内设有限位条，限位撑杆远离盖板本体的一端设置有限位槽，限位槽可滑动地套设于限位条的外侧，限位槽通过紧固件与限位条连接，限位条的一端设置有收纳卡口，限位撑杆远离限位槽的一端选择性地与收纳卡口或盖板本体可拆卸连接。

一种电动启闭的闸室盖板的安装方法，其包括：

安装盖板基础：闸室的墙体一期混凝土施工后预埋金属件，将盖板基础与预埋金属件连接；

安装骨架：将预制完成的骨架吊装至盖板基础上进行安装；

安装伸缩机构：将伸缩机构的两端分别与骨架和闸室连接，然后将伸缩机构与驱动机构连接；以及

安装顶板：将顶板与安装框格对应，并且将顶板与骨架连接。

进一步地，本发明的优选实施例中，上述电动启闭的闸室盖板的安装方法的安装顶板的步骤中，在顶板的角位及周边打孔后，用金属接驳件连接至骨架，顶板的外缘伸出骨架外侧3～5cm，同时调整顶板使顶板的表面形成2％～3％的坡度。

本发明实施例的有益效果是：本实施例中利用驱动机构驱动伸缩机构伸缩，从而带动盖板本体的启闭，实现电动启闭，操作方便，运行人员可随时电动打开闸室盖板进行室内通风除湿，很好的保证了闸室内干燥、通风等环境要求；同时，并且室内闸门启闭设备维护检修时不需另行调用起重吊装设备对盖板进行拆移，检修较为便利。同时本实施例中，盖板本体是由顶板和骨架连接形成，盖板本体的重量小，启闭方便，此外，顶板是透光的，较好的解决了闸室内采光问题，便于运行人员随时观察设备运行情况。本实施例中提供的电动启闭的闸室盖板的安装方法能够快速的安装，安装后的电动启闭的闸室盖板启闭方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的电动启闭的闸室盖板关闭时的结构示意图；

图2为图1中Ⅱ处的局部放大图；

图3为本发明第一实施例提供的电动启闭的闸室盖板的盖板本体的结构示意图；

图4为本发明第一实施例提供的电动启闭的闸室盖板的顶板与骨架配合的结构示意图；

图5为本发明第一实施例提供的电动启闭的闸室盖板开启时的结构示意图；

图6为本发明第一实施例提供的电动启闭的闸室盖板的限位撑杆与限位条配合的结构示意图。

图标：100-电动启闭的闸室盖板；110-盖板本体；111-顶板；112-骨架；113-固定块体；114-活动块体；115-合页式钢铰链；116-止水垫圈；117-安装框格；120-盖板基础；130-伸缩机构；131-支脚；132-限位撑杆；133-限位槽；134-紧固件；200-闸室；201-预埋金属件；202-闸门；203-闸门启闭设备；204-限位条；205-收纳卡口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种电动启闭的闸室盖板100，适于与闸室200连接，采用电动方法自动控制该电动启闭的闸室盖板100的启闭，电动启闭的闸室盖板100关闭后，能够形成观景平台供人员行走。其中，闸室200包括闸门202和闸门启闭设备203，闸门202和闸门启闭设备203均为现有技术，其具体结构可参见现有技术，本实施例中不做具体阐述。

该电动启闭的闸室盖板100包括盖板本体110、盖板基础120、伸缩机构130和驱动机构(图未示)。

请参阅图3，盖板本体110包括透光的顶板111和骨架112，骨架112用于安装和固定顶板111，该骨架112包括多根横向和纵向设置的杆状结构，该杆状结构拼接形成多个安装框格117，横纵交错的结构减小了骨架112的用材和重量。然后将顶板111安装于骨架112上，骨架112加强了顶板111的强度。盖板本体110由顶板111和骨架112连接形成，相较于现有技术中的混凝土盖板而言，本实施例中提供的盖板本体110重量更轻。

该杆状结构的选材可以为钢管、钢筋等，本实施例中优选骨架112为钢管中的无缝方形钢管焊接形成。

透光的顶板111能够保证闸室200内的采光需求，便于运行人员随时观察设备的运行情况。顶板111的选材要求承重性强、透光性佳，本实施例中，优选顶板111的板材为钢化夹胶玻璃，钢化夹胶玻璃安全性高，由于是中间层的胶膜坚韧且附着力强，受冲击破损后不易被贯穿，碎片不会脱落，与胶膜紧紧地粘合在一起。同时，钢化夹胶玻璃还能增加建筑物的外观美感。

请参照图4，图4中虚线部分表示骨架112，而盖设于骨架112的为顶板111，图4仅示出了一个顶板111与骨架112配合的示意图，图中可以看出，顶板111的外缘伸出骨架112的长度为3～5cm，未完全伸出的一侧用于与相邻的钢化夹胶玻璃连接，相邻的两块钢化夹胶玻璃均伸出骨架112，然后再利用结构胶进行密封。顶板111伸出骨架112能够有效的避免骨架112遭受雨水的腐蚀，能够起到保护骨架112的作用，延长骨架112的使用寿命。顶板111可以为大块的钢化夹胶玻璃，进行整体安装；也可以为小块的钢化夹胶玻璃拼接为整体。当顶板111为大块的钢化夹胶玻璃时，只需要顶板111的四周边缘伸出骨架112的四周即可，而当顶板111为小块的钢化夹胶玻璃拼接时，由于小块的钢化夹胶玻璃与安装框格117对应，也即是，每一块小块的钢化夹胶玻璃的四周边缘均需伸出骨架112对应于安装框格117的部分，然后再将相邻的两块钢化夹胶玻璃采用结构胶进行密封。

请继续参阅图1和图3，本实施例中的优选顶板111为多个小块的钢化夹胶玻璃拼接而成。由于顶板111为多个小块的钢化夹胶玻璃拼接而言，本实施例中，该顶板111包括固定块体113和活动块体114，其中固定块体113与骨架112固定连接，而活动块体114的一侧与骨架112铰接，活动块体114的另一侧与骨架112可拆卸连接。也即是，选择多个小块的钢化夹胶玻璃中的一块作为活动块体114，便于打开该活动块体114，通过设置活动块体114，活动块体114与闸室200内的爬梯对应，便于日常维护，运行人员可以人工开启该活动块体114，沿着爬梯进入闸室200进行日常维护。

在安装顶板111时，使顶板111倾斜设置并形成2％～3％的坡度，便于顶板111的表面排水。其中，坡度2％～3％是指水平距离每一百米，垂直方向上升(下降)2～3米。顶板111可以单向(如长度方向或宽度方向)形成2％～3％的坡度，也可以双向(如长度方向和宽度方向)形成2％～3％的坡度。

请参阅图1和图2，盖板基础120是采用无缝方形钢管焊接而成矩形框架，用于支撑和连接盖板本体110。盖板基础120与设置于闸室200内且伸出闸室200的墙体的预埋金属件201连接，从而将盖板基础120固定于闸室200的墙体上，盖板基础120与预埋金属件201通过焊接的方式固定。

盖板基础120的一侧与骨架112的一侧铰接，具体而言，是通过合页式钢铰链115实现铰接。该合页式钢铰链115设置于盖板基础120的临水面的一侧。盖板基础120高出混凝土约5cm，高出部分能够有效的防止雨水渗透。

请参阅图5，进一步地，为了防止雨水渗透，在骨架112和盖板基础120之间设置有止水垫圈116，该止水垫圈116可以与骨架112连接，也可以与盖板基础120连接，本实施例中，优选止水垫圈116与骨架112连接。止水垫圈116的可以由橡胶、止水棉等制成，本实施例中，优选止水垫圈116由橡胶制成。

伸缩机构130与驱动机构连接，驱动机构驱动伸缩机构130伸缩，伸缩机构130的两端分别与闸室200和骨架112连接，通过伸缩机构130带动骨架112相对于盖板基础120转动，从而启闭盖板本体110。

具体地，在闸室200的侧壁上安装支脚131，支脚131采用焊接或预埋方式安装，然后将伸缩机构130的两端分别与支脚131和骨架112铰接。为了保证盖板本体110启闭的稳定性，本实施例中，伸缩机构130为两个，对应地，支脚131也为两个，且分别安装于闸室200的两个相对的侧壁上，并且两个伸缩机构130远离支脚131的一端分别与骨架112的相对的两侧铰接。

本实施例中，驱动机构为伺服电机，伸缩机构130为轴向液压缸，工作时，伸缩机构130同步伸缩控制盖板本体110的启闭。该轴向液压缸的选择有多种，例如：可以选用单柱塞缸或单活塞杆液压缸，如选用单柱塞缸，液压杆只能实现一个方向运动，只能控制盖板自动开启，盖板关闭需要靠盖板自重，盖板开启后角度不大于85°；如液压油泵选用单活塞杆液压缸，液压杆可双向活动，盖板开启角度可大于90°。

本实施例中，优选伸缩机构130为单活塞杆液压缸，以实现盖板的双向启闭。此外，还在闸室200内安装有限位撑杆132，当伸缩机构130将盖板本体110开启后，运行人员手动利用限位撑杆132制成盖板本体110，以防止盖板本体110回落，同时，减轻了盖板本体110对伸缩机构130的作用力，有利于保护伸缩机构130。

请参阅图6，本实施例中闸室200内设置有限位条204，而该限位撑杆132远离盖板本体110的一端设置有限位槽133，限位槽133可滑动地套设于限位条204的外侧，限位槽133通过紧固件134与限位条204连接，从而使限位撑杆132可以在限位条204上滑动，也可以在限位条204上固定，由于限位撑杆132的长度一定，而在实际工况中，盖板本体110的开启角度不确定，也即是，限位撑杆132的支撑角度不固定，本实施例将限位撑杆132滑动设置，即可根据盖板本体110的具体转动而实现对限位撑杆132的实时调节，使限位撑杆132的调节更方便。

此外，在限位条204的一端设置有收纳卡口205，限位撑杆132远离限位槽133的一端选择性地与收纳卡口205或盖板本体110可拆卸连接。也即是，当盖板本体110开启时，将限位撑杆132从收纳卡口205中取出，并滑动限位撑杆132以选择适当的位置进行支撑，当盖板本体110闭合时，可将限位撑杆132远离限位槽133的一端收纳至收纳卡口205，限位撑杆132的取拿和滑动方便，支撑角度容易调节。

请参阅图1和图5，电动启闭的闸室盖板100的工作原理是：在需要启闭该电动启闭的闸室盖板100的盖板本体110时，利用驱动机构,驱动伸缩机构130进行伸缩，由于伸缩机构130的一端通过支脚131固定于闸室200的墙体，而另一端通过伸缩顶升盖板本体110，从而带动盖板本体110相对于盖板基础120转动，由于本实施例中，伸缩机构130的两端分别与支脚131和骨架112铰接，也即是，伸缩机构130能够随着盖板本体110的转动而进行转动，从而缩短了伸缩机构130所需的长度，成本更低。此外，该顶板111为透光性材料制成，优选为钢化夹胶玻璃，顶板111作为闸室200的盖板，能够保证闸室200内的光源充足，解决了闸室200内采光问题，便于运行人员随时观察设备运行情况，并且安装后电动启闭的闸室盖板100新颖美观，特别是在城区内闸坝工程中采用时，透明的顶板111可与周围环境相结合，形成较好的景观效果。

第二实施例

请参照图1和图5，本实施例提供一种第一实施例提供的电动启闭的闸室盖板100的安装方法，其包括以下步骤：

S1、闸室200的墙体一期混凝土施工后预埋金属件201，将盖板基础120与预埋金属件201连接。盖板基础120与预埋金属件201焊接固定，在盖板基础120安装后，将合页式钢铰链115安装至盖板基础120的迎水面一侧，然后浇筑二期混凝土，浇筑后盖板基础120的顶部高于二期混凝土顶面5cm以上。

S2、按照设计位置将支脚131安装至盖板下方的闸室200的两个相对的侧壁上，支脚131采用焊接或预埋方法安装。

S3、将预制完成的骨架112吊装至盖板基础120上进行安装；骨架112可以现场制备，也可以在金属加工场内制备，骨架112与盖板基础120转动安装之前，先在骨架112下方(盖板本体110闭合时，骨架112与盖板基础120接触的位置)安装止水垫圈116，然后再将骨架112与盖板基础120安装。

S4、将伸缩机构130的两端分别与骨架112和闸室200内的支脚131连接；具体地，伸缩机构130的两端均通过铰链与骨架112和支脚131转动连接，将伸缩机构130与驱动机构连接，然后安装限位撑杆132，并临时通电测试骨架112是否满足启闭要求。

S5、骨架112启闭测试完成后，进行骨架112表面顶板111的安装，在顶板111的角位及周边打孔后，用金属接驳件连接至骨架112，顶板111的外缘超出骨架112外侧3～5cm，同时调整顶板111安装后内外侧高差使其表面形成2％～3％的坡度，顶板111的间缝隙采用结构胶密封。

在安装该电动启闭的闸室盖板100时，需满足以下结构设计要求：

一、盖板本体110的顶板111及骨架112应满足闭合后上方人员活动、少量材料堆放等活荷载承载力要求。

二、合页式钢铰链115强度能够支撑盖板本体110开启后盖板本体110的自重。

三、合页式钢铰链115转轴处容许剪切应力计算

盖板本体110开启度数至θ时，伸缩机构130的液压杆偏转角度：

式中：L—液压杆铰链与合页铰链距离；

h—盖板本体110关闭时液压杆旋转轴距离液压杆铰链的长度。

此时，合页式钢铰链115转轴切应力为：

式中：G—盖板本体110自重，G＝G_顶板+G_第一骨架

n—合页式钢铰链115个数，n≥2

A—合页式钢铰链115的转轴截面面积，

四、液压油泵支撑力计算

液压杆伸长长度：

液压杆支撑力：

五、每块顶板111沿闸室200宽度方向长度计算

盖板本体110开启时骨架112的挠度为最大值，骨架112的挠度不大于顶板111沿闸室200宽度弯曲度，此时计算每块顶板111的长度为：

式中：l—顶板111沿闸室200宽度方向的长度，顶板111的弯曲度按照《建筑用安全玻璃第2部分:钢化玻璃》(GB15763.2-2005)，取值不超过0.3％。

E—钢管材料弹性模量

b—方形钢管截面宽度

δ—方形钢管壁厚

q—钢管表面均布荷载，即单位长度顶板111(钢化夹胶玻璃)重量

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动启闭的闸室盖板，适于与闸室连接，其特征在于，包括盖板本体、盖板基础以及用于启闭所述盖板本体的伸缩机构和驱动机构，所述闸室设置有伸出所述闸室的墙体的预埋金属件，所述盖板基础与所述预埋金属件连接，所述盖板本体包括透光的顶板和形成多个安装框格的骨架，所述顶板与所述安装框格对应，且所述顶板的边缘与所述骨架连接，所述骨架的一侧与所述盖板基础铰接，所述伸缩机构的两端分别与所述骨架和所述闸室连接。

2.根据权利要求1所述的电动启闭的闸室盖板，其特征在于，所述顶板包括多块固定块体和一块活动块体，多块所述固定块体均与所述骨架固定连接，所述活动块体的一侧与所述骨架铰接，所述活动块体的另一侧与所述骨架可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的电动启闭的闸室盖板，其特征在于，所述顶板的外缘伸出所述骨架3～5cm。

4.根据权利要求1所述的电动启闭的闸室盖板，其特征在于，所述顶板倾斜设置且形成2％～3％的坡度。

5.根据权利要求1所述的电动启闭的闸室盖板，其特征在于，所述骨架和所述盖板基础之间设置有止水垫圈，所述止水垫圈与所述骨架或所述盖板基础连接。

6.根据权利要求1所述的电动启闭的闸室盖板，其特征在于，所述电动启闭的闸室盖板还包括支脚，所述支脚安装于所述闸室内的上下游的两个相对的侧壁上，所述伸缩机构的两端分别铰接于所述骨架和所述支脚。

7.根据权利要求1所述的电动启闭的闸室盖板，其特征在于，所述电动启闭的闸室盖板还包括用于防止所述盖板本体回落的限位撑杆，所述限位撑杆的一端与所述盖板本体可拆卸连接，所述限位撑杆的另一端与所述闸室连接。

8.根据权利要求7所述的电动启闭的闸室盖板，其特征在于，所述闸室内设有限位条，所述限位撑杆远离所述盖板本体的一端设置有限位槽，所述限位槽可滑动地套设于所述限位条的外侧，所述限位槽通过紧固件与所述限位条连接，所述限位条的一端设置有收纳卡口，所述限位撑杆远离所述限位槽的一端选择性地与所述收纳卡口或所述盖板本体可拆卸连接。

9.一种如权利要求1所述的电动启闭的闸室盖板的安装方法，其特征在于，其包括：

安装盖板基础：在所述闸室的墙体预留伸出所述闸室的预埋金属件，将所述盖板基础与所述预埋金属件连接；

安装骨架：将预制完成的所述骨架吊装至所述盖板基础上进行安装；

安装伸缩机构：将所述伸缩机构的两端分别与所述骨架和所述闸室连接，然后将所述伸缩机构与所述驱动机构连接；以及

安装顶板：将所述顶板与所述安装框格对应，并且将所述顶板与所述骨架连接。

10.根据权利要求9所述的电动启闭的闸室盖板的安装方法，其特征在于，在安装顶板的步骤中，在所述顶板的角位及周边打孔后，用金属接驳件连接至骨架，所述顶板外缘伸出骨架外侧3～5cm，同时调整所述顶板使所述顶板的表面形成2％～3％的坡度。