CN107178071A - 一种合页坝 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合页坝，属于拦水设备领域。该合页坝包括：地基、坝面、液压驱动机构、固定在地基上的底座，坝面底端设置有与底座铰接的空心底轴；坝面的背水侧设置有容纳腔；液压驱动机构包括：底端与底座铰接，顶端与坝面的背水侧铰接的液压缸；通过液压管线与液压缸连接的液压站；通过输油管线与液压站连接的密封油箱；通过控制电缆与液压站连接的密封控制箱；液压管线、液压站、输油管线、密封油箱、密封控制箱均固定在容纳腔内；控制电缆自空心底轴的壁穿出后与密封控制箱连接。该合页坝有效避免坝面在动态负载情况下振动，便于安装施工和后期维护，并且具有任意位置蓄水及过载自动下落一定高度的功能，避免溢水高度过高冲毁堤坝或坝面。
Description
技术领域
本发明涉及防水设施领域，特别涉及一种合页坝。
背景技术
水利工程中多采用钢结构或者钢筋混凝土结构的拦水坝进行拦水作业，常见的拦水板一般包括翻板坝、钢闸门、液压升降坝等。以液压升降坝举例来说，其坝面以其底边通过铰链轴铰接地基上，并在坝面的背水侧设置液压驱动机构以驱动坝面升降，所以还称之为合页坝，具有良好的可靠性和耐久性。可见，提供一种合页坝是十分必要的。
现有技术提供了这样一种合页坝，其包括坝面，坝面的底边通过铰链轴铰接地基上，坝面的背水侧设置液压驱动机构。其中，该液压驱动机构的油缸安装在地基上开设的油缸井内，支撑杆的顶端与坝面背水侧铰接。该液压驱动机构的液压管线敷设于地面上开设的油管沟内。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
在油缸井内安装油缸，如若对其中的沉砂处理不及时，易导致油缸损坏。并且，将液压管线敷设于油管沟内，一方面，施工困难，可维护性差，另一方面，长液压管线形成很强的弹簧效应，导致坝面在动态负载情况下振动，严重影响坝面稳定。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种合页坝。具体技术方案如下：
一种合页坝，包括：地基、坝面、液压驱动机构、固定在所述地基上的底座，所述坝面底端设置有与所述底座铰接的空心底轴；
所述坝面的背水侧设置有容纳腔；
所述液压驱动机构包括：底端与所述底座铰接，顶端与所述坝面的背水侧铰接的液压缸；
通过液压管线与所述液压缸连接的液压站；
通过输油管线与所述液压站连接的密封油箱；
通过控制电缆与所述液压站连接的密封控制箱；
所述液压管线、所述液压站、所述输油管线、所述密封油箱、所述密封控制箱均固定在所述容纳腔内；
所述控制电缆自所述空心底轴的壁穿出后与所述密封控制箱连接。
具体地，作为优选，所述坝面包括：折线形坝体，以在背水侧形成所述容纳腔；
设置在所述折线形坝体背水侧的多组坝面支撑。
具体地，作为优选，所述坝面支撑包括：沿高度方向设置在所述折线形坝体背水侧的多块支撑板；
设置在相邻两块所述支撑板之间的液压缸支座，所述液压缸支座与所述液压缸的顶端铰接；
穿过并固定在多块所述支撑板上的支撑槽钢；
所述空心底轴穿过并固定在多块所述支撑板的下端；多块所述支撑板上端设置有上钢管。
具体地，作为优选，所述地基包括：多个地脚螺栓、多个钢筋圈、底板和多个调节螺母；
多个所述地脚螺栓和多个所述钢筋圈配合构成用于浇筑混凝土的地基模架；
所述底板通过多个调节螺母固定在多个所述地脚螺栓的上端。
具体地，作为优选，所述底座包括：固定在所述底板上的第一支撑座，且所述液压缸的底端与所述第一支撑座的后端铰接；
与所述第一支撑座前端垂直连接的第二支撑座；
与所述液压缸支座相对的所述空心底轴上安装有旋转支座，所述旋转支座与所述第二支撑座的上端销轴连接。
具体地，作为优选，所述第一支撑座包括：固定在所述底板上的水平基板；
分别与所述水平基板的两侧垂直连接的立板；
所述液压缸的底端与两个所述立板铰接；
所述第二支撑座与所述水平基板垂直连接；
所述立板的后端顶壁设置成向下倾斜的斜面，当所述坝面放倒时，用于与所述支撑板形成线接触。
具体地，作为优选，所述底座还包括：沿所述坝面的长度方向固定在所述底板上的矩形空心管；
与所述矩形空心管的前端连接的密封管支座；
所述密封管支座内设置有弹性密封管；
所述折线形坝体的底部设置成圆弧形，所述空心底轴设置在所述折线形坝体的圆弧形底部；
所述弹性密封管与所述折线形坝体的圆弧形底部相抵压紧。
具体地，作为优选，所述弹性密封管为充气式。
具体地，作为优选，当设置多节所述坝面时，采用空心定位销穿过所述空心底轴来将多节所述坝面对接，并且所述控制电缆穿过所述空心定位销；
同时，多节所述坝面采用一整根所述弹性密封管。
具体地，作为优选，所述液压缸的进油口设置在头部，并且在所述进油口处设置有针阀。
本发明实施例提供的合页坝，通过液压驱动机构来驱动坝面绕空心底轴转动，以控制坝面的立起、放倒和任意位置停靠，实现任意位置蓄水。通过在坝面的背水侧设置容纳腔，以在其中固定液压管线、液压站、输油管线、密封油箱、密封控制箱，相比现有技术将液压管线敷设于油管沟内，本发明大幅度缩短了液压管线的长度，有效避免了液压管线形成弹簧效应，进而避免坝面在动态负载情况下振动，提高其稳定性，同时，大幅提高合页坝工作稳定性和使用寿命，避免长油管的现场施工，简化现场安装，避免液压系统污染，大幅提高合页坝的可维护性。相比现有技术在油缸井内安装油缸，本发明将液压站、密封油箱和密封控制箱均设置在坝面上，避免了受外界因素的影响而对合页坝造成安全隐患的问题，使得合页坝的性能更加稳定可靠，安全性更高、可维护性更好。
此外，为了解决液压管线存在弹簧效应的问题，现有技术通过在坝面的背水侧设置滑动支撑杆，以对坝面形成“人”字支撑，防止其振动。然而，这不仅导致坝体系统复杂，且无法实现过载自动保护。而本发明实施例提供的合页坝避免了使用滑动支撑杆，具有任意位置蓄水以及过载自动下落一定高度的功能，避免了溢水高度过高冲毁堤坝或坝面。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明实施例提供的合页坝的轴侧图；
图2-1是本发明实施例提供的合页坝的第一左视图；
图2-2是本发明实施例提供的，合页坝基于图2-1的局部放大图；
图2-3是本发明实施例提供的合页坝的第二左视图；
图3-1是本发明实施例提供的合页坝的正视图；
图3-2是本发明实施例提供的，合页坝基于图3-1的局部放大图；
图4是本发明实施例提供的合页坝在放倒状态时的左视图。
附图标记分别表示：
1 地基，
101 地脚螺栓，102 钢筋圈，103 底板，104 调节螺母，
2 坝面，
201 空心底轴，202 容纳腔，203 折线形坝体，204 坝面支撑，
2041 支撑板，2042 液压缸支座，2043 支撑槽钢，
205 上钢管，206 旋转支座，
3 液压驱动机构，
301 液压缸，302 液压管线，303 液压站，304 输油管线，305 密封油箱，
306 控制电缆，307 密封控制箱，
4 底座，
401 第一支撑座，4011 水平基板，4012 立板，
402 第二支撑座，403 矩形空心管，
5 密封管支座，
501 长支座，502 短支座，
6 弹性密封管，7 空心定位销，8 针阀，9 侧止水。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如附图1至附图3-1，本发明实施例提供了一种合页坝，包括：地基1、坝面2、液压驱动机构3、固定在所述地基1上的底座4。该坝面2底端设置有与底座4铰接的空心底轴201；坝面2的背水侧设置有容纳腔202。
液压驱动机构3包括：底端与底座4铰接，顶端与坝面2的背水侧铰接的液压缸301；通过液压管线302与液压缸301连接的液压站303；通过输油管线304与液压站303连接的密封油箱305；通过控制电缆306与液压站303连接的密封控制箱307；液压管线302、液压站303、输油管线304、密封油箱305、密封控制箱307均固定在所述容纳腔202内。控制电缆306自空心底轴201的壁穿出后与密封控制箱307连接(参见附图3-2)。
本发明实施例提供的合页坝，通过液压驱动机构3来驱动坝面2绕空心底轴201转动，以控制坝面2的立起、放倒和任意位置停靠，实现任意位置蓄水。通过在坝面2的背水侧设置容纳腔202(参见附图2-3)，以在其中固定液压管线302、液压站303、输油管线304、密封油箱305、密封控制箱307，相比现有技术将液压管线敷设于油管沟内，本发明大幅度缩短了液压管线302的长度，有效避免了液压管线302形成弹簧效应，进而避免坝面2在动态负载情况下振动，提高其稳定性，同时，大幅提高合页坝工作稳定性和使用寿命，避免长油管的现场施工，简化现场安装，避免液压系统污染，大幅提高合页坝的可维护性。相比现有技术在油缸井内安装油缸，本发明将液压站303、密封油箱305和密封控制箱307均设置在坝面2上，避免了受外界因素的影响而对合页坝造成安全隐患的问题，使得合页坝的性能更加稳定可靠，安全性更高、可维护性更好。
此外，为了解决液压管线存在弹簧效应的问题，现有技术通过在坝面的背水侧设置滑动支撑杆，以对坝面形成“人”字支撑，防止其振动。然而，这不仅导致坝体系统复杂，且无法实现过载自动保护。而本发明实施例提供的合页坝避免了使用滑动支撑杆，具有任意位置蓄水以及过载自动下落一定高度的功能，避免了溢水高度过高冲毁堤坝或坝面2。
其中，密封油箱305的个数根据坝面的实际大小来确定，其不仅限于使用一个，还包括使用多个密封油箱305并联连接的情况。
可以理解的是，如附图3-2所示，空心底轴201的壁上设置有穿孔，控制电缆306自外部而来，进入空心底轴201的内腔并由其上的穿孔中伸出，直至与密封控制箱307连接。密封控制箱307用于对液压站303进行供电，并向其发送控制指令，液压站303接受该指令后并控制进入液压缸301的油量大小，从而控制液压缸301的伸缩程度，进而通过液压缸301来控制坝面2的开合程度以及在特定位置处停靠。在此过程中，利用密封油箱305对液压站303进行输油作业。
如附图1和附图2-1所示，液压缸301的进油口设置在头部，并且该进油口处设置有针阀8(即截止阀)，通过控制针阀8来控制油路的打开或关闭，便于对坝面2进行维护、安装或更换，提高该合页坝的可维护性。
具体地，如附图1所示，坝面2包括：折线形坝体203，以在背水侧形成容纳腔202；设置在折线形坝体203背水侧的多组坝面支撑204。
通过设置折线形坝体203，其近水侧设置成折线状，例如使坝体中部向前凸起，从而确保在该折线形坝体203的背水侧形成容纳腔202(参见附图2-3)，以容纳液压驱动机构3。
在将液压管线302、液压站303、输油管线304、密封油箱305、密封控制箱307固定在所述容纳腔202内时，它们可以通过各自的安装支架以螺栓连接的方式固定在其中。
为了提高折线形坝体203的强度，在其背水侧设置多组坝面支撑204，在确保提高折线形坝体203强度的前提下，为了使其尽可能的轻量化，该坝面支撑204包括：沿高度方向设置在折线形坝体203背水侧的多块支撑板2041，支撑板2041的底部设置成弧形结构；设置在相邻两块支撑板2041之间的液压缸支座2042，液压缸支座2042与液压缸301的顶端铰接；穿过并固定在多块支撑板2041上的支撑槽钢2043，空心底轴201穿过并固定在多块支撑板2041的下端，多块支撑板2041上端设置有上钢管205，参见附图3-1。
通过如上设置支撑板2041、上钢管205和支撑槽钢2043来作为坝面支撑204，能够为折线形坝体203提供支撑，从而有效提高折线形坝体203的强度。通过在相邻两块支撑板2041之间设置液压缸支座2042来与液压缸301铰接，能有效缓冲坝面2对液压缸301压力，提高其使用寿命和使用稳定性。
具体地，支撑板2041的前侧边也设置成与折线形坝体203的背水侧的结构相适配的折线状，以使受力均匀，而支撑板2041的后侧边设置成直线状，以便于其平放。
可以理解的是，坝面支撑204可以设置2-4组，上钢管205位于折线形坝体203的上端，而空心底轴201位于折现行坝体203的下端，从而对支撑板2041进行支撑。支撑槽钢2043设置在折线形坝体203上、下端之间的坝体上。并且，对于每一组坝面支撑204，可以设置一条或多条支撑槽钢2043，当设置成多条时，由上至下间隔设置。
本发明实施例提供了一种水平状态可调的地基1，具体地，如附图1至附图2-3所示，该地基1包括：多个地脚螺栓101、多个钢筋圈102、底板103和多个调节螺母104；其中，多个地脚螺栓101和多个钢筋圈102配合构成用于浇筑混凝土的地基模架；底板103通过多个调节螺母104固定在多个地脚螺栓101的上端。
可以理解的是，地基1的个数与液压缸301的个数相对应，底板103上设置有多个与地脚螺栓101相对应的螺栓孔，并且底板103的底部和顶部对应每一个地脚螺栓101均设置有一个调节螺母104(即上、下调节螺母)，通过将底板103在地脚螺栓101上的安装调节至水平，然后通过调节螺母104紧固，以确保底板103水平放置，从而提高合页坝的安全稳定。
在调节螺母104与底板103之间可以设置垫圈，以进一步确保调节螺母104与地脚螺栓101紧固连接。
其中，多个钢筋圈102可以焊接的方式焊接在多个地脚螺栓101外部，从而形成地基模架，例如可以为圆柱体、棱柱体等，在地基模架中浇筑混凝土水泥，即可形成结构稳定地地基。
目前，现有技术通常在坝面2与液压缸301各自采用独立的底座，这样将会使地基1承受很大的内部拉应力，对地基强度的要求较高，增加了施工和维护的难度。为了解决这个问题，本发明实施例提供了一种整体式结构的底座4，该底座4包括：固定在底板103上的第一支撑座401，液压缸301的底端与第一支撑座401的后端铰接；与第一支撑座401前端垂直连接的第二支撑座402；与液压缸支座2042相对的空心底轴201上安装有旋转支座206，旋转支座206的后端与第二支撑座402的上端销轴连接(可参见附图1、附图2-1以及附图2-2)。
通过上述整体式底座4来消除了独立的底座对地基1的形成拉力，能有效改善地基1的受力状况，而且还大幅度降低对地基1的要求。其中，该底座4和地基1之间可以采用螺栓连接或者焊接的方式进行连接，优选采用焊接的方式。
此外，坝面2的旋转支座206与底座4的第二支撑座402销轴连接，在实现坝面2转动的前提下，同时还便于对坝面2的更换和维护。其中，可以采用多个销轴来同时实现上述销轴连接。
作为一种示例，在满足上述功能的基础上，同时简化其结构，如附图1及附图2-1、附图2-2所示，该第一支撑座401包括：固定在底板103上的水平基板4011；分别与水平基板4011的两侧垂直连接的立板4012；液压缸301的底端与两个立板4012铰接；第二支撑座402与水平基板4011垂直连接；立板4012的后端顶壁设置成向下倾斜的斜面，当坝面2放倒时，用于与支撑板2041形成线接触(参见图4)。其中，液压缸301的底端设置在两个立板4012之间来与它们铰接。
当坝面2放倒时，其背水侧的支撑板2041会与立板4012的后端顶壁接触，由于支撑板2041平放时会向下倾斜一定角度，此时两者之间的接触为点接触，长期会影响两者的使用寿命。本发明实施例通过将立板4012的后端顶壁设置成与支撑板2041相适配的向下倾斜的斜面(参见附图2-2和图4)，来与支撑板2041形成线接触，即两者之间为面接触(参见附图4中椭圆形区域所示)，从而在坝面2放倒时对其形成定位支撑，达到对坝面2限位以及防止坝面2振动的作用，同时还对液压缸301构成保护。
现有设计中，当坝面2放倒时，其底部与地基之间形成开口，易卡阻碎石、树枝等杂物，增加开关风险。为了解决这个技术问题，该底座4还包括：沿坝面2的长度方向固定在底板103上的矩形空心管403；与矩形空心管403的前端连接的密封管支座5；密封管支座5内设置有弹性密封管6，折线形坝体203的底部设置成圆弧形，空心底轴201设置在折线形坝体203的圆弧形底部；弹性密封管6与折线形坝体203的圆弧形底部相抵压紧(参见附图2-2)。
通过如上设置，避免了合页坝在开启过程中发生泄露，消除开关风险。并且，采用上述密封管支座5，以及将空心底轴201设置在折线形坝体203的圆弧形底部，在蓄水状态下，可以使空心底轴201保护在该圆弧底部内部，使空心底轴201不会与水接触，避免底轴的轴承浸泡在水中对水造成污染，提高合页坝寿命。其中，通过将折线形坝体203的底部设置成圆弧形，不仅便于其转动，且保证了坝面2在旋转过程中，其底部始终与弹性密封管6密封接触，避免树枝、石块等杂物卡阻，进而避免了开关风险。
同时，当设置多节坝面2对接使用时，多节坝面2采用一整根所述弹性密封管6，即该弹性密封管6沿它们的长度方向为整体一根结构，以避免泄露和传统密封形式的坝面开合风险，大幅提高合页坝可靠性和性能。
作为优选，弹性密封管6为充气式，确保其始终与折线形坝体203的圆弧形底部密封接触，提高密封效果。
其中，如附图2-2所示，该密封管支座5包括：均呈倒置L形结构的长支座501和短支座502，长支座501的竖直板的下端与矩形空心管403的前端连接，短支座502的竖直板的下端与长支座501的竖直板的内侧壁连接，两者的水平板构成用于容纳弹性密封管6的开槽，弹性密封管6在该开槽内稳定放置，同时，部分弧形侧壁与折线形坝体203的圆弧形底部相抵压紧，以确保折线形坝体203的圆弧形底部转动过程中两者始终密封接触，提高密封效果。
综上，该底座4可由第一支撑座401、第二支撑座402、矩形空心管403一体化构成，该底座4能避免淤泥泥沙导致油缸井沉沙致使油缸失效的风险，同时简化对地基的要求。可见，本发明实施例提供的底座4起到了坝面2与地基1连接、对坝面2进行支撑、坝面2放倒自动限位支撑、坝面2底部密封的功能。
当采用多节坝面2来组成该合页坝时，为了使它们精确定位连接，采用空心定位销7穿过空心底轴201来将多节坝面2对接，并且控制电缆306穿过空心定位销7，参见附图2-2。可见，该空心定位销7不仅能实现多节坝面2的精确定位对接，且能够形成保护控制电缆306的连续通道，方便其穿越。
为了确保多节坝面2之间连接的密封性，在多节坝面2构成的整体坝面侧边上设置侧止水9，参见附图1，该侧止水9的材质优选橡胶。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，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)
1.一种合页坝，包括：地基(1)、坝面(2)、液压驱动机构(3)、固定在所述地基(1)上的底座(4)，其特征在于，所述坝面(2)底端设置有与所述底座(4)铰接的空心底轴(201)；
所述坝面(2)的背水侧设置有容纳腔(202)；
所述液压驱动机构(3)包括：底端与所述底座(4)铰接，顶端与所述坝面(2)的背水侧铰接的液压缸(301)；
通过液压管线(302)与所述液压缸(301)连接的液压站(303)；
通过输油管线(304)与所述液压站(303)连接的密封油箱(305)；
通过控制电缆(306)与所述液压站(303)连接的密封控制箱(307)；
所述液压管线(302)、所述液压站(303)、所述输油管线(304)、所述密封油箱(305)、所述密封控制箱(307)均固定在所述容纳腔(202)内；
所述控制电缆(306)自所述空心底轴(201)的壁穿出后与所述密封控制箱(307)连接。
2.根据权利要求1所述的合页坝，其特征在于，所述坝面(2)包括：折线形坝体(203)，以在背水侧形成所述容纳腔(202)；
设置在所述折线形坝体(203)背水侧的多组坝面支撑(204)。
3.根据权利要求2所述的合页坝，其特征在于，所述坝面支撑(204)包括：沿高度方向设置在所述折线形坝体(203)背水侧的多块支撑板(2041)；
设置在相邻两块所述支撑板(2041)之间的液压缸支座(2042)，所述液压缸支座(2042)与所述液压缸(301)的顶端铰接；
穿过并固定在多块所述支撑板(2041)上的支撑槽钢(2043)；
所述空心底轴(201)穿过并固定在多块所述支撑板(2041)的下端；多块所述支撑板(2041)上端设置有上钢管(205)。
4.根据权利要求3所述的合页坝，其特征在于，所述地基(1)包括：多个地脚螺栓(101)、多个钢筋圈(102)、底板(103)和多个调节螺母(104)；
多个所述地脚螺栓(101)和多个所述钢筋圈(102)配合构成用于浇筑混凝土的地基模架；
所述底板(103)通过多个调节螺母(104)固定在多个所述地脚螺栓(101)的上端。
5.根据权利要求4所述的合页坝，其特征在于，所述底座(4)包括：固定在所述底板(103)上的第一支撑座(401)，且所述液压缸(301)的底端与所述第一支撑座(401)的后端铰接；
与所述第一支撑座(401)前端垂直连接的第二支撑座(402)；
与所述液压缸支座(2042)相对的所述空心底轴(201)上安装有旋转支座(206)，所述旋转支座(206)与所述第二支撑座(402)的上端销轴连接。
6.根据权利要求5所述的合页坝，其特征在于，所述第一支撑座(401)包括：固定在所述底板(103)上的水平基板(4011)；
分别与所述水平基板(4011)的两侧垂直连接的立板(4012)；
所述液压缸(301)的底端与两个所述立板(4012)铰接；
所述第二支撑座(402)与所述水平基板(4011)垂直连接；
所述立板(4012)的后端顶壁设置成向下倾斜的斜面，当所述坝面(2)放倒时，用于与所述支撑板(2041)形成线接触。
7.根据权利要求5所述的合页坝，其特征在于，所述底座(4)还包括：沿所述坝面(2)的长度方向固定在所述底板(103)上的矩形空心管(403)；
与所述矩形空心管(403)的前端连接的密封管支座(5)；
所述密封管支座(5)内设置有弹性密封管(6)；
所述折线形坝体(203)的底部设置成圆弧形，所述空心底轴(201)设置在所述折线形坝体(203)的圆弧形底部；
所述弹性密封管(6)与所述折线形坝体(203)的圆弧形底部相抵压紧。
8.根据权利要求7所述的合页坝，其特征在于，所述弹性密封管(6)为充气式。
9.根据权利要求8所述的合页坝，其特征在于，当设置多节所述坝面(2)时，采用空心定位销(7)穿过所述空心底轴(201)来将多节所述坝面(2)对接，并且所述控制电缆(306)穿过所述空心定位销(7)；
同时，多节所述坝面(2)采用一整根所述弹性密封管(6)。
10.根据权利要求1所述的合页坝，其特征在于，所述液压缸(301)的进油口设置在头部，并且在所述进油口处设置有针阀(8)。
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