CN110016898B - 一种双扉大跨度拱形景观闸门 - Google Patents

Abstract

本发明属于水利机械技术领域，涉及一种双扉大跨度拱形景观闸门，包括门体部分、埋固部分和启闭机，门体部分包括具有相同的圆弧半径且呈圆拱箱型结构的上扉门和下扉门，埋固部分包括闸墩，闸墩上设有复合支铰的固定铰座；复合支铰，包括固定铰座、主铰链、和副铰链；主铰链和副铰链均包括顶板以及与顶板连接的肋板；固定铰座与主铰链铰接；主铰链的顶板上部设有连接部，连接部下部连接有与主铰链的顶板相垂直的板I，板I连接紧固装置，连接部与副铰链铰接；上扉门与副铰链的顶板连接，下扉门通过紧固装置与主铰链的顶板以及连接部连接；上扉门与下扉门之间设有液压穿轴系统。本发明满足了汛期防洪泄洪、非汛期生态蓄水及景观旅游等要求。

Description

一种双扉大跨度拱形景观闸门

技术领域

本发明属于水利机械技术领域，具体涉及一种双扉大跨度拱形景观闸门。

背景技术

随着经济建设的高速发展，生态景观河道成为城市建设的重要内容，给水工建筑物提出了汛期防洪泄洪、非汛期生态蓄水及景观旅游等综合功能要求。现有拱形结构闸门由于结构的缺陷不能兼顾以上功能。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种双扉大跨度拱形景观闸门，具有结构受力明确，自重轻，孔口跨度可以相对较大等优点，采用本发明可以控制双扉闸门中上扉门、下扉门的同时启闭或者上扉门的单独启闭。双扉闸门同时启门则完成河道泄洪功能；在下扉闸门实现河道生态蓄水、瀑布的同时，上扉闸门启门形成彩虹景观效果。

本发明所述的一种双扉大跨度拱形景观闸门，包括门体部分、埋固部分和启闭机，所述门体部分包括支承在闸底板上的下扉门以及支承在下扉门上的上扉门；上扉门和下扉门均为圆拱箱型钢结构；所述上扉门和下扉门具有相同的圆弧半径；

所述埋固部分包括位于所述门体部分两侧的闸墩和位于所述门体部分下侧的闸底板，闸墩上设有复合支铰的固定铰座；所述的复合支铰，包括固定铰座、主铰链、主铰轴、副铰轴和副铰链；所述主铰链和副铰链均包括顶板以及与顶板连接的肋板；固定铰座与主铰链铰接；所述主铰链的顶板上部设有连接部，连接部下部连接有与主铰链的顶板相垂直的板I，板I连接紧固装置，连接部与副铰链铰接；上扉门与副铰链的顶板连接，下扉门通过紧固装置与主铰链的顶板以及连接部连接。本发明中，所述铰链为复合结构，主铰链的顶板下部通过螺栓联接下扉闸门门叶结构，连接部可以兼作上扉闸门的固定铰座。

本发明中，主铰链、连接部以及紧固装置优选采用一体成型工艺制成。

所述上扉门与下扉门之间设有液压穿轴系统。

本发明所述的紧固装置可以采用以下两种形式：

形式一，本发明所述的紧固装置为螺栓，主铰链的顶板下部以及板I通过螺栓连接下扉闸门门叶结构，即下扉门一端通过螺栓与主铰链顶板连接，上侧通过螺栓与板I连接，连接部可以兼作上扉闸门的固定铰座耳板。板I是连接部一支承板，与连接部垂直连接。

形式二，本发明所述的紧固装置包括板III和板IV；板I与连接部底端以及主铰链的顶板垂直连接；板I的两侧垂直连接有板III，且板III和主铰链的顶板垂直连接；板III底部之间连接有与板I平行的板IV，且板IV和主铰链的顶板垂直连接。当采用此种紧固装置时，板I、顶板、板III和板IV围绕形成一个空腔，下扉门一端直接插入空腔并通过螺栓与顶板、板I和板III连接。板I是连接部一支承板，与连接部垂直连接。

所述上扉门和下扉门的两侧均设有悬臂吊梁，悬臂吊梁顶端设有吊座，吊座上设有吊耳I，吊耳I之间设有吊轴；上扉门下部设有吊耳II；所述吊耳II与下扉门上的吊耳I对应设置；上扉门上设有液压穿轴系统；所述液压穿轴系统包括液压站和贯穿吊耳II与下扉门上吊耳I的液压穿轴机构；所述上扉门上的吊轴通过钢丝绳与启闭机连接。

所述固定铰座包括与闸墩连接的固定板，固定板两侧分别设有耳板，耳板上分别设有铰链孔，耳板与主铰链的肋板通过贯穿铰链孔的主铰轴铰接。

所述主铰链的顶板上部设有相互对称的连接部，连接部上设有铰链孔，连接部与副铰链的肋板通过贯穿铰链孔的副铰轴铰接。

所述耳板、连接部以及肋板上均设有加强肋。

所述的悬臂吊梁分别在上扉门和下扉门上左右对称设置且偏上扉门和下扉门的弧顶方向。

所述的液压穿轴系统还包括位移传感器和控制单元；控制单元与液压站连接，液压站与液压穿轴机构连接，液压穿轴机构上设有位移传感器，位移传感器与控制单元连接。

所述吊耳II两侧设有加强肋。

所述肋板与主铰轴之间设有关节轴承；所述肋板与副铰轴之间设有关节轴承。

所述上扉门和下扉门左右两侧均设有侧向止水，底部均设有底止水。

所述的上扉门门顶上设有人行通道。

所述的启闭机为双吊点固定卷扬式启闭机。

本发明在实际使用时，如果需要同时开启双扉闸门完成河道泄洪功能，其具体过程为：控制单元发送指令给液压站，液压站使得液压穿轴机构进行穿轴运行，贯穿上扉门的吊耳II和下扉门的吊耳I，穿轴完毕，实现上扉门和下扉门的相连接，位移传感器将指令发送控制单元，控制液压站停止穿轴。启动双吊点固定卷扬式启闭机，启闭机通过钢丝绳拉动闸门，上、下扉门整体以支承在闸墩上的复合支铰的主铰轴为圆心向上转动，到达60°左右时停止并锁定，河道行洪过流。行洪过流完毕，启闭机通过钢丝绳下放闸门，上、下扉门整体以支承在闸墩上的复合支铰的主铰轴为圆心向下转动至完全关闭。

当仅需要对上扉门进行单独的启闭时，控制单元发送指令给液压站，液压站使得液压穿轴机构进行退轴运行，运行至合适位置，退轴完毕，实现上扉门的吊耳II和下扉门的吊耳I的分离，位移传感器将指令发送控制单元，控制液压站停止退轴。启动双吊点固定卷扬启闭机，启闭机通过钢丝绳拉动上扉门，上扉门以所述复合支铰的副铰轴为圆心向上转动，到达适宜位置时停止并锁定，实现上扉门的合适程度的开启，上扉门形成空中彩虹景观，下扉闸门门顶过流同时形成瀑布，且仍然保持河道至下扉门门高水深的生态蓄水。若需要对上扉门进行关闭，启闭机通过钢丝绳下放上扉门，上扉门整体以副铰轴为圆心向下转动至完全关闭。

本发明所述的复合支铰具有两个支铰的功能，即主支铰和副支铰的功能。所述固定铰座、主铰轴、主铰链组成主支铰，在启闭机的作用下，以主铰轴中心线为回转中心，实现上扉门和下扉门的同时启闭；所述副铰座与副铰轴、副铰链共同构成了副支铰，副支铰与上扉门相连接，在启闭机的作用下，以副铰轴的中心线为回转中心，实现上扉门的单独启闭。所述主铰链有三重功用：(1)组成主支铰；(2)主铰链链另一端的上部结构兼做副铰座，由上部顶板、连接部和板I组成；(3)所述主铰链另一端的下部结构与下扉门连接。

综上所述，本发明中双扉闸门的上扉门、下扉门可以同时启闭或者上扉门的单独启闭。双扉闸门同时启门则完成河道泄洪功能；在下扉门实现河道生态蓄水、瀑布的同时，上扉门启门形成彩虹景观效果并且单独局部开启上扉门可以控制瀑布大小，节约水资源且仍然保持河道至下扉闸门门高水深的生态蓄水；上扉门具有挡水、控泄和单纯或者共同形成景观的功能。

附图说明

图1为本发明俯视结构示意图；

图2为图1中A处局部放大结构示意图；

图3为本发明来水侧主视结构示意图(上扉门和下扉门全部闭合状态)；

图4为实施例1的左视结构示意图(上扉门和下扉门全部闭合状态)；

图5为实施例1的左视结构示意图(上扉门和下扉门全部开启状态)；

图6为实施例1的左视结构示意图(仅上扉门单独开启状态)；

图7为实施例1所述复合支铰结构示意图；

图8为图7的A-A向剖视结构示意图；

图9为实施例2的左视结构示意图(上扉门和下扉门全部闭合状态)；

图10为实施例2的左视结构示意图(上扉门和下扉门全部开启状态)；

图11为实施例2的左视结构示意图(仅上扉门单独开启状态)；

图12为实施例2所述复合支铰结构示意图；

图13为图12的右视结构示意图(省略上扉门、下扉门、副铰链)；

图14为图12的俯视结构示意图(省略上扉门、下扉门、固定铰座、副铰链)；

图15为图12的B-B向剖视结构示意图；

图16为本发明控制结构示意图；

图中：1、启闭机，2、闸底板，3、下扉门，4、上扉门，5、闸墩，6、固定铰座，7、主铰链，8、副铰链，9、顶板，10、肋板，11、连接部，12、空腔，13、悬臂吊梁，14、吊座，15、吊耳I，16、吊轴，17、钢丝绳，18、固定板，19、耳板，20、主铰轴，21、副铰轴，22、加强肋，23、液压穿轴机构，24、位移传感器，25、吊耳II，26、液压站，27、控制单元，28、护栏，29、底止水，30、侧向止水，31、关节轴承，32、板I，33、螺栓，34、板III，35、板IV。

具体实施方式

实施例1

一种双扉大跨度拱形景观闸门，包括门体部分、埋固部分和启闭机1，所述门体部分包括支承在闸底板2上的下扉门3以及支承在下扉门3上的上扉门4；上扉门4和下扉门3均为圆拱箱型钢结构；所述上扉门4和下扉门3具有相同的圆弧半径；

所述埋固部分包括位于所述门体部分两侧的闸墩5和位于所述门体部分下侧的闸底板2，闸墩5上设有复合支铰的固定铰座6；所述的复合支铰，包括固定铰座6、主铰链7、主铰轴20、副铰轴21和副铰链8；所述主铰链7和副铰链8均包括顶板9以及与顶板9连接的肋板10；固定铰座6与主铰链7铰接；所述主铰链7的顶板9上部设有连接部11，连接部11下部连接有与主铰链7的顶板9相垂直的板I34，板I34连接紧固装置，连接部11与副铰链8铰接；上扉门4与副铰链8的顶板9连接，下扉门3通过紧固装置与主铰链7的顶板9以及连接部11连接；

所述上扉门4与下扉门3之间设有液压穿轴系统。

所述的紧固装置可以为螺栓33。

所述上扉门4下部和下扉门3上部的两侧均设有悬臂吊梁13，悬臂吊梁13顶端设有吊座14，吊座14上设有吊耳I15，吊耳I15之间设有吊轴16；上扉门4下部设有悬臂吊梁13，悬臂吊梁13顶端设有吊座14，吊座14上设有吊耳II25；所述吊耳II25与下扉门3上的吊耳I15对应设置；上扉门4上设有液压穿轴系统；所述液压穿轴系统包括液压站26和贯穿吊耳II25与下扉门3上吊耳I15的液压穿轴机构23；所述上扉门4上的吊轴16通过钢丝绳17与启闭机1连接。

所述固定铰座6包括与闸墩5连接的固定板18，固定板18两侧分别设有耳板19，耳板19上分别设有铰链孔，耳板19与主铰链7的肋板10通过贯穿铰链孔的主铰轴20铰接。

所述主铰链7的顶板9上部设有相互对称的连接部11，连接部11上设有铰链孔，连接部11与副铰链8的肋板10通过贯穿铰链孔的副铰轴21铰接。

所述耳板19、连接部6以及肋板10上均设有加强肋22。

所述的悬臂吊梁13分别在上扉门4和下扉门3上左右对称设置且偏上扉门4和下扉门3的弧顶方向。

所述的液压穿轴系统还包括位移传感器24和控制单元27；控制单元27与液压站26连接，液压站26与液压穿轴机构23连接，液压穿轴机构23上设有位移传感器24，位移传感器24与控制单元27连接。

所述吊耳II25两侧设有加强肋22。

所述的上扉门4门顶上设有人行通道，人行通道两侧设有护栏28。

所述的启闭机1为双吊点固定卷扬式启闭机。

实施例2

一种双扉大跨度拱形景观闸门，包括门体部分、埋固部分和启闭机1，所述门体部分包括支承在闸底板2上的下扉门3以及支承在下扉门3上的上扉门4；上扉门4和下扉门3均为圆拱箱型钢结构；所述上扉门4和下扉门3具有相同的圆弧半径；

所述埋固部分包括位于所述门体部分两侧的闸墩5和位于所述门体部分下侧的闸底板2，闸墩5上设有复合支铰的固定铰座6；所述的复合支铰，包括固定铰座6、主铰链7、主铰轴20、副铰轴21和副铰链8；所述主铰链7和副铰链8均包括顶板9以及与顶板9连接的肋板10；固定铰座6与主铰链7铰接；所述主铰链7的顶板9上部设有连接部11，连接部11下部连接有与主铰链7的顶板9相垂直的板I34，板I34连接紧固装置，连接部11与副铰链8铰接；上扉门4与副铰链8的顶板9连接，下扉门3通过紧固装置与主铰链7的顶板9以及连接部11连接；

所述上扉门4与下扉门3之间设有液压穿轴系统。

所述的紧固装置包括板III34和板IV35；板I32与连接部11底端以及主铰链7的顶板9垂直连接；板I32的两侧垂直连接有板III34，且板III34和主铰链7的顶板9垂直连接；板III34底部之间连接有与板I32平行的板IV35，且板IV35和主铰链7的顶板9垂直连接。板I32、顶板9、板III34和板IV35围绕形成一个空腔12，下扉门3一端直接插入空腔12并通过螺栓与顶板9、板I32和板III34连接。

所述上扉门4下部和下扉门3上部的两侧均设有悬臂吊梁13，悬臂吊梁13顶端设有吊座14，吊座14上设有吊耳I15，吊耳I15之间设有吊轴16；上扉门4下部设有悬臂吊梁13，悬臂吊梁13顶端设有吊座14，吊座14上设有吊耳II25；所述吊耳II25与下扉门3上的吊耳I15对应设置；上扉门4上设有液压穿轴系统；所述液压穿轴系统包括液压站26和贯穿吊耳II25与下扉门3上吊耳I15的液压穿轴机构23；所述上扉门4上的吊轴16通过钢丝绳17与启闭机1连接。

所述固定铰座6包括与闸墩5连接的固定板18，固定板18两侧分别设有耳板19，耳板19上分别设有铰链孔，耳板19与主铰链7的肋板10通过贯穿铰链孔的主铰轴20铰接。

所述主铰链7的顶板9上部设有相互对称的连接部11，连接部11上设有铰链孔，连接部11与副铰链8的肋板10通过贯穿铰链孔的副铰轴21铰接。

所述耳板19、连接部6以及肋板10上均设有加强肋22。

所述的悬臂吊梁13分别在上扉门4和下扉门3上左右对称设置且偏上扉门4和下扉门3的弧顶方向。

所述的液压穿轴系统还包括位移传感器24和控制单元27；控制单元27与液压站26连接，液压站26与液压穿轴机构23连接，液压穿轴机构23上设有位移传感器24，位移传感器24与控制单元27连接。

所述吊耳II25两侧设有加强肋22。

所述的上扉门4门顶上设有人行通道，人行通道两侧设有护栏28。

所述的启闭机1为双吊点固定卷扬式启闭机。

Claims (8)

1.一种双扉大跨度拱形景观闸门，包括门体部分、埋固部分和启闭机（1），其特征在于，

所述门体部分包括支承在闸底板（2）上的下扉门（3）以及支承在下扉门（3）上的上扉门（4）；上扉门（4）和下扉门（3）均为圆拱箱型钢结构；所述上扉门（4）和下扉门（3）具有相同的圆弧半径；

所述埋固部分包括位于所述门体部分两侧的闸墩（5）和位于所述门体部分下侧的闸底板（2），闸墩（5）上设有复合支铰的固定铰座（6）；所述的复合支铰，包括固定铰座（6）、主铰轴（20）、主铰链（7）、副铰轴（21）和副铰链（8）；所述主铰链（7）和副铰链（8）均包括顶板（9）以及与顶板（9）连接的肋板（10）；固定铰座（6）与主铰链（7）铰接；所述主铰链（7）的顶板（9）上部设有连接部（11），连接部（11）下部连接有与主铰链（7）的顶板（9）相垂直的板I（32），板I（32）连接紧固装置，连接部（11）与副铰链（8）铰接；上扉门（4）与副铰链（8）的顶板（9）连接，下扉门（3）通过紧固装置与主铰链（7）的顶板（9）以及连接部（11）连接；

所述上扉门（4）与下扉门（3）之间设有液压穿轴系统；

所述上扉门（4）和下扉门（3）的两侧均设有悬臂吊梁（13），悬臂吊梁（13）顶端设有吊座（14），吊座（14）上设有吊耳I（15），上扉门（4）上吊耳I（15）之间设有吊轴（16）；上扉门（4）下部设有吊耳II（25）；所述吊耳II（25）与下扉门（3）上的吊耳I（15）对应设置；上扉门（4）上设有液压穿轴系统；所述液压穿轴系统包括液压站（26）和贯穿吊耳II（25）与下扉门（3）上吊耳I（15）的液压穿轴机构（23）；所述上扉门（4）上的吊轴（16）通过钢丝绳（17）与启闭机（1）连接；

所述的启闭机（1）为双吊点固定卷扬式启闭机。

2.根据权利要求1所述的一种双扉大跨度拱形景观闸门，其特征在于，所述固定铰座（6）包括与闸墩（5）连接的固定板（18），固定板（18）两侧分别设有耳板（19），耳板（19）上分别设有铰链孔，耳板（19）与主铰链（7）的肋板（10）通过贯穿铰链孔的主铰轴（20）铰接。

3.根据权利要求1所述的一种双扉大跨度拱形景观闸门，其特征在于，所述主铰链（7）的顶板（9）上部设有相互对称的连接部（11），连接部（11）上设有铰链孔，连接部（11）与副铰链（8）的肋板（10）通过贯穿铰链孔的副铰轴（21）铰接。

4.根据权利要求2所述的一种双扉大跨度拱形景观闸门，其特征在于，所述耳板（19）、连接部（11）以及肋板（10）上均设有加强肋（22）。

5.根据权利要求1所述的一种双扉大跨度拱形景观闸门，其特征在于，所述的悬臂吊梁（13）分别在上扉门（4）和下扉门（3）上左右对称设置且偏上扉门（4）和下扉门（3）的弧顶方向。

6.根据权利要求1所述的一种双扉大跨度拱形景观闸门，其特征在于，所述的液压穿轴系统还包括位移传感器（24）和控制单元（27）；控制单元（27）与液压站（26）连接，液压站（26）与液压穿轴机构（23）连接，液压穿轴机构（23）上设有位移传感器（24），位移传感器（24）与控制单元（27）连接。

7.根据权利要求1所述的一种双扉大跨度拱形景观闸门，其特征在于，所述吊耳II（25）两侧设有加强肋（22）。

8.根据权利要求1所述的一种双扉大跨度拱形景观闸门，其特征在于，所述的上扉门（4）门顶上设有人行通道，人行通道两侧设有护栏（28）。