CN114575309A - 一种新型横拉门水闸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种新型横拉门水闸，包括：呈上下对称间隔布置的上浮箱门体和下浮箱门体；设置在所述上浮箱门体与下浮箱门体之间的用于将所述上浮箱门体与下浮箱门体进行连接的中间连接桁架；若干沿长度方向间隔设置在所述中间连接桁架内的直升门；若干沿长度方向间隔竖直设置在所述中间连接桁架内的用于对所述中间连接桁架除所述若干直升门之外的区域进行挡水的固定挡水面板；以及安装在所述下浮箱门体与闸底槛之间的滚轮轨道机构。本发明可大跨度双向挡水，门库可两岸对称布置，移动过程中充分利用浮力，挡水过程中充分利用重力。

Description

一种新型横拉门水闸
技术领域
本发明涉及水工闸门技术领域，尤其涉及一种新型横拉门水闸。
背景技术
横拉式平面闸门又称为横拉门，是垂直于水道方向水平移动的单扇平板门，闸门门体的底部或顶部安设行走滚轮，可沿轨道横向移动，多在静水条件下操作。横拉门的闸门门体采用钢框架支撑结构与前后钢板组成的封闭式浮箱结构，闸门门体的上半部分为空心箱型结构，由于水体对闸门门体的浮力作用，便于闸门启闭操作。闸门门体可以在底部轨道上滚动或滑动运行。开启状态下，闸门门体停放在河道相邻一侧的门库内，河道处于正常的通航运行状态。当需要挡水时，闸门门体进入封闭挡水位置，水荷载通过闸门门体转移至门库的两侧挡墙上，闸门门体能够承载双向水头作用。
传统的横拉门的结构特点在于通过底部或顶部安设的行走滚轮实现横线移动，闸门门体从门库横向移动至河道中央挡水的过程中，闸门门体内的浮箱会提供一定的浮力抵消重力，从而降低启闭所需的推力。但是，由于整个过程中闸门门体的重力一直大于其浮力，而且在挡水状态时，水荷载是通过闸门门体转移至门库的两侧挡墙上，闸门门体采用简支梁受力模式，因此该受力模式限制了横拉门的闸门门体的应用跨度，目前该类闸门型式的常用跨度为50m～70m。
当需要更大的跨度时，传统的横拉门的受力模式将不再适用，这是因为此时横拉门的跨中弯矩是跨度的二次方，随着跨度的增大，横拉门的跨中弯矩将急剧增大。而且传统的横拉门还存在一个缺陷，由于其受力模式需要闸门门体10的两端在挡水时搁置在门库20的两侧挡墙21a、21b上，门库20只能布置在河道一侧，如图1和图2所示，此时河道一侧因门库20布置的需要，占地面积过大，若该类闸门应用于市区段，征地拆迁存在较大困难。
为此，本申请人经过有益的探索和研究，找到了解决上述问题的方法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：针对现有技术的不足而提供一种可大跨度双向挡水、门库可两岸对称布置、移动过程中充分利用浮力、挡水过程中充分利用重力的新型横拉门水闸。
本发明所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：
一种新型横拉门水闸，包括：
呈上下对称间隔布置的上浮箱门体和下浮箱门体；
设置在所述上浮箱门体与下浮箱门体之间的用于将所述上浮箱门体与下浮箱门体进行连接的中间连接桁架；
若干沿长度方向间隔设置在所述中间连接桁架内的直升门；
若干沿长度方向间隔竖直设置在所述中间连接桁架内的用于对所述中间连接桁架除所述若干直升门之外的区域进行挡水的固定挡水面板；以及安装在所述下浮箱门体与闸底槛之间的滚轮轨道机构。
在本发明的一个优选实施例中，所述上浮箱门体内沿长度方向间隔设置有若干上浮箱隔板，所述若干上浮箱隔板将所述上浮箱门体的内部分隔成若干上浮箱仓，在所述上浮箱门体内设置有用于对每一下浮箱仓进行注水或排水的上浮箱注排水系统。
在本发明的一个优选实施例中，所述下浮箱门体内沿长度方向间隔设置有若干下浮箱隔板，所述若干下浮箱隔板将所述下浮箱门体的内部分隔成若干下浮箱仓，在所述下浮箱门体内设置有用于对每一下浮箱仓进行注水或排水的下浮箱注排水系统。
在本发明的一个优选实施例中，所述上浮箱门体和下浮箱门体所提供的浮力大于横拉门的重力。
在本发明的一个优选实施例中，每一直升门包括直升门体以及直升门启闭设备，所述直升门体竖直安装在所述中间连接桁架内，所述直升门启闭设备安装在所述上浮箱门体上且与所述直升门体连接，用于驱动所述直升门体进行竖直升降运动。
在本发明的一个优选实施例中，所述滚轮轨道机构包括：
对称间隔设置在所述闸底槛上且沿所述闸底槛长度方向延伸的左、右L型反向轨道；
若干沿长度方向间隔设置在所述下浮箱门体的底面上且位于所述左L型反向轨道的内侧并与所述左L型反向轨道进行滑动配合的左滚轮组件；以及
若干沿长方向间隔设置在所述下浮箱门体的底面上且位于所述右L型反向轨道的内侧并与所述右L型反向轨道进行滑动配合的右滚轮组件。
在本发明的一个优选实施例中，每一左滚轮组件包括左滚轮、左侧向滑块以及左滚轮支撑连接体，所述左滚轮位于所述左L型反向轨道的下方且其轮面与所述左L型反向轨道的下轨面之间形成滚动接触，并通过所述左滚轮支撑连接体安装在所述下浮箱门体的底面上，所述左侧向滑块设置在所述左滚轮支撑连接体上且位于所述左L型反向轨道的内侧，所述左侧向滑块的外侧面与所述左L型反向轨道的外侧面之间形成滑动接触；每一右滚轮组件包括右滚轮、右侧向滑块以及右滚轮支撑连接体，所述右滚轮位于所述右L型反向轨道的下方且其轮面与所述右L型反向轨道的下轨面之间形成滚动接触，并通过所述右滚轮支撑连接体安装在所述下浮箱门体的底面上，所述右侧向滑块设置在所述右滚轮支撑连接体上且位于所述右L型反向轨道的内侧，所述右侧向滑块的外侧面与所述右L型反向轨道的外侧面之间形成滑动接触。
在本发明的一个优选实施例中，所述闸底槛采用钢筋混凝土空箱结构。
由于采用了如上技术方案，本发明的有益效果在于：本发明的横拉门从门库横向移动至河道中央挡水的过程中，上、下浮箱门体提供的浮力大于重力，并通过底部布置的滚轮轨道机构在闸底槛上移动，此时横拉门的底面不与闸底槛的顶面接触，两者处于脱开状态；当横拉门到达关闸位置时，向上、下浮箱门体内注水，使得横拉门下沉至闸底槛上，此时横拉门的底部与闸底槛的顶面接触，挡水时水头差产生的水平推力不再由两岸闸墩承担，而是分担到闸底槛上，由横拉门的自重产生的摩阻力以及闸底槛的抗力共同承担，因此闸门不再受跨度限制，可实现超大跨度挡水。同时，由于不再采用简支梁的受力模式，水头差产生的水平推力不再由两岸闸墩承担，门库可根据征地拆迁情况在两岸对称或非对称布置，此时横拉门的平面布置更具有灵活性。另外，本发明的横拉门还具有可双向挡水的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是传统的横拉门停靠在门库内时的结构示意图。
图2是传统的横拉门处于挡水位置时的结构示意图。
图3是本发明的立面布置示意图。
图4是图3的A-A向断面示意图(移动过程中处于漂浮状态)。
图5是图3的A-A向断面示意图(挡水状态下门体落在闸底槛上)。
图6是图3的B-B向断面示意图(移动过程中处于漂浮状态)。
图7是图6中的滚轮轨道机构的局部放大示意图。
图8是图3的B-B向断面示意图(挡水状态下门体落在闸底槛上)。
图9是本发明停靠在门库内时的示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图3至图9，图中给出的是一种新型横拉门水闸，包括上浮箱门体100、下浮箱门体200、中间连接桁架300、若干直升门400、若干固定挡水面板500以及滚轮轨道机构600。
上浮箱门体100和下浮箱门体200呈上下对称间隔布置，上浮箱门体100和下浮箱门体200所提供的浮力大于横拉门的重力。具体地，上浮箱门体100体内沿长度方向间隔设置有若干上浮箱隔板110，若干上浮箱隔板110将上浮箱门体100的内部分隔成若干上浮箱仓120，在上浮箱门体100内设置有用于对每一下浮箱仓120进行注水或排水的上浮箱注排水系统(图中未示出)。下浮箱门体200内沿长度方向间隔设置有若干下浮箱隔板210，若干下浮箱隔板210将下浮箱门体200的内部分隔成若干下浮箱仓220，在下浮箱门体200内设置有用于对每一下浮箱仓220进行注水或排水的下浮箱注排水系统(图中未示出)。上、下浮箱门体100、200均采用分仓式设计，保证水流不会在各分仓内流动，同时其内部采用钢结构支撑，保证上、下浮箱门体100、200不会在水压力作用下损坏。
中间连接桁架300设置在上浮箱门体100与下浮箱门体200之间，其用于将上浮箱门体100与下浮箱门体200进行连接。中间连接桁架300采用钢结构桁架。
若干直升门400沿长度方向间隔设置在中间连接桁架300内。具体地，每一直升门400包括直升门体410以及直升门启闭设备420，直升门体410竖直安装在中间连接桁架300内，直升门启闭设备420安装在上浮箱门体100上且与直升门体410连接，用于驱动直升门体410进行竖直升降运动。
若干固定挡水面板500沿长度方向间隔竖直设置在中间连接桁架300内，其用于对中间连接桁架300除若干直升门400之外的区域进行挡水。
滚轮轨道机构600安装在下浮箱门体200与闸底槛700之间，其使得横拉门可沿闸底槛700长度方向进行横向移动。具体地，滚轮轨道机构600包括左、右L型反向轨道610a、610b、若干左滚轮组件620a以及若干右滚轮组件620b。
左、右L型反向轨道610a、610b对称间隔设置在闸底槛700上且沿闸底槛700的长度方向延伸。
若干左滚轮组件620a沿长度方向间隔设置在下浮箱门体200的底面上且位于左L型反向轨道610a的内侧并与左L型反向轨道610a进行滑动配合。每一左滚轮组件620a包括左滚轮621a、左侧向滑块622a以及左滚轮支撑连接体623a。左滚轮621a位于左L型反向轨道610a的下方且其轮面与左L型反向轨道610a的下轨面之间形成滚动接触，并通过左滚轮支撑连接体623a安装在下浮箱门体200的底面上，左侧向滑块622a设置在左滚轮支撑连接体623a上且位于左L型反向轨道610a的内侧，左侧向滑块622a的外侧面与左L型反向轨道610a的外侧面之间形成滑动接触。左侧向滑块622a主要是为了防止横拉门在漂浮状态下移动过程中产生晃动，并且当横拉门落到闸底槛700后，用于传递水头差产生的水平力。
若干右滚轮组件620b沿长方向间隔设置在下浮箱门体200的底面上且位于右L型反向轨道610b的内侧并与右L型反向轨道610b进行滑动配合。每一右滚轮组件620b包括右滚轮621b、右侧向滑块622b以及右滚轮支撑连接体623b。右滚轮621b位于右L型反向轨道610b的下方且其轮面与右L型反向轨道610b的下轨面之间形成滚动接触，并通过右滚轮支撑连接体623b安装在下浮箱门体200的底面上，右侧向滑块622b设置在右滚轮支撑连接体623b上且位于右L型反向轨道610b的内侧，右侧向滑块622b的外侧面与右L型反向轨道610b的外侧面之间形成滑动接触。右侧向滑块622b主要是为了防止横拉门在漂浮状态下移动过程中产生晃动，并且当横拉门落到闸底槛700后，用于传递水头差产生的水平力。
闸底槛700采用钢筋混凝土空箱结构，其可根据地基条件设桩基或者采用其他地基处理方式。在闸底槛700的顶面位于左滚轮组件620a和右滚轮组件620b的下方设置有可维修的凹坑，方便对左滚轮组件620a和右滚轮组件620b进行维修。
上浮箱门体100和下浮箱门体200在横拉门从门库横向移动至河道中央的关闸位置的过程中可提供浮力，使得横拉门漂浮于水面上，此时下浮箱门体200的底面不与闸底槛700的顶面接触，两者处于脱开状态，如图4所示，此时上浮箱门体100和下浮箱门体200的作用是提供浮力。由于浮力的大小可通过控制上、下浮箱门体内的注水程度来控制，可控制浮力略大于重力，从而实现较小的启闭力即可推动横拉门横向移动至关闸位置。在横拉门横向移动过程中，若干直升门400处于打开状态，即允许过流，如图6所示，从而避免在关门过程中上下游产生过大的水头差。
由于在横拉门的底部设置滚轮轨道机构600，横拉门的漂浮属于可控状态，左滚轮621a、右滚轮621b在启闭系统的推力下沿着闸底槛700上的左、右L型反向轨道610a、610b进行反轨滚动，带动横拉门的横向移动。
当横拉门达到预定的关闸位置时，在上浮箱门体100和下浮箱门体200内注水，横拉门缓慢下沉至闸底槛700上，如图5和图8所示，此时上浮箱门体100和下浮箱门体200的作用是注水提供重力。此时上浮箱门体100和下浮箱门体200处于浮力与重力的转换过程。在挡水状态下，下浮箱门体200的底面与闸底槛700的顶面接触，挡水时水头差产生的水平推力分担到闸底槛700上，由横拉门自重产生的摩阻力以及闸底槛的抗力共同承担。此时左滚轮621a、右滚轮621b与左、右L型反向轨道610a、610b是脱开的，即挡水状态下左滚轮621a、右滚轮621b不再受力，保护了左滚轮621a、右滚轮621b不会被较大的重力压坏。
无论是常规的横拉门还是本发明的横拉门，当不需要横拉门挡水时，横拉门停在岸边的门库中，可在门库与河道之间设置一个小闸门进行隔开，因此可保证横拉门在门库中保持干作业状态，便于维修。但由于常规的横拉门底部滚轮被压在闸门下面，与门库底板紧密接触，滚轮的维修更换较为困难。本本发明的横拉门落在门库800的底板810上时，左滚轮621a、右滚轮621b是悬空的，人员可进入门库底板预留的空间进行维修，如图9所示。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种新型横拉门水闸，其特征在于，包括：
呈上下对称间隔布置的上浮箱门体和下浮箱门体；
设置在所述上浮箱门体与下浮箱门体之间的用于将所述上浮箱门体与下浮箱门体进行连接的中间连接桁架；
若干沿长度方向间隔设置在所述中间连接桁架内的直升门；
若干沿长度方向间隔竖直设置在所述中间连接桁架内的用于对所述中间连接桁架除所述若干直升门之外的区域进行挡水的固定挡水面板；
以及安装在所述下浮箱门体与闸底槛之间的滚轮轨道机构。
2.如权利要求1所述的新型横拉门水闸，其特征在于，所述上浮箱门体内沿长度方向间隔设置有若干上浮箱隔板，所述若干上浮箱隔板将所述上浮箱门体的内部分隔成若干上浮箱仓，在所述上浮箱门体内设置有用于对每一下浮箱仓进行注水或排水的上浮箱注排水系统。
3.如权利要求1所述的新型横拉门水闸，其特征在于，所述下浮箱门体内沿长度方向间隔设置有若干下浮箱隔板，所述若干下浮箱隔板将所述下浮箱门体的内部分隔成若干下浮箱仓，在所述下浮箱门体内设置有用于对每一下浮箱仓进行注水或排水的下浮箱注排水系统。
4.如权利要求3所述的新型横拉门水闸，其特征在于，所述上浮箱门体和下浮箱门体所提供的浮力大于横拉门的重力。
5.如权利要求1所述的新型横拉门水闸，其特征在于，每一直升门包括直升门体以及直升门启闭设备，所述直升门体竖直安装在所述中间连接桁架内，所述直升门启闭设备安装在所述上浮箱门体上且与所述直升门体连接，用于驱动所述直升门体进行竖直升降运动。
6.如权利要求1所述的新型横拉门水闸，其特征在于，所述滚轮轨道机构包括：
对称间隔设置在所述闸底槛上且沿所述闸底槛长度方向延伸的左、右L型反向轨道；
若干沿长度方向间隔设置在所述下浮箱门体的底面上且位于所述左L型反向轨道的内侧并与所述左L型反向轨道进行滑动配合的左滚轮组件；以及
若干沿长方向间隔设置在所述下浮箱门体的底面上且位于所述右L型反向轨道的内侧并与所述右L型反向轨道进行滑动配合的右滚轮组件。
7.如权利要求6所述的新型横拉门水闸，其特征在于，每一左滚轮组件包括左滚轮、左侧向滑块以及左滚轮支撑连接体，所述左滚轮位于所述左L型反向轨道的下方且其轮面与所述左L型反向轨道的下轨面之间形成滚动接触，并通过所述左滚轮支撑连接体安装在所述下浮箱门体的底面上，所述左侧向滑块设置在所述左滚轮支撑连接体上且位于所述左L型反向轨道的内侧，所述左侧向滑块的外侧面与所述左L型反向轨道的外侧面之间形成滑动接触；每一右滚轮组件包括右滚轮、右侧向滑块以及右滚轮支撑连接体，所述右滚轮位于所述右L型反向轨道的下方且其轮面与所述右L型反向轨道的下轨面之间形成滚动接触，并通过所述右滚轮支撑连接体安装在所述下浮箱门体的底面上，所述右侧向滑块设置在所述右滚轮支撑连接体上且位于所述右L型反向轨道的内侧，所述右侧向滑块的外侧面与所述右L型反向轨道的外侧面之间形成滑动接触。
8.如权利要求1所述的新型横拉门水闸，其特征在于，所述闸底槛采用钢筋混凝土空箱结构。
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