液壓升降壩工作原理
液壓升降壩是最近兩年發(fā)展推廣的新型壩型,力學(xué)結(jié)構(gòu)科學(xué)、可控、緊貼河床、放壩快速,不受上下游水位控制,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固可靠,抗沖擊能力強(qiáng)。
液壓升降壩工作基本原理:采用自卸汽車力學(xué)原理,結(jié)合支墩壩水工結(jié)構(gòu)型式的一種壩型,具備擋水和泄水雙重功能。
液壓升降壩的構(gòu)造由弧形(或直線)壩面、液壓桿、支撐桿、液壓缸和液壓泵站組成。液壓升降壩采用液壓桿升降以底部為軸的活動(dòng)攔水壩面,實(shí)現(xiàn)升壩攔水,降壩行洪的目的;采用支撐桿支撐活動(dòng)壩面的背面,構(gòu)成穩(wěn)定的支撐墩壩;采用聯(lián)動(dòng)鋼鉸線帶動(dòng)定位銷,達(dá)到支撐墩壩固定和活動(dòng)的相互交換;采用浮標(biāo)開(kāi)關(guān),控制操作液壓系統(tǒng),達(dá)到無(wú)人管理,根據(jù)洪水漲落,實(shí)現(xiàn)活動(dòng)壩面的自動(dòng)升降。
液壓升降壩具有下列特點(diǎn):
(1)布置型式:根據(jù)擋水和泄水雙重功能特點(diǎn),液壓升降壩作為船閘閘門具有靈活布置特點(diǎn),既可以結(jié)合泄洪設(shè)施布置,也可以單獨(dú)布置。
(2)投資:壩面采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和后支撐液壓系統(tǒng),基礎(chǔ)和側(cè)墻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工程成本較各種鋼閘門低。
(3)結(jié)構(gòu)性能:壩面升起后,形成穩(wěn)定的支撐墩壩結(jié)構(gòu),力學(xué)結(jié)構(gòu)科學(xué)且上下游均能承受相應(yīng)水頭。
(4)啟閉速度:采用后支撐液壓系統(tǒng),液壓行程短,無(wú)需平壓充排水,啟閉快速。
(5)維護(hù)管理:部件經(jīng)久耐用,更換容易,維護(hù)管理費(fèi)用較省。
(6)美觀:壩面可噴色彩、文字、圖案;活動(dòng)壩面高度可隨意調(diào)節(jié)、演示;上游有漂浮物時(shí),只要操控一下液壓系統(tǒng),即可輕松地沖掉,使河水清澈。
液壓升降壩過(guò)船運(yùn)行方式
液壓升降壩作為船閘具有運(yùn)行簡(jiǎn)單,快捷特點(diǎn):
(1)下行
①升起下閘首閘門,降落上閘首閘門;
②待閘室渠道內(nèi)水位與上游河道水位持平后,上游船只進(jìn)入閘室渠道;
③待所有船只進(jìn)入閘室渠道后,升起上閘首閘門;
④待上閘首閘門完全升起后,降落下閘首閘門;
⑤待閘室渠道內(nèi)水位與下游河道水位持平后,上游船只駛出閘室渠道進(jìn)入下游河道。
(2)上行
①升起上閘首閘門,降落下閘首閘門;
②待閘室渠道內(nèi)水位與下游河道水位持平后,下游船只進(jìn)入閘室渠道;
③待所有船只進(jìn)入閘室渠道后,升起下閘首閘門;
④待下閘首閘門完全升起后,降落上閘首閘門;
⑤待閘室渠道內(nèi)水位與上游河道水位持平后,下游船只駛出閘室渠道進(jìn)入上游河道。
由于液壓升降壩具有液壓行程短,無(wú)需平壓直接升降壩面,因此啟閉快速,只需幾分鐘即可,過(guò)船速度完全取決于過(guò)船和出船速度。
閘型比較
適合小型過(guò)船工程閘門型式主要包括人字一字門,平面直升門,一字橫拉閘、鋼壩閘等閘門:
(1)人字一字門
人字門和一字門工作原理基本相同,主要區(qū)別是立軸分別位于一側(cè)和兩側(cè),運(yùn)行時(shí),通過(guò)啟閉機(jī)械,推動(dòng)閘門以轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn),迅速關(guān)閉閘門。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)需有頂、底樞裝置,支承門體懸掛并能旋轉(zhuǎn)。在關(guān)門擋水時(shí),與平板門擋水傳力方式相同,主橫梁通過(guò)閘門兩邊柱將水荷載傳遞給閘墻。一般大型閘門大都采用人字門,小型船閘采用一字門更具優(yōu)勢(shì),閘門基本都采用鋼結(jié)構(gòu),因此其造價(jià)較高,同時(shí)人字門和一字門均需設(shè)置平壓設(shè)施,平壓時(shí)間較長(zhǎng),從而影響過(guò)船效率。
(2)平面直升門
垂直提升平板閘門最大的缺點(diǎn)是為滿足通航凈空要求將閘門提升很高,不僅需要修建較高的啟閉平臺(tái),而且啟閉機(jī)揚(yáng)程較大,提升閘門所耗時(shí)間較長(zhǎng),難以滿足船閘的通過(guò)能力。
(3)一字橫拉閘
橫向推拉閘門運(yùn)行速度慢、門庫(kù)和門槽的尺寸要求較大,特別是門底走輪和水下軌道易被泥沙雜物阻塞,門高且窄,運(yùn)行平穩(wěn)性差,運(yùn)行檢修維護(hù)困難,同時(shí)也需設(shè)置平壓設(shè)施,從而影響過(guò)船效率。
(4)鋼壩閘
鋼壩閘一般由帶固定軸的鋼性壩體、驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)備等組成,沒(méi)有底門槽和側(cè)門槽,是門葉圍繞底軸心放置的結(jié)構(gòu)。鋼壩閘結(jié)構(gòu)采用繞底軸的懸臂型式,對(duì)結(jié)構(gòu)本身要求較高,難以適應(yīng)較高水頭,而且液壓?jiǎn)㈤]力也較高,同時(shí)結(jié)構(gòu)本身采用鋼結(jié)構(gòu)也影響投資。
(5)液壓升降壩
液壓升降壩利用液壓桿推動(dòng)閘門圍繞底軸向上向下旋轉(zhuǎn),由于繞底軸旋轉(zhuǎn),啟閉無(wú)需平壓,過(guò)船迅速,結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)單有效,啟閉迅速安全。
人字一字門、平面直升門、一字橫拉閘、鋼壩閘基本以鋼結(jié)構(gòu)為主,而液壓升降閘以混凝土結(jié)構(gòu)為主,可以節(jié)省投資,便于管理維護(hù),而且液壓升降壩可以通過(guò)組合形成較長(zhǎng)壩面并能同時(shí)升降,對(duì)寬度基本沒(méi)有限制。
通過(guò)小型船閘各種閘門型式比較,液壓升降壩克服了人字一字門寬度受限、平壓時(shí)間長(zhǎng),過(guò)船緩慢缺點(diǎn),也不具備鋼壩閘構(gòu)件大、啟閉力高、維護(hù)困難等要求,不受寬度限制,采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),投資省,維護(hù)便利,是一種結(jié)構(gòu)合理、具有廣泛前景的新小型船閘閘門型式。