水利水電工程中升臥式平面閘門

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1.概述

　　閘門是用來控制水位，調(diào)節(jié)流量的，它是蓄水及引水建筑物中必不可少的組成部分。閘門的型式有很多種，閘門的選型和布置，應(yīng)根據(jù)閘門的受力條件、控制運(yùn)用要求和閘室結(jié)構(gòu)布置等因素選定。若為降低啟閉機(jī)排架高度，提高水閘的整體抗震性能，可采用升臥式平板閘門或雙扉式平板閘門，一般不采用直升式平板閘門和弧形閘門，其中升臥式平板閘門運(yùn)行較為可靠、效果良好。

　　2.直升式平板閘門、弧形閘門及雙扉式閘門的缺點(diǎn)

　　直升式平板閘門，雖具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、閘室短又適合用井柱樁和分離式閘底板，但缺點(diǎn)是機(jī)架橋排架的高度需六、七米，如遇上大的地震或臺(tái)風(fēng)襲擊，排架及啟閉機(jī)的安全無保證。河北省邢臺(tái)地區(qū)1966年曾發(fā)生了6.9級(jí)地震，震中附近水閘的機(jī)架橋排架根部，多數(shù)被折毀。

　　弧形閘門的閘室長、閘墩受力較為復(fù)雜，配鋼筋多、閘墩厚，投資較高，同時(shí)防潮閘在擋水時(shí)，水位有時(shí)下游高于上游，有時(shí)上游高于下游，即受力方向是變化的，弧形閘門的支鉸與支臂、支臂與門葉的聯(lián)接也需要進(jìn)行加強(qiáng)和改進(jìn)。弧形閘門還有一個(gè)缺點(diǎn)，就是支鉸處對(duì)閘墩有個(gè)側(cè)向推力，它的作用點(diǎn)較高，閘墩底板處產(chǎn)生的彎矩較大，對(duì)閘底板采用井柱樁基礎(chǔ)和分離式閘底板是很不利的。

　　國內(nèi)過去建成的防潮閘一般采用雙扉式平板閘門（即分為上、下兩扇閘門，分別用兩臺(tái)啟閉機(jī)控制啟閉），以減小機(jī)架橋的高度，但其投資比直升式平板閘門要高30％左右。

　　3.升臥式平板閘門的特點(diǎn)及存在問題

　　3.1升臥式平板閘門的特點(diǎn)

　　升臥式平板閘門吸取了直升式平板閘門和弧形閘門的優(yōu)點(diǎn)，使平板閘門在弧形軌道上作弧形運(yùn)動(dòng)，分為向上游轉(zhuǎn)動(dòng)和向下游轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)動(dòng)方式與吊耳位置有關(guān)）。這樣可以降低工作橋的排架高度，從而提高耐震性能，可在防潮閘及溢洪道工作閘門中使用。

　　升臥式平板閘門在擋水時(shí)是直立的，在提升時(shí)先直升一段，然后閘門的頂部向下游或上游轉(zhuǎn)動(dòng)，至閘門全開時(shí)，閘門呈水平狀臥于閘墩的上部，即平板閘 門作近似弧形門的運(yùn)行。承受水壓的主軌道自上而下成直軌、弧軌和斜軌段，主軌對(duì)側(cè)的反軌皆為直軌，閘門吊點(diǎn)位于門底（靠近下主梁）面板上游或下游側(cè)。

　　向下游轉(zhuǎn)動(dòng)的升臥式平板閘門，一般將閘門設(shè)置在閘室段的尾部，所以擋水后閘門前的閘室有較大的水重，有利于閘的穩(wěn)定，也使地基應(yīng)力較均勻，同時(shí)閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與水壓力使閘門轉(zhuǎn)動(dòng)的方向一致，啟閉力較小。

　　向上游轉(zhuǎn)動(dòng)的升臥式平板閘門由于在小開度時(shí)與水壓力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，因此閘門需升高到一定開度時(shí)才能開始轉(zhuǎn)動(dòng)，故其機(jī)架橋要比向下游轉(zhuǎn)動(dòng)的升臥式平板閘門稍高一些，但仍比平板直升閘門降低約50％門高。

　　3.2升臥式平板閘門和直升閘門的主要區(qū)別。

　　升臥式平板閘門主要在閘門和門槽埋件上和直升閘門有以下不同：

　　（1）門葉不進(jìn)入左右兩門槽內(nèi)，即門葉寬度略小于閘孔凈寬，每側(cè)間隙為3-4厘米，以使閘門能在閘孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；

　?。?）閘門的支承采用四個(gè)懸臂式主輪，閘門僅此四個(gè)懸臂式主輪伸入閘墩的門槽內(nèi)，并使上、下主輪的運(yùn)行軌跡不同，以達(dá)到升臥的要求；

　?。?）側(cè)止水裝置不進(jìn)入門槽內(nèi)，而是裝在面板兩側(cè)與閘墩表面的導(dǎo)軌嚴(yán)密接觸來封水；

　?。?）閘門的吊點(diǎn)不設(shè)在門頂，而是設(shè)在閘門上游側(cè)或下游側(cè)的下部，以促使閘門在啟升中門頂向下游或上游轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，要將吊點(diǎn)向上游或下游伸出一段距離，其作用：一是能容納啟閉機(jī)的動(dòng)滑輪組；二是使啟門力作用線與門重心點(diǎn)形成一個(gè)偏心，啟門時(shí)無論有否水壓力，也能形成閘門向后仰的力矩，保證閘門上升中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

　?。?）門槽的形狀，上游面仍為一鉛直形，但下游面的上部門槽為一向下游或上游彎曲的弧形軌道，使上主輪行走到此段后，門頂逐步向下游或上游轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　4.升臥式平板閘門的主要問題。

　　升臥式閘門存在的問題主要有以下三點(diǎn)：

　?。?）根據(jù)受力要求，向下游轉(zhuǎn)動(dòng)的升臥式閘門須吊點(diǎn)在上游水體內(nèi)，啟閉機(jī)的動(dòng)滑輪組和鋼絲繩長期浸水容易銹蝕，縮短了動(dòng)滑輪組和鋼絲繩的使用壽命；

　?。?）在使用中，閘門面向上游部分面板提升后方向朝下，除銹涂漆不如直升式閘門方便；

　?。?）向上游轉(zhuǎn)動(dòng)的升臥式平板閘門由于在小開度時(shí)與水壓力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，故需要的啟閉力較大，不利于閘門的轉(zhuǎn)動(dòng)。