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液压钢坝闸门的基本原理
物品单位 价格 品牌
225000 聚财
  • 发布日期: 2018-10-16
  • 更新日期: 2018-10-16
产品详细说明
品牌 聚财
连接形式 焊接及螺栓
材质 碳钢
型号 FBM
工作压差 10
适用范围 城市河道
压力环境 高压
介质温度 -20-50℃
驱动方式 液压驱动
适用介质

钢坝学术名称是底轴驱动翻板闸门,早在2008年7月29日,中国电机工程学会和中国水力发电工程学会在杭州共同组织召开了"大跨度底轴驱动翻板闸门技术研究和应用"项目的技术鉴定会。


鉴定委员会主任委员由水电水利规划设计总院龚建新教授级高工担任,水利水电规划设计总院王英人教授级高工担任副主任委员,参与鉴定工作的有赵辅鑫、吴小宁、罗文强、赵勇平、铁汉、刘旭辉、张步新、吴一红、郑源等有关专家。

鉴定意见认为:大跨度底轴驱动翻板闸门是一种能够实现双向挡水、灵活启闭、闸门开度无级可调、方便调度、工程隐蔽、无碍防汛和通航,改善河道景观的新型闸门,该研究成果是对大跨度闸门设计的重大突破。该成果已在上海市苏州河河口水闸工程中得到应用,近3年的运行情况表明,闸门运行正常,安全可靠,百米跨度底轴驱动闸门的成功应用在国内外尚属首例。对大跨度底轴驱动闸门两个独立液压系统实现闸门同步的控制、超长重载驱动轴的支承和连接、制造和安装工艺、水下金属结构设备长效防腐、恶劣水质环境下的轴承材料和轴承结构形式、大跨度翻板闸门启闭过程的补排气方式等关键技术进行了专项研究并成功应用。大跨度底轴驱动闸门的成功应用,使苏州河东引西排和西引北排综合调水成为现实,有效改善了苏州河及其下游支流水质,闸门无级可调实现了人水和谐的城市景观,环境效益巨大,为上海市黄浦江北外滩的总体规划的实现,以及北外滩将与现外滩共同形成上海的经济金融中心奠定了基础,社会效益显著。 (国内第一道大跨度底轴驱动翻板闸门)

应用介绍

在水利水电建设中,随着城市用水、景观建设及环境整治和灌溉、发电的需要,翻板闸,水闸和橡胶坝得到广泛的运用。然而,橡胶坝 等生产比较复杂,运行时充水(充气)升坝或放水(放气)塌坝时间较长,影响快速截流或泄洪,再加上橡胶易老化的弊端,容易发生质量事故。现在市场上出现大量钢结构闸门,或翻板闸但无论是提升式或卧倒式,单孔都很难适用较宽的河道。钢坝闸是一种新型可调空控溢流闸门,它有土建结构、带固定轴的钢闸门门体、启闭设备等组成。这种建筑物适合于闸孔较宽(10米~~100米)而水位差比较小的工况(1~~7米),由于它可以设计的比较宽,可以省去数孔闸墩,所以不仅结构简单,可以节省不少土建投资,而且可以立门蓄水,卧门行洪排涝,适当开启调节水位,还可以利用闸门门顶过水,形成人工瀑布的景观效果。



钢坝闸门的特点

一、使用寿命
      钢坝闸的设计使用寿命可达50~60年,当前国际上最长寿命的闸为近百年。国内最早的福建小溪电站为1958年建成至今仍在使用,同样的钢结构在解放前就开始使用一直运用至今的案例到处都有。而权威部门根据室内测试资料和工程实践初步判定橡胶坝的使用寿命10~15年就必须更换一次坝袋。至今国内第一条橡胶坝的寿命未超过15年,上世纪我国东北地区建的许多橡胶坝已拆除,2005年位于广西东笋电站建的橡胶坝也已拆除改建钢闸门。一次钢坝闸的投资等于四次橡胶坝的投资(中间大量建设辅助工作不算)。
    二、损坏及维修
    (1)人为破坏造成的损坏
      橡胶坝容易受到尖利和有尖角物体的损坏,在容易遭受到由于无知或恶意破坏而造成的严重的重复损伤的地方不应安装橡胶坝。
    2)洪水过后的残骸造成的损坏,景观的影响
    
      由于洪水过后遗留的各种残骸,诸如民用设施与建筑材料这类尖利的物体很可能对坝体的上游面造成损伤。微小处的漏气易于修复,然而,如果漏气面积很大,例如建筑物的碎石造成的漏气,修复起来比较困难。且遗留的各种残骸在坝上给景观带来极大影响,目前每次塌坝后运行单位派员进行擦洗,工作量较大。
    (3)放气水造成的损坏
    放气水期间,橡胶坝体可能会由于紧靠坝下游面的尖利物体所刺破。
    (4)磨损造成的损伤
    坝体的振动、坝与河床以及与两岸的摩擦,以及漂浮的各种垃圾都可能导致坝的摩损。
    (5)火造成的损坏
    1、火也许是对橡胶坝最为不利的潜在危害因素。火可引起大范围的坝体损坏,而修复大面积的坝体有时是不可能的。对于很重要的坝,可行的办法是提供备用橡胶坝,以便在出现严重损坏时,能迅速替换。
    2、钢性闸门它本身属性决定上述情况都不会发生。在此我们对钢性闸门进行了细致的分析,现在闸门的运转件采用特殊复合材料MGA、MGB,该种材料在水下运行若干年无需加润滑油,也不会锈蚀。
    3、最近有资料报导山东临沂市城防工程小埠东拦河橡胶坝运行五六年,就坝体已维修了三次,费用高达600万元(其它未计算),而钢性闸门约三十年左右进行一次防腐即可。
    三、运行情况
    1、运行时间橡胶坝是通过充气或充水达到升坝的目的,正常需要2~3小时才能完全升或塌坝,时间较长。而钢性闸门采用启闭机启闭,运行速度可达1~2m/分钟,该工程我单位计算不超过2分钟即可完成开闸和闭闸。这样可有效的保证突发洪水时能及时泄洪。  橡胶坝会随着使用次数和年份的增加而使用充气(水)、排气(水)时间增长,因为坝内和管道内会结垢的原因。
    2、运行可靠性
    (1)由于橡胶坝存在泄漏,原因是橡胶膜交联、刺伤、管道联结缺陷以及紧固系统和施工质量,故要不断经常性的充气,否则会出现过了一段时间坝泄气(水)自动塌下来的现象,有时河道内水流干都不知道,造成一定损失,而钢坝闸采用机械锁定,当闸门开启关闭或调节水位时经常角度都可锁定,不会发生移动。
    3、振动性
      橡胶坝设计规范中明确规定溢流不能超过50cm,否则将出现跨坝事件,而钢坝闸可有效的克服这一缺陷,可以长时间大流量的从坝顶溢流形成瀑布效果。
    四、安全可靠性分析
      橡胶坝一般须建一座供气站或水泵房,管路多且复杂,而钢坝闸门仅仅配套二台集成式启闭机,该种型式启闭机是一种新型启闭机型式,它结构简单,操作方便,无须油管、泵站等附属设施,另该种启闭机配备了手动装置,若由于停电或其他故障可以手动操作可以手动操作,操作力只需5kg。这样可以有效的保证塌坝时能塌坝,立坝时能立坝,安全性极高。
      橡胶坝一般难实现集中网络控制,而钢闸门(坝)可以实现先进的自动化控制,网络控制在全球任一互联网都可控制。
    五、冬季冰冻问题
      橡胶坝根据《设计规范》和实际使用情况,冬季一旦结冰就必须做好刨冰工作,否则将对橡胶坝的质量造成致命的损坏,而刨冰工作完全依靠人工完成,既耗时又耗力,且给管理带来极大的不便。到春天解冻时,冰凌不能在橡胶坝上溢流,结实而锋利的冰块很可能把橡胶坝划破。 钢坝闸可以轻松安全的度过冬季,一般情况钢坝闸比储蓄水位高出几十公分,所以到了冬季,将钢坝闸倾斜一定角度,此时若结冰,冰层可以沿着斜角向上延伸,从而有效的释放水解冰的膨胀力,这样钢坝闸不会受到任何破坏,相当于正常的河边胸墙。另由于钢材本身的坚硬特质,每年春天的凌汛均可以完全在坝顶泄洪。
    
    六、防腐问题
    
      钢坝闸表面是按照《水利水电钢闸门制造标准规范》进行热喷锌,附着力极强,权威机构研究结果表明,沙的流速≤8m/s,不会对锌层构成破坏,且据了解一般河流的流速不可能达到这个速度。
    
    七、淤积问题
    
      钢坝闸是一种特殊结构的水闸形式,它没有底门槽和侧门槽,是门叶围绕底轴心放置的结构。上游止水压在圆轴上,当门竖起或倒下时,止水不离圆轴的表面,始终保持密封止水状态;侧面止水同样的原理,止水面始终不离开侧胸墙(不锈钢埋件),故淤沙(泥)不会影响钢坝闸门的开启和关闭。
    
      针对淤积较严重的地区,一般在闸前设挡沙(泥)槛和喇叭口。一是为了有效的挡住大的石块,二是当塌坝泄洪时,提高闸门位置的流速,可有效的让泥沙、水混合物直接随洪水冲至下游。
    
      北方地区一般情况立坝蓄水是该闸的主要功能。立坝时间较长易淤积,但是钢坝闸是围绕底轴向下游倾倒,故塌坝时淤积的泥沙被水流冲向下游,不可能形成阻塞。另,行洪后我们会根据当地的泥沙含量分析出有多少量的淤沙(泥),并通过淤沙(泥)量计算出启门时需要的启闭力,充分考虑到启门时克服淤沙(泥)的力量。
    八、能耗的对比
    
      100m橡胶坝的用电负荷量最少需要功率100kw/小时左右,第次升坝时间约为2-3个小时。
    
      100m的钢坝闸的启闭只需要4台液压启闭机,每台液压启闭机的额定*功率为15kw。这样100m的钢坝闸用电负荷量只需功率60kw/小时左右。每次升坝时间约为2-3分钟。
    
      钢坝闸比橡胶坝每年节省了相当大的用电量。



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