底軸驅動翻板閘門在水閘工程中的應用

1· 概述

在水利水電建設中，隨著城市用水、景觀建設及環境整治和灌溉、發電的需要，翻板閘、水閘和橡膠壩得到***的運用。然而，橡膠壩制造比較復雜，運行時充水（充氣）升壩或放水（放氣）塌壩時間較長，影響快速截流或泄洪，再加上橡膠存在易老化、割裂等弊端，質量事故常有發生；老式鋼筋混凝土結構水力翻板閘門，運行時當閘門開啟后，由于每片門葉間易卡污物，閘門經常不能及時關閉而造成重大損失甚至危及工程安全。另外，傳統的鋼閘門或翻板閘門，無論是提升式或臥倒式，單孔閘都很難適用較寬的河道。因此，2005 年以來，以上海市蘇州河河口閘為代表的許多水閘采用了底軸驅動翻板閘門（鋼壩）［1］。

底軸驅動翻板閘門是一種***可調控溢流閘門，它主要由土建結構、圓柱形底軸、固定在底軸上的門葉、支承底軸的若干固定支鉸座、底側止水、閘墩側墻密封件及啟閉機驅動連接拐臂等組成。閘門的啟、閉操作由布置在兩側啟閉機室內的液壓啟閉機控制。目前，國內建成或正在建造的此類閘門工程有近百座（如黃山湖邊水利樞紐花山壩工程、泰州市水生態環境建設工程、蘇州工業園區金雞湖游艇碼頭工程、上海市蘇州河河口水閘工程等）。

本文根據底軸驅動翻板閘門的工作原理、結構特點和結構布置的要求，以及啟閉機控制操作運行的要求，針對城市景觀水閘工程的閘門型式進行了比選設計。

2 ·底軸驅動翻板閘門的原理及特點

水壓力通過懸臂式門葉結構傳遞到圓柱形底橫軸，底橫軸作用力可分解為水平力、垂直力和力矩。水平力、垂直力通過固定支鉸座傳遞給土建結構，力矩（扭矩）由底橫軸傳遞給液壓啟閉機或鎖定裝置。閘門啟閉運行時， 液壓啟閉機通過拐臂驅動底橫軸轉動，同時使門葉以底橫軸中心為圓心作扇形轉動實現閘門的開啟和關閉。閘門局部開度（或轉角）取決于鎖定裝置的鎖定位置或液壓啟閉機活塞桿持住位置，閘門的開度范圍為垂直與水平之間（0°～90°）的任意位置或角度。閘門全部關閉時門頂可溢流以達到景觀效果。