水利自动化坝水力钢结构液压翻板闸门

钢闸门的优点钢结构翻板闸门的优点：1·结构简单，没有复杂的传动构件，闸门部分基本没有需要维护修理的部位，闸门运行的稳定性和可靠性得到提高，河道中的杂物不容易被卡，即使卡住也有容纳空间，非常容易清理。2·钢结构翻板闸门挡水部分为一个整体，没有拼接缝，而混凝土翻板闸门是通过多块预制板构件拼接而成，因此拼接缝容易发生漏水问题。3·钢结构翻板闸门不会发生侧向移动，解决了侧面漏水问题，当侧止水橡胶被杂物损坏时，可在蓄水的状态下进行更换，不影响正常发电。4·钢结构翻板闸门被单边卡住时不会发生一端高一端低的扭曲变形，不会造成闸门之间相互影响。5·由于钢结构翻板闸门门叶刚性好，密度高，强度硬，不像混凝土翻板闸门易裂。

液压双控翻板闸门

是在原翻板闸门的基础上增设液压启闭系统，达到了在任何水位下均能够***开启和关闭，以及在未开动液压系统前提下，达到相应水位后仍能进行正常开启和关闭。该产品有四大优点：     

1、开关控制系统***。该产品在任何水位下均能够***开启和关闭，以及在未开动液压系统前提下，达到相应水位后仍能进行正常开启和关闭;在闸门运行时既能在水力及自重作用下平稳开关，也可借助液控同步启动系统随意开启或关闭闸门。

 2、液压控制系统优良。翻板闸门的液压缸具有减振作用，可以有效***翻板闸门运行过程中拍打、失稳;通过液压控制解决了杂物卡住而造成的漏水、维修，以及清淤泥等难度大的问题。

 3、整体运行性能***可靠。双驱动水力自控翻板闸门液压控制同步启动系统，是在******翻板闸门的基础上增设的，其性能在运行中***、更***。

 4、具有较高的经济效益和社会效益。该产品能***提高工程的自身***性，便于管理，使用寿命长、投资***低，较同等规模的提升闸节约投资30%。这一技术，已得到了***推广，其运行效果与设计结果相符，达到设计要求，使用效果好，深受用户的好评。

　混凝土自控翻板闸门：当上游水位超过正常蓄水位时，闸门自动开启，水位越高开启量越大，直至全开；当水逐渐流出水位开始下降，降至低于正常蓄水位时，闸门完全关闸，这样闸门就实现了自动开启和关闭的工作。水力自控翻板闸门要求一定高度的启动水位，全开所需的水位更高。

　　水力自控翻板闸门与橡胶坝及钢闸门相比具有：钢筋混凝土预制构件，采用人工和机械吊装相结合进行拼装，结构简单，施工简便，可选择一定大小的平整地面即可施工，施工工期短，在大坝以外进行钢筋混凝土预制构件生产；运行时无需外力作用，完全依靠水压力和重力作用实现自动开启和关闭，并始终保持水位处于一定的范围，运行时稳定性良好；正常工作情况下不需要人工管理。

　　水力自控翻板闸门用预制钢筋混凝土构件作为挡水及支撑部分，通过金属构件进行连接，组成闸门的整体。

　　当闸门蓄水时，随着水位的升高，作用于闸门板上的水压力合力作用点也随之上升，当蓄水位高于闸门高度10～20cm时，水压力合力相对于支点的力矩大于闸门板和支腿重力相对于支点的力矩，金属构件表面作相对运动，支腿随之抬高，闸门处于动平衡状态，水位变化动平衡被打破，产生新的动平衡位置直到闸门完全打开。同样当水位下降后，闸门活动挡水门体重心向下移动，直至闸门完全关闭。

钢坝闸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”项目的技术会在水利水电建设中，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***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。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***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，可以省区数孔闸墩，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，形工瀑布的景观效果。闸门用于关闭和开放泄（放）水通道的控制设施。水工建筑物的重要组成部分，可用以拦截水流，控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等。闸门一般由活动部分（也称门叶）、埋固部分和启闭机械3部分组成。门叶包括：承重结构、行走支承、支臂、支铰、止水装置、吊耳等。埋固部分包括：轨道、铰座、止水座、护角等。常用的启闭机械有：卷扬式、油压式、螺杆式和移动式机械。 

水力自控翻板闸门结构简单，支撑可靠，易于建造；液压系统操作灵活，可采用浮标开关控制，实现自动化操作，达到无人管理；该坝可基本保持原河床，可畅泄洪水、上游堆积泥沙、卵石和漂浮物而不阻水。

【详细说明】

现在要应用比较***的翻板闸门即为水力自控翻板闸门，其工作原理是杠杆平衡与转动，具体来说，水力自控式翻板闸门是利用水力和闸门重量相互制衡，通过增设阻尼反馈系统来达到调控水位的目的：当上游水位升高则闸门绕“横轴”逐渐开启泄流；反之，上游水位下降则闸门逐渐回关蓄水，使上游水位始终保持在设计要求的范围内。举个例子，滚轮连杆式翻板闸门是一种双支点带连杆的闸门，由面板、支腿、支墩、滚轮，连杆等部件组成，根据闸门水位的变化，依靠水力作用自动控制闸门的开启和关闭。

当上游来流量加大，闸门上游水位抬高，动水压力对支点的力矩大于门重与各种阻尼对支点的力矩时，闸门自动开启到一定倾角，直到在该倾角下动水压力对支点的力矩等于门重支点的力矩，达到该流量下新的平衡。流量不变时，开启角度也不变。而当上游流量减少到一定程度，使门重对支点的力矩大于动水压力与各种阻尼对支点的力矩时，水力自控翻板闸门可自行回关到一定倾角，从而又达到该流量下新的平衡。

现行液压坝存在的问题

　　常规液压升降坝是一种采用自卸汽车力学原理，具备挡水和泄水双重功能，作为河道挡水建筑物已经存在近10年历史。液压坝产品主要由闸门面板、底轴、底轴铰座、启闭油缸和控制系统组成。工作原理***简单，利用控制系统控制启闭油缸，利用油缸伸缩的特点实现闸门板绕底轴进行旋转，实现闸门板的挡水和泄水的目的。相比于翻板闸门具有不挡垃圾、行洪能力强、坝型美观漂亮的特点。相比于橡胶坝具有寿命长、管理***低的优点。但目前市场上液压坝产品良莠不齐、技术上相互抄袭、竞相仿制居多。投入运行的液压坝产品问题较多，有的甚至无法运行，或无法***长久运行。主要表现有以下问题：

　　1、油缸埋入坝基面以内，基础坝基与油缸的密封措施老化，造成油缸孔内泥沙堵塞，油缸在油缸孔内无法正常工作旋转，强行旋转后造成油缸扭坏变形、油缸座扭坏等情况。

　　2、油缸埋入坝基面以内，在运行中由于埋入的连接软管破裂或老化需要检修时，需要拆开混凝土浇筑的油缸孔、取出油缸才可进行相应的维修工作、不仅需要***下游库区无水还要进行围堰等繁琐步骤才能完成维修工作，费时费力工作量大。

　　3、油缸埋入坝基面以内，造成坝基开挖线降低，基础开挖***增加。在一些坝基基础条件好的地方，岩石外露于河床，开挖***非常高，如果采用预留油缸孔的布局会造成开挖***浪费。

　　4、液压坝在常规的拦水运行中不设置机械支撑杆，仅仅依靠油缸支撑闸门的拦蓄水。而油缸是一个易损品，油缸的密封圈容易老化，管道中的液压油运行久了也会乳化或变质，不抗压。时间久了会自然塌坝，正常挡水闸门变得参差不齐，多扇坝面无法维持水平面，同时多扇坝面调节统一高度将变得十分困难。甚是难看。不设置机械支撑杆的液压坝塌坝是迟早的事情。

　　5、现行液压坝也有较多的也设置了机械支撑杆支撑闸门的正常挡水。但必须设计支撑杆的解锁油缸，由闸门的启闭油缸和解锁油缸同时工作才可实现闸门锁定蓄水或放倒泄洪。但解锁油缸一般也设于坝基以内，同样维修困难，而且解锁程序复杂，需要启闭油缸将闸门举升至一定高度后使得支撑杆对锁定钩不在施压，然后解锁油缸将支撑杆推举，启闭油缸收回，坝面下降，支撑杆滑出锁定机构。这种操作常常失灵，也容易误操作，造成无法正常解锁泄洪。由于机械支撑杆只有一个卡口，当需要***个水位长期运行时闸门无法满足锁定的要求。特别是下游水位较高的工况下，机械支撑杆的卡口被垃圾卡住，支撑杆是否卡入卡口，需要解锁时支撑杆无法脱离卡口均无法观测，往往出现尴尬的情况。

　　6、在液压坝正常淹没出流时，启闭油缸和支撑杆均在闸门跌水的外露部分，较大型的河道漂浮物容易打坏支撑杆或油缸，直接造成闸门无法开启或关闭。由于油缸和支撑杆在闸门跌水的外露部分，整个景观效果也不尽美观。

闸门分类方法较多，主要有：①按闸门的工作性质可分为工作闸门、检修闸门和闸门。工作闸门也称主要闸门，能在动水中启闭。检修闸门设于工作闸门前。用于建筑物或工作闸门等检修时短期挡水，一般在静水中启闭。闸门多设于深孔工作闸门前，用于建筑物或设备出现时，能在动水中关闭而在静水中开启；兼作检修闸门时，也称检修闸门；需要在限定时间内紧急关闭的闸门，称为快速闸门。②按闸门关闭时门顶与水面的相对位置分为露顶式闸门和潜孔式闸门。③按门叶的外观形状分为平面闸门、弧形闸门、人字闸门、拱形闸门、球形闸门和圆筒闸门等。④按制造门叶的材料分为钢闸门、铸铁镶铜闸门、木闸门、钢筋混凝土闸门和组合材料闸门。另外，有些闸门如翻板闸门可借助水力自动启闭，称为水力自动闸门。选择闸门形式需要考虑其在水工建筑物中的位置、尺寸、设计水头、运用条件、制造能力和安装技术水平等因素，要求做到泄流时水流条件好、止水严密、启闭力小、操作简便灵活、检修维护方便等。平面闸门和弧形闸门是***常用的门型。在工作闸门中，大型露顶式闸门和高水头潜孔式闸门多用弧形闸门，船闸上多用人字闸门和横拉闸门，检修闸门和闸门一般都用平面闸门。制造门叶的材料近代多用钢材，而钢筋混凝土多用做需要借自重关闭施工导流底孔的封堵闸门。此外，在压力管道中使用的将门叶、外壳和启闭机械组成一体的控制设施，通称阀门。