液壓翻板閘門引言溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣相接壤的溪洛渡峽谷段,水電站拱壩壩身布置的8個(gè)深孔設(shè)計(jì)水頭105.5 m,孔口尺寸為6 m×6.7m,設(shè)置8扇曲率半徑為14 m,主縱梁?jiǎn)蔚觞c(diǎn)弧門。為高水頭情況下閘門的封水要求,弧門采取閘門預(yù)壓水封加充壓泄壓伸縮式水封的水封形式。充壓泄壓伸縮水封作為主水封,閘門全關(guān)時(shí)直接對(duì)抗上游水頭壓力;閘門預(yù)壓水封和門楣水封作為輔助水封,起到防射流及閘門在啟閉中的封水輔助作用。與其他高水頭電站的深孔閘門水封相同,預(yù)壓縮水封很難80m以上水頭的止水要求,偏心鉸緊壓式水封和充壓伸縮式水封都是運(yùn)用很廣泛的兩種解決方案,溪洛渡水電站所采用的解決就是后者。充壓伸縮式水封除水封橡皮外,另需要一套的管路伺服對(duì)橡膠水封進(jìn)行充壓和泄壓控制。溪洛渡深孔充壓水封伺服采用"一孔"的設(shè)置,主要由空壓機(jī)、壓縮氣罐、濾水器、真空泵、管路、電動(dòng)閥門及控制柜組成,在控制上與深孔使用水力自動(dòng)控制閘門,可以根據(jù)灌溉渠道的運(yùn)行信息實(shí)現(xiàn)渠道水位、流量的控制,從而用戶用水需要。而在洪水時(shí)期,利用水力自動(dòng)控制閘門還能通過從渠道中引水輸水效率,并實(shí)現(xiàn)水資源的利用。但想要達(dá)成這一目標(biāo),還要確保閘門運(yùn)行。因此,相關(guān)人員還應(yīng)加強(qiáng)水力自動(dòng)控制閘門運(yùn)行問題的分析,以便實(shí)現(xiàn)節(jié)制分水閘的合理利用。1工程概況在2014年瑪納斯河灌區(qū)節(jié)水改造工程中,需完成東岸大渠8 km過河涵洞段項(xiàng)目的建設(shè)。在該項(xiàng)目施工中,需完成0.93 km引水明渠建設(shè),并完成節(jié)制分水閘的建設(shè),以實(shí)現(xiàn)灌溉渠道水力的自動(dòng)控制。而該工程需要從跨馬河渡槽引水,為生態(tài)水系的水質(zhì)要求,還需對(duì)跨馬河河水進(jìn)行沉砂處理,即在跨馬河渡槽上游引水渠道上完成沉砂池布置。受跨河建筑物的,需確保沉砂池處理能力達(dá)到渠道大引水流量,所以沉砂池設(shè)計(jì)流量為18 m3/s[1]。此外,為渡槽上游引水渠道退洪40 m3/s要求,校核流量需達(dá)到40 m3/s。
隨著我國(guó)水利事業(yè)幾十年的迅猛發(fā)展，水工鋼閘門的應(yīng)用需求不斷。在眾多類型的水工鋼閘門中，弧形閘門由于其具有封閉的孔口面積大、閘墩高度小、過水條件、啟閉迅速、埋件少等優(yōu)點(diǎn)，了非常廣泛的應(yīng)用。但調(diào)查發(fā)現(xiàn)，弧形鋼閘門在其應(yīng)用歷史中也出現(xiàn)不少事故。大多數(shù)事故是由于其支臂失穩(wěn)造成，終原因是設(shè)計(jì)存在缺陷。按照的加理論驗(yàn)算的設(shè)計(jì)出來的閘門結(jié)構(gòu)，系數(shù)偏大，但整體應(yīng)力分布很不均勻，致使工程的偏大，卻很難結(jié)構(gòu)整體運(yùn)行。因此，有必要對(duì)弧形閘門的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)。結(jié)構(gòu)理論是改進(jìn)閘門設(shè)計(jì)的有效之一。目前，新型閘門研究工作多集中在閘門的后期校核以及形狀方面。鮮有利用結(jié)構(gòu)拓?fù)淅碚撍や撻l門的研究成果出現(xiàn)。本文根據(jù)連續(xù)體拓?fù)淅碚?，結(jié)合結(jié)構(gòu)有限元分析，較地進(jìn)行了新型弧形鋼閘門設(shè)計(jì)探討。本文結(jié)合實(shí)例，從新給出了設(shè)計(jì)新型露頂式斜支臂弧形閘門的主要步驟及結(jié)果。其主要步驟如下：首先，將設(shè)
閘門是水工建筑物的重要組成部分，其運(yùn)行情況關(guān)系到整個(gè)樞紐建筑物的。在對(duì)閘門進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，如何才能做到既能閘門的正常運(yùn)行又能盡可能地成本是設(shè)計(jì)人員關(guān)心并一直研究的問題?，F(xiàn)行的弧形閘門的設(shè)計(jì)一般都采用規(guī)范中的平面體系計(jì)算，這種的計(jì)算結(jié)果在許多地方超過實(shí)測(cè)值的20～40％，而在一些關(guān)鍵部位又有可能偏小，因此這種有一定的局限性。目前在數(shù)值分析中被廣泛采用的有限單元法是一種、且能較真實(shí)地反映整體結(jié)構(gòu)各構(gòu)件協(xié)調(diào)作用的，但用有限單元法對(duì)弧形閘門進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，其空間薄板模型的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，建模及計(jì)算時(shí)間都比較長(zhǎng)，在工程設(shè)計(jì)中運(yùn)用不便。因此有必要深入分析研究弧形閘門的傳力路徑、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及各主要構(gòu)件間的變形協(xié)調(diào)條件，建立簡(jiǎn)單易行的弧形閘門框架模型，使其既能充分利用弧門空間體系的整體工作特點(diǎn)，又大大地減小建模的工作量。面板是弧形閘門的重要組成部分，規(guī)范中對(duì)于面板彎曲應(yīng)力的計(jì)算與校核，是在假定面板區(qū)格按照四邊固支的支承方浮筒閘門是水力自動(dòng)閘門的一種形式。它由浮筒、閘板、支承。水封、控制閘閥五部分組成(見圖1)。它利用水的浮力作力,自重以及浮筒內(nèi)的水重作關(guān)門力。調(diào)節(jié)浮筒內(nèi)的水重可以調(diào)節(jié)閘門的開啟水位和關(guān)門水位。這種閘門在運(yùn)用中,當(dāng)閘前水位上升到一定程度即大于開門水位時(shí),閘門將隨水位繼續(xù)上升而開起。當(dāng)閘前水位下降到關(guān)門水位后,水位繼續(xù)下降閘門將隨水位下降,直到全關(guān)。因此,這種閘門用于閘前水位允許有一定變幅的情況,例如猴兒窩電站尾水渠上的分水閘,由于條件不宜做成溢流堰式分水建筑物,閘前允許有0.乓m的水位變幅,采用了這種浮筒閘門,一取得了的經(jīng)濟(jì)效果和使用效果。比劫承美作子透絲李參崢灘味二冰閱洲下龍石棄滲水起其它水力自動(dòng)閘門來說,浮筒閘門具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自重小、造價(jià)低的特點(diǎn),.可以作為溢流堰的比較方案。浮筒閘門工作原理當(dāng)浮筒閘門前水深為H。時(shí),閘門處于上浮動(dòng)平衡狀態(tài)。當(dāng)閘前水深為H:時(shí),浮筒閘門開啟高度為H,一H。,此時(shí)泄流量為Q
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