关于渐开式翻板闸门几个问题的讨论(精)
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水力自控翻板闸门技术的特点以及应用中存在的问题和主要对策为了更好地应用水力自控翻板闸门技术,下面笔者就目前水力自控翻板闸门技术的特点和设计理论,以及我县在水力自控翻板闸门技术应用中存在的问题和主要对策谈一谈自己粗浅的见解。
1水力自控翻板闸门的特点水力自控翻板闸门利用水力和闸门重量平衡的原理,增设阴尼反馈系统,达到随着上游水位升高自动逐渐开启闸门泄流、上游水位下降自动逐渐关闭闸门蓄水的目的,使上游水位始终保持在要求的范围内。
水力自控翻板闸门主要有以下的特点:1.1结构简单,操作方便。
水力自控翻板闸门与一般钢平板闸门相比,无需机电设备及专人操纵泄流,且泄洪准确及时,能节省人力、物力;借助水位的升高,水压力的增大,逐渐自行开启闸门过流,保持蓄水位不变;当闸门全部打开时,河床泄流状况与天然河床相差无几,当水位降低时,闸门逐渐关闭蓄水,因此使用更方便。
1.2运行安全,经济实用。
由于水力自控翻板闸门能准确自动调控水位,运行时稳定性良好,管理安全、方便、省时、省力。
水力自控翻板闸门的门体为预制钢筋混凝土结构,仅支承部分为金属结构,投资为常规闸门的1/2左右。
因此,施工简便、造价低廉,且维修方便,节省费用。
2水力自控翻板闸门的设计理论2.1翻板闸门的规格及其选配水力自控翻板门一般按定型设计生产,翻板门每扇均设两个支墩,其位置按门板正负弯矩大致相等之原则设在距门边0.222门宽处,翻板门通过支墩安装在底板或底堰上。
水力自控翻板门实行生产许可证制度,厂家负责水力自控翻板门各部件的设计,制作与安装,因此,作为翻板门坝和水工设计实际上如何进行翻板门的合理选配,同时完成其基座-底堰或底板及坝上下游护岸的结构设计。
如何合理地选配翻板门呢?其原则不外乎是安全经济。
众所周知,水力自控翻板门由于其“活动性”,相对于同高的固定坝型其造价较高,而且,单位面积门价按大于一次方关系随门高递增,因此,水工设计人员首先选择知名厂家生产的产品,然后综合工程造价,淹没损失等诸多因素择优选定翻板门的型号(主要是门高)和数量。
关于闸门的相关问题探讨摘要:闸门是用来控制水位,调节流量的,它是蓄水及引水建筑物中必不可少的组成部分。
闸门的型式有很多种,闸门的选型和布置,应根据闸门的受力条件、控制运用要求和闸室结构布置等因素选定。
本文主要论述了升卧式平板闸门及渐开式水力自动翻板闸门的特点及存在的问题,并进行了简要地分析。
关键词:升卧式平板闸门渐开式水力自动翻板闸门特点1. 升卧式平板闸门的特点及存在问题若为降低启闭机排架高度,提高水闸的整体抗震性能,可采用升卧式平板闸门或双扉式平板闸门,其中升卧式平板闸门运行较为可靠、效果良好。
1.1升卧式平板闸门的特点:升卧式平板闸门吸取了直升式平板闸门和弧形闸门的优点,使平板闸门在弧形轨道上作弧形运动,分为向上游转动和向下游转动(转动方式与吊耳位置有关)。
这样可以降低工作桥的排架高度,从而提高耐震性能,可在防潮闸及溢洪道工作闸门中使用。
升卧式平板闸门在挡水时是直立的,在提升时先直升一段,然后闸门的顶部向下游或上游转动,至闸门全开时,闸门呈水平状卧于闸墩的上部,即平板闸门作近似弧形门的运行。
承受水压的主轨道自上而下成直轨、弧轨和斜轨段,主轨对侧的反轨皆为直轨,闸门吊点位于门底(靠近下主梁)面板上游或下游侧。
向下游转动的升卧式平板闸门,一般将闸门设置在闸室段的尾部,所以挡水后闸门前的闸室有较大的水重,有利于闸的稳定,也使地基应力较均匀,同时闸门的转动方向与水压力使闸门转动的方向一致,启闭力较小。
向上游转动的升卧式平板闸门由于在小开度时与水压力产生的转动方向相反,因此闸门需升高到一定开度时才能开始转动,故其机架桥要比向下游转动的升卧式平板闸门稍高一些,但仍比平板直升闸门降低约50%门高。
1.2升卧式平板闸门和直升闸门的主要区别:升卧式平板闸门主要在闸门和门槽埋件上和直升闸门有以下不同:1.2.1门叶不进入左右两门槽内,即门叶宽度略小于闸孔净宽,每侧间隙为3—4厘米,以使闸门能在闸孔内转动;1.2.2闸门的支承采用四个悬臂式主轮,闸门仅此四个悬臂式主轮伸入闸墩的门槽内,并使上、下主轮的运行轨迹不同,以达到升卧的要求;1.2.3侧止水装置不进入门槽内,而是装在面板两侧与闸墩表面的导轨严密接触来封水;1.2.4闸门的吊点不设在门顶,而是设在闸门上游侧或下游侧的下部,以促使闸门在启升中门顶向下游或上游转动。
浅谈平板钢闸门问题分析及工程措施摘要:文章主要分析了平板钢闸门的漏水和启闭失灵问题,结合实际工程经验,提出了门槽和止水的设计应采用的工程措施,仅供参考。
关键词:平板钢闸门;问题分析;门槽设计;存在问题;工程措施前言工程的运行,闸门启闭机是否灵活,止水状况如何都直接影响着分水引洪工作的效率及成效。
闸门的漏水与启闭机灵活与否也一直困扰着水利管理人员。
但是门槽与止水的设计又是保证门槽经久耐用启闭是否灵活,止水是否有效的关键。
根据经验,平板钢闸门的问题通常表现为:止水橡皮断裂、止水失灵;压力轮(悬臂轮)、导向轮不着轨道;门槽只是简易的砼材料或在原浆砌石上附着一层砂浆;预埋角钢由于设计考虑不周而导致扭曲变形使滚轮失效、失灵;滚轮不能正常滚动等。
文章主要分析了平板钢闸门的漏水和启闭失灵等问题,结合实际工程经验,提出了门槽和止水的设计应采用的工程措施。
二、存在的问题针对平板钢闸门的漏水和启闭机失灵等问题进行剖析,总结如下:1:侧止水安装定位不当,部分甚至落入门槽,失去止水意义;2:闸门板底脚的底止水与侧止水衔接不紧凑,搭接不严实3:原水闸设计中,对平板止水墩面上的接触面一般为砼表面或在原浆砌石上附着一层砂浆面,表面粗糙,磨阻力大,容易拉断或撕裂橡皮;4:闸门较宽,单吊点闸门受力不均衡,稳定性差。
5:门槽只是简易的砼材料,滚轮摩擦的阻力大甚至成滑动摩擦,造成启闭闸门阻力大,启闭失灵;三、相应的工程措施在节水续建改造工程中对门槽和止水的设计采用了相应的工程措施,结合实际工程经验,从以下几点作分析:3.1止水设计止水的设计分为P型侧止水和平板止水两个主要部分。
①P型侧止水在门板迎水面靠闸墩一侧安装P型止水橡皮,用平头螺栓连接再焊于板面的角钢上,且在设计中考虑5mm的压缩量,使P型橡皮的橡皮球压缩紧贴于预埋在焊接的钢质平面上,超过门槽的上游沿口5cm。
同时,底止水与侧止水交角处将橡皮割切成一定断面进行弯转搭接,经压板螺栓连接,这样,就在门板上游由底止水和两侧止水形成连续性密封止水带,使闸门滴水不漏。
关于渐开式翻板闸门几个问题的讨论1.常见的几个问题及其解决方法1.1漂浮物堵塞铰座当闸门建在山区河道上时,河道行洪时具有来势猛,速度大,冲刷强,漂浮物多等特点。
当杂草、树枝、树干等杂物堵塞在铰座周围,会影响闸门的回关,严重的将在闸门与底板之间形成缝隙,闸前蓄不上水。
汛后清理这些杂物也比较困难,需要千斤顶、吊车或滑轮组把闸门开启起来清除,给管理工作带来很大的麻烦,还会造成一定的经济损失。
因此如何解决排漂的问题是翻板闸门能否在山区河道应用的关键问题。
图 2解决方法有以下几种:(1)在上游设置导流墩,将漂浮物导向铰座两边,减少漂浮物对铰座的堵塞。
缺点由于回流等因素的影响仍有剩余漂浮物会冲到铰座里。
(2)是在门前设置拦污栅,缺点是要定期的清除栅前的漂浮物。
(3)是在连杆上焊接一个弧形的拦污栅,大小视保护的范围而定,在闸门开启或关闭时,连杆和拦污栅一起运动,这种方案效果比较好。
翻板闸门弧形拦污栅剖面示意图如图2所示。
1.2 运行稳定问题水力自控翻板门因其能随水位涨落而自动启闭、结构简单、运行可靠、便于管理和造价低廉等优点,在中小型闸坝、山塘水库的溢洪道、山区渠道排洪建筑物以及人工湖中得到广泛的应用,发挥了很好的效益。
然而,由于这种闸门的运行环境和受力情况比较复杂,而其设计计算理论目前尚不十分完善,运行中普遍存在着诸多不稳定现象,如突然翻倒、频繁摆动和“拍打”现象,这些就是通常所说的“失稳”。
所有这些失稳现象,对闸门的正常运行是非常有害的,轻者能引起工程结构的整体振动,产生噪音,重者可导致闸门破坏。
影响闸门稳定的因素很多,其中主要有:(1)闸门面板上的溢流水舌与闸下孔流间形成空腔,空腔中的空气被水流带走形成不稳定的负压。
(2)闸门两侧边壁使过闸水流两侧形成漏斗,带入空气使空腔压力不稳。
(3)闸门刚开启时远驱水跃在闸门底部产生的负压。
(4)闸门开度小时形成的波状水跃。
(5)闸门全开时临界淹没水跃(6)风浪造成闸上游水位不稳定也影响闸门的运行稳定。
关于水力自控翻板闸坝闸门的启闭原理说明水力自控翻板闸坝其闸门的启闭原理是杠杆平衡与转动。
当闸前来流量加大时, 作用在闸门门叶上的水压力和水流对门叶的摩擦力对转动中心的力矩之和大于门叶自重和运转机构的阻力 (含连杆对门叶的作用力,下同对转动中心的力矩之和时,在不平衡力矩的作用下,闸门开启度自动加大, 直到这两组力矩之和相等,即不平衡力矩为零时,闸门在新的开启度位置上保持平衡;当闸前来流量减少时, 作用在门叶上的水压力和水流对门叶的摩擦力以及运转机构的阻力对转动中心的力矩之和小于门叶自重对转动中心的力矩时, 在不平衡力矩的作用下,闸门开度自动减小,直到不平衡力矩减少至零时,闸门在新的较小开度位置上保持平衡。
因此,当洪水前锋到来时,水力自控翻板闸门能够随上游水位的稍许升高而准确、及时地自动逐渐开启泄流并随即开始冲淤;当来流量增大,上游水位升高时,闸门会准确、及时地自动加大开度, 使过闸流量与闸前来流量相等;当来流量减少,上游水位下降时,闸门会准确、及时地自动减小开度,使洪水过程结束时能够及时回关至全关状态, 拦截住洪水尾水, 从而能够保住水资源不被白白流失, 为枯水期预存了满满一库水量, 同时还能减少下游洪水总量,减轻下游的洪水威胁。
我们大部份的闸门启动水位均设计在当上游水位高出闸门顶部 10cm-15cm 时闸门开始启动, 所以当闸前上游水位低于设计启动水位时闸门不会启动, 只有当给闸门施加一个相当于足够使闸门启动的外力时,闸门才会开启,我们一般使用二个手动葫芦(3T 或 5T 给闸门施加外力使闸门开启以便验收或检修闸门。
建议用户在验收或检修闸门时采用 2个二个手动葫芦(3T 或5T 依翻板闸门运行及管理注意事项人工启动闸门。
如下图所示:湖南省水电(闸门建设工程有限公司 2009-10-29。
水工钢闸门及启闭机常见质量问题及对策浅析水工钢闸门及启闭机常见质量问题及对策浅析摘要:水工刚闸门在水利枢纽工程中发挥着重要作用,是调节上下游水位水量的关键环节。
然而水工刚闸门的启闭机如果不能有效的运作,尤其是在必要的时候不能快速的开启闭合发挥调节作用,就可能造成巨大的经济财产损失。
因此,我们总结水工刚闸门及启闭机常见的质量问题和解决方案,希望能够起到应急和规避风险的作用。
关键词:水工钢闸门;启闭机;质量问题及对策水工钢闸门在我国众多水利工程当中都有非常广泛的应用,是保证水利工程起到调节水位和水量,规避洪灾、分流洪水,加强农田灌溉,促进河道通畅,进行水路运输和水利发电等各项功能的关键。
而且水工钢闸门及其启闭机安装之后,更换非常困难,技术难度和代价很大,因此,要保障现有水工钢闸门和启闭机的性能安全,防范可能多发的质量问题非常重要。
下面我们将针对这个问题进行详细的介绍。
1常见质量问题1.1闸门本身的质量问题水工刚闸门的质量问题直接影响其能否正常工作,或者其正常工作年限是否满足需要。
由于水工钢闸门普遍要长期接触各种水源,因此其抗腐蚀性能和耐老化性能必须要非常强悍。
而普通的钢板材质,根本难以抵挡十几年几十年的水下腐蚀和极强的水压冲击。
我们调查发现,全国各处水利工程中,钢闸门使用年限在十年以上的,尤其是2000年以前投入使用的,发生变形和腐蚀迹象的达到76%。
特别是钢板老化、脆化、断口收缩变形、极限强度下降更是非常严重,普遍较出厂标准数据下降10个百分点以上。
1.2钢板焊接问题水工钢闸门的焊接问题是保证整体功能的最脆弱环节,因为接缝如果有漏洞或者焊接水平不够高,在频繁使用或者高强度水压冲击之下是最容易开焊变形甚至毁坏的。
我们调查发现2000年之前投入使用的水工钢闸门需要进行重新焊接或者存在开焊隐患的也高达23%,其中水压导致变形和腐蚀引起焊口开裂的情况最为常见。
1.3闸门启闭过程中的颤抖震动引起闸门开闭过程中的震动原因很多,有闸门本身质量不过关的问题,有经年使用后的闸门变形和零部件的功能障碍,再就是安装施工过程中没有完全符合施工要求,造成泄洪过程中水流过激、水压不稳定、水流变化频率高等,救护对闸门造成起伏不定的冲击从而引起闸门震动。
关于闸门整改措施1. 引言闸门作为水利工程中的重要设施之一,承担着调节水流和防洪的重要任务。
然而,在长期使用的过程中,闸门可能会出现一些问题,需要及时采取整改措施。
本文将介绍常见的闸门问题及其整改措施,以便保障闸门的正常运行。
2. 常见的闸门问题2.1 闸门漏水闸门漏水是一种常见的问题,可能会导致水利工程的水位控制不准确,并造成水资源的浪费。
常见的闸门漏水问题有:•密封条老化或破损•闸门表面存在裂缝或孔洞•闸门与闸墩之间存在间隙2.2 闸门堵塞闸门堵塞是闸门运行中另一个常见的问题,可能会导致水流受阻,降低调节水位的效果。
常见的闸门堵塞问题有:•闸门表面积聚了水草、垃圾等杂物•闸门轨道上积存了泥沙和固体颗粒•闸门操纵机构发生故障3. 闸门整改措施3.1 闸门漏水整改措施3.1.1 密封条更换对于密封条老化或破损的问题,应及时更换新的密封条。
更换密封条时,应选用质量好、耐用性强的密封条,并确保其与闸门表面充分贴合。
3.1.2 闸门表面修复对于闸门表面存在裂缝或孔洞的问题,应进行修复。
修复时,应先清理表面杂物,然后采用适当的修补材料进行填补,确保闸门表面的平整和无孔洞。
3.1.3 间隙调整对于闸门与闸墩之间存在间隙的问题,应及时进行间隙调整。
调整时,应仔细测量间隙大小,并采取合适的方法,如加压或填充材料,保证闸门与闸墩紧密贴合。
3.2 闸门堵塞整改措施3.2.1 清理杂物对于闸门表面积聚了水草、垃圾等杂物的问题,应定期进行清理。
清理时,可以使用工具如刷子、清洗机等,彻底清除附着在闸门表面的杂物。
3.2.2 清理轨道对于闸门轨道上积存了泥沙和固体颗粒的问题,应定期进行清理。
清理时,可以使用高压水枪等工具,将轨道上的泥沙和颗粒物冲刷干净,保证轨道的光滑性。
3.2.3 维护操纵机构对于闸门操纵机构发生故障的问题,应及时进行维护和修复。
维护时,应检查操纵机构的各个部件是否正常运行,如发现故障应及时更换或修复。
关于渐开式翻板闸门几个问题的讨论
摘要:针对漂浮物的问题提出解决方案,分析了影响闸门运行稳定的因素,并论证了连杆的长度对运行稳定的影响,优化了连杆的尺寸,使闸门运行更加稳定。
关键词:水闸闸门连杆滚轮式翻板闸门优化稳定
渐开式水力自动翻板闸门靠水压力及闸门自重自动启闭,无需启闭机械及其他动力,只需少量人员管理,可节省大量工程投资及管理费用,与机械启闭闸门相比可节省投资50%以上。
尤其在偏远的陡涨陡落的河流,水位低时闸门自动关闭,蓄水灌溉;汛期水位高时闸门自动开启、泄洪;洪水过后,水位下降,闸门自动及时回关,可充分利用水利资源,提高水的利用率。
它能保证较大的过水能力和上游水位较小的壅高值,使堤防工程量大为减少。
正是由于以上的特点,渐开式水力自动翻板闸门在交通航道工程和水利工程中得到越来越广泛的应用。
例如临沂市费县北石沟拦河闸、引黄济青大沽河水利枢纽工程、沂南县黄埠拦河闸等都采用这种形式的翻板闸门。
但是这类闸门在运行中也存在着一些问题,本文下面将针对连杆滚轮式翻板闸门(如图1)的一些常见的问题例如漂浮物的堵塞、闸门运行的稳定问题,闸门的结构优化问题进行研究进而探讨其解决方法。
图
1
1.常见的几个问题及其解决方法
1.1漂浮物堵塞铰座
当闸门建在山区河道上时,河道行洪时具有来势猛,速度大,冲刷强,漂浮物多等特点。
当杂草、树枝、树干等杂物堵塞在铰座周围,会影响闸门的回关,严重的将在闸门与底板之间形成缝隙,闸前蓄不上水。
汛后清理这些杂物也比较困难,需要千斤顶、吊车或滑轮组把闸门开启起来清除,给管理工作带来很大的麻烦,还会造成一定的经济损失。
因此如何解决排漂的问题是翻板闸门能否在山区河道应用的关键问题。
图 2
解决方法有以下几种:(1)在上游设置导流墩,将漂浮物导向铰座两边,减少漂浮物对铰座的堵塞。
缺点由于回流等因素的影响仍有剩余漂浮物会冲到铰座里。
(2)是在门前设置拦污栅,缺点是要定期的清除栅前的漂浮物。
(3)是在连杆上焊接一个弧形的拦污栅,大小视保护的范围而定,在闸门开启或关闭时,连杆和拦污栅一起运动,这种方案效果比较好。
翻板闸门弧形拦污栅剖面示意图如图2所示。
1.2 运行稳定问题
水力自控翻板门因其能随水位涨落而自动启闭、结构简单、运行可靠、便于管理和造价低廉等优点,在中小型闸坝、山塘水库的溢洪道、山区渠道排洪建筑物以及人工湖中得到广泛的应用,发挥了很好的效益。
然而,由于这种闸门的运行环境和受力情况比较复杂,而其设计计算理论目前尚不十分完善,运行中普遍存在着诸多不稳定现象,如突然翻倒、频繁摆动和“拍打”现象,这些就是通常所说的“失稳”。
所有这些失稳现象,对闸门的正常运行是非常有害的,轻者能引起工程结构的整体振动,产生噪音,重者可导致闸门破坏。
影响闸门稳定的因素很多,其中主要有:(1)闸门面板上的溢流水舌与闸下孔流间形成空腔,空腔中的空气被水流带走形成不稳定的负压。
(2)闸门两侧边壁使过闸水流两侧形成漏斗,带入空气使空腔压力不稳。
(3)闸门刚开启时远驱水跃在闸门底部产生的负压。
(4)闸门开度小时形成的波状水跃。
(5)闸门全开时临界淹没水跃(6)风浪造成闸上游水位不稳定也影响闸门的运行稳定。
为了保证闸门的稳定运行可在闸门后设置两道通气孔,通气孔面积应超过闸门淹没面积的5%。
在水工结构上要保证水流流态平顺,边墙头部、闸墩、支
墩、防护墩等的迎水部分尽量做成流线型。
要从结构上保证闸门自身的阻尼作用从而保证闸门的稳定运行,例如连杆滚轮式翻板闸门的连杆长度和后支点高度要合适。
而连杆长度及其后支点纵坐标对稳定的影响则需要论证。
以下将通过工程实例具体分析讨论。
1.3结构优化问题
连杆滚轮式翻板闸门利用连杆的阻尼作用,使闸门的稳定性有了极大的改善,阻尼越大,抗“拍打”的能力越强,这种闸门的连杆、滚轮的尺寸大小和位置设置得当时,基本不会发生拍打现象。
因此,在进行闸门设计时,要合理确定滚轮的直径、连杆的长度及连杆后支点位置,选择连杆阻尼作用大,启闭水位低的尺寸作为设计值,从结构上保持闸门自身的阻尼作用,保证其运转的稳定性。
在以下的工程实例中,针对连杆滚轮式水力自动翻板闸门的连杆长度,通过对几个方案的比较,得出一个较好的方案,进而说明连杆长度对运行稳定的影响。
2. 工程实例
某闸,门高2.6米,门宽6米,挡水高度2.51米。
运行特征水位:(均以相对高程表示)门底坎高程0.00米,闸门顶高程2.51米,启动水位2.60米,全开水位2.87米,全开角度78度,关闭水位2.51米,最大设计水头6.50米。
滚轮的直径D=0.53m、连杆的长度L=1.487m,
在门重G,门叶上游面、底缘、顶缘和下游面所承受的水压力合力P1、P2、
P3、P4,门下空腔负压的下拉力P5,以及滚轮的支承力N及连杆的内力T的作用下,根据力的平衡关系(M开=M关),计算出上游水位H不断变化过程中闸门的开度a,得到H~a关系曲线。
闸门在开关门过程中上游水位与闸门转角的关系曲线如图3所示。
从图中可以看出,闸门在任意开度位置,其开门水位较关门水位高,差值基本为2cm左右。
可见闸门对防止“拍打”有一定的阻尼作用。
这种阻尼作用主要是由滚轮、连杆机构本身决定的。
连杆滚轮式翻板闸门利用连杆的阻尼作用,使闸门的稳定性有了极大的改善,阻尼越大,抗“拍打”的能力越强,闸门的连杆和滚轮设计合理时,基本不会发生拍打现象。
当开门力矩与关门力矩总和为零,闸门处于稳定状态。
若来流量稍有增加,动水压力增大,开门力矩有一微小增量,这时连杆会产生反力,形成阻抗力矩来阻止其旋转,该阻抗力矩随着来水流量的增加而逐渐增大,当其达到最大值时,则闸门将处于向右转动前的极限平衡状态。
反之,若来水流量稍有减少,动水压力减小,则产生一微小关门力矩,这时连杆将产生拉力,拉力形成的力矩使闸门维持稳定。
连杆的位置随闸门的开启(或关闭)是会发生变化的。
当动水压力增加(或减少)到一定值时,闸门将增加(或减少)其开度,从而使动水压力增量又发生改变,闸门在新的位置通过新的连杆反力矩(或拉力矩)重新维持稳定。
因此,连杆的反力不是不变的,而是以不断改变的量来使闸门在新的变量中维持稳定。
同时,由于连杆的存在,缓冲了闸门的转动速度,使闸门必须在克服连杆反力矩(或拉力矩)的最大值后才能转到新的开度。
这样,就保证了闸门的开启和关闭达到相对稳定。
为了便于分析连杆长度对闸门运行的影响,本文设计了五种典型方案,即保持翻板闸门的滚轮半径和连杆后支点高度不变,后支点向上下游水平移动,各方案间的后支点水平距离间隔为5cm,方案①:L=1. 581m,方案②:L=1.534m,方案③:L=1.487m,方案④:L=1.439m,方案⑤:L=1.393m,如图
4所示。
图4 改变连杆长度的五种典型方案
通过自己编写的开门运行程序OPEN.FOR的运算,可以得到各方案闸门在开门过程中上游水位H与闸门的角度 的关系曲线,如图5所示。
图5 不同连杆长度的开门曲线
图5反映了连杆长度的变化对闸门开门曲线的影响,从图中可看出:连杆长度设计不合理,连杆长度过长,翻板闸门启动后迅速达到全开位置,翻板闸门运行不稳定,如方案①。
连杆长度不够,闸门的开门曲线过于平缓,闸门最大开度较小,影响泄洪排涝,且全开水位较大,上游水位涨幅过大,会造成上游农田的淹没,如方案⑤。
方案③的开门曲线较平稳光滑,闸门最大开度也较大,表明闸门运行较稳定,且全开水位较低,上游水位涨幅较小。
各方案对应的各项指标如表1所示。
表1各方案对应的各项指标
对应不同的连杆长度,翻板闸门运行时所能达到的最大开门角度θ
也不
m
同,其变化规律如图6所示。
图6 连杆长度与闸门最大开度的关系曲线
最大值为79.97,对应图中曲线有唯一的极值点(1.477,79.97),即θ
m
的L=1.477m。
因此,L=1.477为连杆的优化长度。
3.结论
在平原地区,尤其是城市的水渠中应用翻板闸门,由于水流比较清彻,漂浮物和杂物都比较少,所以不必考虑排漂的问题,但在山区中,由于山上冲下来的树枝、杂草很多,所以都要考虑用拦污栅来防止铰座被缠住而影响翻板闸门的运行稳定。
通过以上的分析,我们认为连杆长度,和后支点的高度对翻板闸门运行稳定的影响很大,因此对翻板闸门的设计中,应该考虑连杆长度的优化问题,找
一个合适的连杆长度和后支点的位置以便使翻板闸门的开启角度最大,从而保证翻板闸门的运行稳定。
参考文献
1.任广云等,渐开式翻板闸门的几个设计问题[J],水利水电科技进展,
1999,10
2.李宗健等,水力自动闸门,水利水电出版社,1987,8。