顶升式与倒挂式液压启闭机组合启闭闸门的应用
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２ 组合启闭闸门方案的提出
旺苍县城区河道综合整治工程( 一期) 开发 任务是完善旺苍县城区防洪排涝体系ꎬ改善城市 水生态环境ꎬ促进经济社会持续健康发展ꎮ 项目 建设内容主要包括旺月闸和石龙闸ꎬ其中旺月闸 采用 露 顶 式 平 面 定 轮 钢 闸 门ꎬ 闸 门 尺 寸 １４ｍ × ８������ ６ｍꎬ 闸 室 底 板 高 程 ４５７������ ４０ｍꎬ 正 常 蓄 水 位 ４６６������ ００ｍꎬ百年一遇校核洪水位 ４７１������ ６０ｍꎬ闸门最 大提升高度 １５ｍꎬ正常蓄水位和校核洪水位变幅 达 ５������ ６ｍꎻ石龙闸同样采用平面定轮钢闸门ꎬ闸门 尺寸 １４ｍ×９������ ８ｍꎬ闸室底板高程 ４４８������ ６０ｍꎬ正常蓄
案ꎬ同常规的顶升式液压启闭机方案和倒挂式液 压启闭机方案在布置和工作原理上基本相同ꎬ所 不同的是前者闸门两侧不再设置外伸式吊梁ꎬ闸 坝上部也不设置固定排架梁ꎬ而是通过一根活动
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罗联利ꎬ蒲世涛:顶升式与倒挂式液压启闭机组合启闭闸门的应用
２０１９������ Ｎｏ������ １
倒挂式液压启闭机组合启闭闸门的工作原理和适用条件进行了简要介绍ꎬ并结合旺苍县城区河道综合整治( 一期) 工程 实例ꎬ对其设计要点进行了分析ꎮ
【关键词】顶升式 倒挂式 液压启闭机 组合启闭 闸门 新型启闭方式
中图分类号:ＴＶ６６４������ ２ 文献标识码:Ｂ 文章编号:２０９５－１８０９(２０１９)０１－００６５－０３
根据旺月闸和石龙闸的实际情况ꎬ结合顶升 式液压启闭机和倒挂式液压启闭机的工作原理ꎬ 提出了顶升式和倒挂式液压启闭机组合启闭闸门 的新型启闭方式ꎮ 目前ꎬ该新型的组合启闭方式 已由发明人申请实用新型专利和发明专利ꎮ
３ 组合启闭闸门方案工作原理及适用条件
３������ １ 工作原理 顶升式与倒挂式液压启闭机组合启闭闸门方
水位 ４５８������ ４０ｍꎬ百年一遇校核洪水位 ４６２������ ５０ｍꎬ闸 门最大提升高度 １４������ ９ｍꎬ正常蓄水位和校核洪水 位变幅达 ４������ １ｍꎮ
由于两座闸坝均位于旺苍县城区ꎬ若采用常规 的卷扬式启闭机、提升式或倒挂式液压启闭机ꎬ均 需设置高排架ꎬ严重影响城市景观ꎻ若采用常规的 顶升式液压启闭机ꎬ虽可取消排架ꎬ但需在闸门门 叶两侧布置又高又大的吊耳ꎬ不仅增加风荷载ꎬ而 且增加了顶升式液压启闭机的受力情况ꎬ同时柱塞 杆工作行程基本上达到 １５ｍꎬ需加大杆径、缸径ꎬ技 术难度及设备费用显著增加ꎻ若采用带滑轮组的顶 升式液压启闭机ꎬ虽可以减少液压启闭机行程ꎬ但 由于闸门提升高度较高ꎬ已基本脱离门槽ꎬ无法抵 抗风荷载ꎬ对闸门结构稳定和运行安全不利ꎮ
１ 概述
水利水电工程上将启闭闸门、拦污栅所采用的 各种启闭设备统称为启闭机ꎬ根据布置形式ꎬ启闭 机主要分为固定式和移动式两类ꎬ其中固定式启闭 设备主要有卷扬式启闭机ꎬ螺杆式启闭机和液压启 闭机ꎮ ＱＰＰＹ 系列液压启闭机适用于平面闸门的 启闭操作ꎬ主要分为顶升式、提升式和倒挂式ꎮ
顶升式液压启闭机油缸结构为双吊点柱塞顶 升式单作用启闭机ꎬ油缸安装在闸墩内的预埋钢 筒中ꎬ闸门在顶部两侧各设置外伸式吊耳ꎬ柱塞杆 直接顶起吊耳带动闸门提升ꎬ自重闭门ꎮ 倒挂式 液压启闭机油缸结构采用活塞提升式单作用启闭 机ꎬ油缸缸体穿入门体ꎬ活塞杆末端倒挂在闸坝上 部的排架梁上ꎬ通过活塞杆收入油缸中来提升闸 门ꎬ自重闭门ꎮ
根据顶升式与倒挂式液压启闭机组合启闭闸 门方案的工作原理ꎬ考虑到机械加工能力有限ꎬ液 压启闭机最大行程仅能达到 ２０ｍ 左右ꎮ 组合启 闭闸门方案适用于闸门提升较高( ≥１０ｍ) 、正常 蓄水位和校核洪水位变幅较大( ≥３ｍ) 的城市水 景观拦河坝的平面闸门ꎮ
４ 组合启闭闸门设计要点
旺苍县城区河道综合整治工程( 一期) 旺月 闸和石龙闸ꎬ闸门提升较高(１５ｍ 和 １４������ ９ｍ) ꎬ正 常蓄 水 位 和 校 核 洪 水 位 变 幅 较 大 ( ５������ ６ｍ 和 ４������ １ｍ) ꎬ率先采用了顶升式与倒挂式液压启闭机 组合启闭闸门的启闭方式ꎮ 本文以旺月闸为例ꎬ 对组合启闭闸门的设计要点进行分析ꎮ
的操作横梁连接顶升式液压启闭机柱塞杆和倒挂 式液压启闭机活塞杆ꎬ工作原理见图 １ 所示ꎮ
工作行程 ９ｍꎬ吊点间距 １６������ ７ｍꎻ倒挂式液压启闭机 容量为 ２×８００ｋＮꎬ工作行程 ６ｍꎬ吊点间距 １３������ ２ｍꎮ ４������ １ 启闭机安装高程
启闭机的 安 装 高 程 需 综 合 考 虑 闸 门 开 启 高 度、洪水、启闭机行程、景观效果等ꎮ 安装高程既 要避免过低ꎬ防止启闭机、行程检测控制装置经常 受洪水侵袭ꎬ又不宜过高ꎬ防止超过闸顶影响美 观ꎮ 旺月闸启闭机安装高程以上柱塞杆和操作横 梁总高度为 １������ ９６ｍꎬ如安装高度选择在闸前校核 洪水位 ４７１������ ６０ｍ 以上 ４０ｃｍꎬ横梁将超过闸顶ꎬ影 响美观ꎻ且会增加倒挂式启闭机的工作行程ꎬ影响 其在门体中的布置ꎮ 考虑到百年一遇校核洪水不 常遇到ꎬ且旺月闸启闭机安装高程更多的是受到 下游校核洪水位 ４７１������ ０８ｍ 的影响ꎬ故安装高程确 定为 ４７１������ ５０ｍꎬ操作横梁低于坝面 ０������ ０４ｍꎮ
图 １ 顶升式与倒挂式液压启闭机组合 启闭闸门方案工作原理
闸门采用双吊点ꎬ门叶左右两侧主梁分别固 定一支倒挂式液压启闭机ꎬ活塞杆头采用轴承与 操作横梁铰接ꎮ 闸墩左右分别埋设一支顶升式液 压启闭机ꎬ柱塞杆头采用轴承与操作横梁铰接ꎮ 启门时ꎬ先由顶升式启闭机顶推操作横梁带动闸 门至油缸最大行程ꎬ再由倒挂式启闭机提升闸门 至全开位置或检修位置ꎻ闭门时ꎬ先由顶升式启闭 机下放操作横梁带动闸门至顶升油缸全缩状态ꎬ 再由倒挂式启闭机将闸门下放至全关ꎮ ３������ ２ 适用条件
２０１９������ Ｎｏ������ １
四川水利
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顶升式与Leabharlann Baidu挂式液压启闭机组合启闭闸门的应用
罗联利ꎬ蒲世涛 ( 四川沃土项目投资管理有限公司ꎬ成都ꎬ６１００９６)
【摘 要】为解决校核洪水位和正常洪水位相差较大的城市水景观拦河闸的闸门启闭问题ꎬ本文对新型的顶升式与
旺苍县城区河道综合整治工程( 一期) 开发 任务是完善旺苍县城区防洪排涝体系ꎬ改善城市 水生态环境ꎬ促进经济社会持续健康发展ꎮ 项目 建设内容主要包括旺月闸和石龙闸ꎬ其中旺月闸 采用 露 顶 式 平 面 定 轮 钢 闸 门ꎬ 闸 门 尺 寸 １４ｍ × ８������ ６ｍꎬ 闸 室 底 板 高 程 ４５７������ ４０ｍꎬ 正 常 蓄 水 位 ４６６������ ００ｍꎬ百年一遇校核洪水位 ４７１������ ６０ｍꎬ闸门最 大提升高度 １５ｍꎬ正常蓄水位和校核洪水位变幅 达 ５������ ６ｍꎻ石龙闸同样采用平面定轮钢闸门ꎬ闸门 尺寸 １４ｍ×９������ ８ｍꎬ闸室底板高程 ４４８������ ６０ｍꎬ正常蓄
案ꎬ同常规的顶升式液压启闭机方案和倒挂式液 压启闭机方案在布置和工作原理上基本相同ꎬ所 不同的是前者闸门两侧不再设置外伸式吊梁ꎬ闸 坝上部也不设置固定排架梁ꎬ而是通过一根活动
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罗联利ꎬ蒲世涛:顶升式与倒挂式液压启闭机组合启闭闸门的应用
２０１９������ Ｎｏ������ １
倒挂式液压启闭机组合启闭闸门的工作原理和适用条件进行了简要介绍ꎬ并结合旺苍县城区河道综合整治( 一期) 工程 实例ꎬ对其设计要点进行了分析ꎮ
【关键词】顶升式 倒挂式 液压启闭机 组合启闭 闸门 新型启闭方式
中图分类号:ＴＶ６６４������ ２ 文献标识码:Ｂ 文章编号:２０９５－１８０９(２０１９)０１－００６５－０３
根据旺月闸和石龙闸的实际情况ꎬ结合顶升 式液压启闭机和倒挂式液压启闭机的工作原理ꎬ 提出了顶升式和倒挂式液压启闭机组合启闭闸门 的新型启闭方式ꎮ 目前ꎬ该新型的组合启闭方式 已由发明人申请实用新型专利和发明专利ꎮ
３ 组合启闭闸门方案工作原理及适用条件
３������ １ 工作原理 顶升式与倒挂式液压启闭机组合启闭闸门方
水位 ４５８������ ４０ｍꎬ百年一遇校核洪水位 ４６２������ ５０ｍꎬ闸 门最大提升高度 １４������ ９ｍꎬ正常蓄水位和校核洪水 位变幅达 ４������ １ｍꎮ
由于两座闸坝均位于旺苍县城区ꎬ若采用常规 的卷扬式启闭机、提升式或倒挂式液压启闭机ꎬ均 需设置高排架ꎬ严重影响城市景观ꎻ若采用常规的 顶升式液压启闭机ꎬ虽可取消排架ꎬ但需在闸门门 叶两侧布置又高又大的吊耳ꎬ不仅增加风荷载ꎬ而 且增加了顶升式液压启闭机的受力情况ꎬ同时柱塞 杆工作行程基本上达到 １５ｍꎬ需加大杆径、缸径ꎬ技 术难度及设备费用显著增加ꎻ若采用带滑轮组的顶 升式液压启闭机ꎬ虽可以减少液压启闭机行程ꎬ但 由于闸门提升高度较高ꎬ已基本脱离门槽ꎬ无法抵 抗风荷载ꎬ对闸门结构稳定和运行安全不利ꎮ
１ 概述
水利水电工程上将启闭闸门、拦污栅所采用的 各种启闭设备统称为启闭机ꎬ根据布置形式ꎬ启闭 机主要分为固定式和移动式两类ꎬ其中固定式启闭 设备主要有卷扬式启闭机ꎬ螺杆式启闭机和液压启 闭机ꎮ ＱＰＰＹ 系列液压启闭机适用于平面闸门的 启闭操作ꎬ主要分为顶升式、提升式和倒挂式ꎮ
顶升式液压启闭机油缸结构为双吊点柱塞顶 升式单作用启闭机ꎬ油缸安装在闸墩内的预埋钢 筒中ꎬ闸门在顶部两侧各设置外伸式吊耳ꎬ柱塞杆 直接顶起吊耳带动闸门提升ꎬ自重闭门ꎮ 倒挂式 液压启闭机油缸结构采用活塞提升式单作用启闭 机ꎬ油缸缸体穿入门体ꎬ活塞杆末端倒挂在闸坝上 部的排架梁上ꎬ通过活塞杆收入油缸中来提升闸 门ꎬ自重闭门ꎮ
根据顶升式与倒挂式液压启闭机组合启闭闸 门方案的工作原理ꎬ考虑到机械加工能力有限ꎬ液 压启闭机最大行程仅能达到 ２０ｍ 左右ꎮ 组合启 闭闸门方案适用于闸门提升较高( ≥１０ｍ) 、正常 蓄水位和校核洪水位变幅较大( ≥３ｍ) 的城市水 景观拦河坝的平面闸门ꎮ
４ 组合启闭闸门设计要点
旺苍县城区河道综合整治工程( 一期) 旺月 闸和石龙闸ꎬ闸门提升较高(１５ｍ 和 １４������ ９ｍ) ꎬ正 常蓄 水 位 和 校 核 洪 水 位 变 幅 较 大 ( ５������ ６ｍ 和 ４������ １ｍ) ꎬ率先采用了顶升式与倒挂式液压启闭机 组合启闭闸门的启闭方式ꎮ 本文以旺月闸为例ꎬ 对组合启闭闸门的设计要点进行分析ꎮ
的操作横梁连接顶升式液压启闭机柱塞杆和倒挂 式液压启闭机活塞杆ꎬ工作原理见图 １ 所示ꎮ
工作行程 ９ｍꎬ吊点间距 １６������ ７ｍꎻ倒挂式液压启闭机 容量为 ２×８００ｋＮꎬ工作行程 ６ｍꎬ吊点间距 １３������ ２ｍꎮ ４������ １ 启闭机安装高程
启闭机的 安 装 高 程 需 综 合 考 虑 闸 门 开 启 高 度、洪水、启闭机行程、景观效果等ꎮ 安装高程既 要避免过低ꎬ防止启闭机、行程检测控制装置经常 受洪水侵袭ꎬ又不宜过高ꎬ防止超过闸顶影响美 观ꎮ 旺月闸启闭机安装高程以上柱塞杆和操作横 梁总高度为 １������ ９６ｍꎬ如安装高度选择在闸前校核 洪水位 ４７１������ ６０ｍ 以上 ４０ｃｍꎬ横梁将超过闸顶ꎬ影 响美观ꎻ且会增加倒挂式启闭机的工作行程ꎬ影响 其在门体中的布置ꎮ 考虑到百年一遇校核洪水不 常遇到ꎬ且旺月闸启闭机安装高程更多的是受到 下游校核洪水位 ４７１������ ０８ｍ 的影响ꎬ故安装高程确 定为 ４７１������ ５０ｍꎬ操作横梁低于坝面 ０������ ０４ｍꎮ
图 １ 顶升式与倒挂式液压启闭机组合 启闭闸门方案工作原理
闸门采用双吊点ꎬ门叶左右两侧主梁分别固 定一支倒挂式液压启闭机ꎬ活塞杆头采用轴承与 操作横梁铰接ꎮ 闸墩左右分别埋设一支顶升式液 压启闭机ꎬ柱塞杆头采用轴承与操作横梁铰接ꎮ 启门时ꎬ先由顶升式启闭机顶推操作横梁带动闸 门至油缸最大行程ꎬ再由倒挂式启闭机提升闸门 至全开位置或检修位置ꎻ闭门时ꎬ先由顶升式启闭 机下放操作横梁带动闸门至顶升油缸全缩状态ꎬ 再由倒挂式启闭机将闸门下放至全关ꎮ ３������ ２ 适用条件
２０１９������ Ｎｏ������ １
四川水利
������６５������
顶升式与Leabharlann Baidu挂式液压启闭机组合启闭闸门的应用
罗联利ꎬ蒲世涛 ( 四川沃土项目投资管理有限公司ꎬ成都ꎬ６１００９６)
【摘 要】为解决校核洪水位和正常洪水位相差较大的城市水景观拦河闸的闸门启闭问题ꎬ本文对新型的顶升式与