河北东浩翻板闸门

在应用最为广泛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。

发展历程

水力自控翻板闸门是我国水利工程技术人员历经四十多年的艰苦奋斗，研发出来并拥有完全自主知识产权的一种节能、环保型闸门。自上世纪六十年代初***代水力自控翻板闸门诞生，先后经了横轴双支铰型、多支铰型、滚轮连杆式和滑块式水力自控型四个发展阶段。自1982年以来，第三代滚轮连杆式闸门便开始广泛应用。特别是1990年以来，广大工程技术人员刻苦钻研、反复实验，从理论到水工模型实验，再到工程实践，近几年终于设计研发出第四代新型滑块式翻板闸门。该闸门无论技术设计、生产工艺，还是使用性能，均产生了质的飞跃。

从技术角度上来讲，翻板闸门发展过程中几个明显的进步：

（1）1982年初设计的面板铅垂水流方向的双支点滚轮连杆式闸门：

该种翻板闸门采用双支点带连杆方式，在实际运行过程中，能基本满足工程需要。但不容否认，这种闸门还存在一些不足，主要是在某些水力条件下容易发生小开度振动拍打现象，虽然短期内不至影响到整个闸坝的安全，但长期的小开度振动拍打会导致翻板闸门底部和固定坝的疲劳破损，以致闸坝漏水严重，直至造成整个翻板闸坝工程的破坏。另外，其初启动水位较高、而回关水位偏低，难以满足用户的使用要求。

（2）1983年下半年设计的面板向下游有一定的预倾角度的滚轮连杆式闸门：

针对面板铅垂的滚轮连杆式闸门存在的问题，作了如下几个方面的改进：

a)将翻板闸门改进成向下游预倾一个角度的型式，经过多次水工模型试验后发现，证明其能有效防止翻板闸门的小开度振动拍打现象，并使初始启门水位得以降低，关门水位得以提高；

b)门下堰顶设有一个斜坡式跌落，使门下的堰型由宽顶堰改造成为梯形断面实用堰，增大了流量系数，使上游洪水位低于采用其它形式的翻板闸门的情况，减少了淹没损失；

c) 在连杆长度及支铰位置、滚轮直径方面作多次修改和调整，运行更加准确可靠。而且翻板闸门的启门水位可以根据业主要求设计为高于正常水位5~30cm之内的任一值，设计成果与实际使用的水位差值可控制在5cm以内，一般只有一、两个厘米；

d)在闸门前增设防护墩，防护墩可以有效防止上游来物撞击闸门及漂浮物堵在闸门支铰下造成破坏。

经近40年全国近30个省市实例工程的运行证明，该种面板有预倾角的滚轮连杆式翻板闸门已相当成熟可靠，具有广泛推广应用的价值。

底轴翻板闸门

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，水闸和橡胶坝得到广泛的运用。然而，橡胶坝等生产比较复杂，运行时充水（充气）升坝或放水（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，容易发生质量事故。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。钢坝闸是一种新型可调空控溢流闸门，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，形成人工瀑布的景观效果。

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。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、检修闸门和事故闸门。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。事故闸门多设于深孔工作闸门前，用于建筑物或设备出现事故时，能在动水中关闭而在静水中开启；兼作检修闸门时，也称事故检修闸门；需要在限定时间内紧急关闭的事故闸门，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最常用的门型。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，检修闸门和事故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。

闸门是装于溢流坝、岸边溢洪道、泄水孔、水工隧洞和水闸等建筑物的空口上，用以调节流量，控制上、下游水位、宣泄洪水、排除泥沙或漂浮物等，是水工建筑物的重要组成部分。在水闸工程中，闸门是主体部分，常占挡水面积的大部。闸门又分为平板闸门和弧形闸门.

液压混凝土升降坝是水利科技比较简易的活动坝技术。它广泛应用于农业灌溉、渔业、船闸、海水挡潮、城市河道景观工程和小水电站等建

设。液压升降坝力学结构科学、不阻水、不怕泥砂淤积；不受漂浮物影响；在损失极小水量的情况下，就能很容易地冲掉上游的漂浮物，使河水清澈；放坝快速，不影响防洪安全；抗洪水冲击的能力强。它***了传统活动坝型的缺点，同时它又具备传统坝型的所有优点：它像橡胶坝一样紧贴河床不阻水（比橡胶坝效果更好）；像翻板门坝一样自动放坝行洪，任意保持水位高度；像水闸一样坚固耐用。

结构及原理

液压升降坝是一种采用自卸汽车力学原理，结合支墩坝水工结构型式的  活动坝，具备挡水和泄水双重功能。

液压升降坝的构造由弧形（或直线）坝面、液压杆、支撑杆、液压缸和液压泵站组成。

用液压缸直顶以底部为轴的活动拦水坝面的背部，实现升坝拦水，降坝行洪的目的。采用滑动支撑杆支撑活动坝面的背面，构成稳定的支撑墩坝。采用小液压缸及限位卡，形成支撑墩坝固定和活动的相互交换，达到固定拦水，活动降坝的目的。采用手动推杆开关，控制操作液压系统，根据洪水涨落，人工操作活动坝面的升降。

产品规格

门高（H）：1.5m、2m、2.5m、3m、3.5m

单扇宽度：标准为6m

工作特点

1、 液压升降坝坝体跨度大，结构简单，易于建造。

2、 液压升降坝液压系统操作灵活，可采用手动开关控制。

3、 液压升降坝低水头水力条件优越。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。与传统水闸及类似的橡胶坝相比，过流能力大，泄流量大。特别适用于橡胶坝不宜建造的多砂、多石、多树、多竹和地区的河流。可以调节坝高溢流，可控制上游水位和泄流量。

4、 液压升降坝施工简单，施工工期短，和传统水闸相比，减少了闸墩、大量金属结构埋件及闸门启闭设备，但是混凝土工程量复杂，初期投资节约设备资金，后续维护费用较高。

5、 液压升降坝属于低水头挡水建筑物，广泛使用于水利灌溉，城市美化环境等方面可形成宽阔的水面。

产品优点

1、投资

坝面采用钢筋混凝土结构，基础上部的宽度只要求与活动坝高度相等，同时液压系统较为复杂，因此，工程坝面部分成本较低。总成本只有同等规格的气盾挡水闸约十分之一。

2、适用范围

活动拦水高度一般在3米左右，宽度受液压管路压力损失影响不易超过50m。一般平缓、淤积不严重，沉降小地质条件的河床都行；基本不受漂浮物影响；放坝比较快速。

3、结构坚固可靠，抗洪水冲击能力强

该坝坝面升起后，形成稳定的支撑墩坝结构，力学结构科学。不在河中设置支撑墩等任何阻水物体，活动坝面放倒后，坝体只高出原坝顶500厘米。排漂浮物效果较好。

4、维护管理费用较橡胶坝低

5、人造瀑布

坝体弧形设计（坝高5米以下采用钢筋混凝土坝面，5米以上没有工程实践），上游水量较大时形成瀑布景观。

产品缺点

液压坝的支撑锁定装置隐患大

在正常挡水时，固定支撑杆起到支撑作用，主要承受来自坝面自身的重量与水压力。支撑杆的解锁由预埋在坝基的限位锁定机构组成。锁定机构由独立的液压系统控制动作，锁定机构通过支撑杆底部的液压脱钩解锁。液压坝得以降坝。但由于限位锁定机构处于坝面的下游绞轴附近，驱动解锁的液压缸管路复杂且位置分布不合理，时常卡死或不能动作。导致行洪时不能降坝，以致造成事故。

降坝操作的前提条件是在液压泵站通电情况下进行，如果暴雨等天气条件下造成液压系统断电，那么降坝就不可能成立。

主液压缸首先在液压泵的工作状态下，将坝面举升一定高度，使得支撑杆对锁定钩不在施压，然后小液压缸将支撑杆推举，主液压缸收回，坝面下降，支撑杆滑出锁定机构。

液压坝需人员住守管理

洪水暴涨达到设定的高度时，放坝行洪(该坝的自动放坝功能在无电，开关失控，液压软管破裂情况下不能***及时放坝行洪)。液压管路部件受到折弯接头容易断裂，导致坝面升降系统瘫痪损坏，更换需重新开凿围堰，维护管理费用几乎重新建造，而产品设计使用寿命只有3~5年。坝面由于是混凝土，喷涂和防腐，抗水下冻融，基本2年就需要返修，活动坝面高度为固定支撑杆高度。

液压坝无法检修的问题

液压坝主液压缸的基座位于消力池的底部，全部的油管和软管也位于消力池底部，而消力池长期是有淤积和常年水位的，如此检修变为不可能，如果强行检修，就需要截流—排空—清淤工程量可想而知，如果仅仅为了更换液压缸软管，代价就是在太大，所以造成无法检修。

液压坝在其活动范围内长期锁定问题

由于洪水来临，液压坝不能降坝行洪问题日渐突出，液压坝将部分工程的支撑杆取消--拿掉，由此便出现另外的安全隐患，无支撑杆后，主液压缸本身是双作用液压缸，当作为长期支撑时，虽然液压管路系统不向外漏油，但是双作用液压缸的两个油腔之间会形成内漏，无杆腔向有杆腔通过液压缸活塞串油，这种内漏对于长期的坝面支撑极为不利，坝面整体会缓慢下降，导致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。

薄板型混凝土液压坝在水中侵泡耐久性问题

液压升降坝耐久性在水下或者浸没状态下，将失去坚固优势，活动的混凝土坝体抗震性将大大降低。

混凝土的渗透机理是水与混凝土表面接触时，压力差和毛细孔压力不断促使水分向混凝土内部迁移。随着水分迁移的深入，水与毛细孔壁摩擦阻力增大，渗水速度随渗透深度的增加成比例下降。当水达到混凝土相反的一侧时，毛细孔压力就会改变方向，阻碍水分的渗出。若压力差大于孔壁摩擦阻力和毛细阻力，则水将从混凝土相反的一侧滴出；若压力差小于摩擦阻力和毛细孔阻力，则水的迁移为毛细孔迁移，此时的迁移速度取决于混凝土背水面水分的蒸发速度。