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        底驅(qū)式移動閘門在城市防洪中的應(yīng)用

        2019-05-14 10:06:46趙華軍張鵬飛郭瑞軍
        山東水利 2019年3期
        關(guān)鍵詞:門體輪系閘門

        趙華軍,張鵬飛,郭瑞軍

        (山東臨沂水利工程總公司,山東 臨沂 276006)

        隨著全國各地對城市建設(shè)和發(fā)展的需求逐步提高,城市內(nèi)河建造標(biāo)準(zhǔn)逐漸加大,蓄水量逐年增多,城市防洪工程已經(jīng)成為保護(hù)城區(qū)汛期安全的一大民生工程,在江河兩岸修筑防洪閘可以將洪水限制在行洪道內(nèi),使同等流量的水深增加,行洪流速增大,有利于泄洪排沙,防止漫溢成災(zāi)。本文以棗莊市薛城區(qū)過路防潮閘工程為實際案例,詳述底驅(qū)移動閘門在現(xiàn)在城市防洪工程中的應(yīng)用。

        1 工程簡況

        棗莊市薛城區(qū)過路防潮閘工程河西沿岸筑堤壩防洪,但到路口處堤壩影響交通,而城區(qū)地處小沙河兩岸高差大,在道口需要建設(shè)1座防洪閘才能滿足城市防洪要求,只能建設(shè)一座可以隱藏的隱形閘門,防洪時閘門擋水,不工作時閘門隱藏,不影響交通。

        2 移動閘門設(shè)計及計算

        2.1 現(xiàn)場條件測量

        根據(jù)現(xiàn)場地形及道路寬度,查閱相關(guān)材料確定河道50年一遇洪水蓄水水位,對現(xiàn)場岸堤進(jìn)行測量,在河道蓄水達(dá)到最大水位時高程比現(xiàn)有堤頂路面高程高1.6 m,故擬建防洪閘的擋水高度為1.6 m。

        河道兩岸道路寬度41.0 m,且為下坡路段,道路兩個為暗墻,暗墻高度高程大于擬設(shè)計閘門高度,滿足擋水高度要求,故閘門凈寬為41.0 m。

        2.2 門葉設(shè)計理論計算

        1)現(xiàn)場測量和資料查閱。根據(jù)水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范,本閘門形式為潛孔式平面鋼閘門,閘門面板設(shè)于迎水側(cè),主、縱梁布置采用齊平連接,寬度4.1 m,高度1.6 m。閘門運行方式采用底驅(qū)橫向運行,啟閉時需要來回左右移動,行走機(jī)構(gòu)設(shè)計為行走鋼輪,驅(qū)動裝置選用擺線減速機(jī)和制動電機(jī)驅(qū)動行走輪。為行走平穩(wěn)和導(dǎo)向,選用雙軌道前止水預(yù)埋。

        2)閘門門體結(jié)構(gòu)布置。閘門支撐跨度為4.1 m,建筑物等級為3級,設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇設(shè)計洪水水位,本工程擬定閘門厚度為0.8 m,根據(jù)門葉尺寸42.5 m×1.6 m×0.8 m,根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范結(jié)合實際工程情況,設(shè)計2道主梁,肋板厚度采用14.0 mm,縱梁間距為500 mm平均分布,腹板厚度為12.0 mm。詳見圖1:

        圖1 閘門結(jié)構(gòu)布置圖

        3 關(guān)鍵部位工作原理

        結(jié)合現(xiàn)有工況,本工程設(shè)計重點在于驅(qū)動裝置的可靠性和穩(wěn)定性,必須操作方便、簡易。閘門側(cè)之水和底止水的止水效果及隱藏門庫的設(shè)計,詳見圖2、圖3。門體進(jìn)入門庫需在墻體支撐輪系的作用下平穩(wěn)運行,以免門體在門庫內(nèi)發(fā)生扭轉(zhuǎn),對整個結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響,縮短使用壽命。

        圖2 底止水及水軌道大樣圖

        圖3 支撐輪系和側(cè)之水裝置大樣圖

        根據(jù)閘門總水壓力,結(jié)合閘門橫向移動的運行方式,須加設(shè)運行軌道,保證運行順暢,底軌運行軌道采用雙排QU120重型軌道,軌道長度為83.0 m,隱藏門庫 45.0 m×2.0 m×2.0 m,驅(qū)動裝置安裝在下游面,設(shè)雙電源,動力裝置采用市電,增設(shè)一臺發(fā)電機(jī)為備用電源,便于應(yīng)急操作,驅(qū)動采用手動和遙控雙操作系統(tǒng),側(cè)止水設(shè)預(yù)壓定位行程開關(guān),擺線減速機(jī)和制動電機(jī)雙制動,行走裝置驅(qū)動電機(jī)額定功率為2.2 kW前后各一臺,啟動時應(yīng)同步,操作箱及操作面板應(yīng)安放在閘門下游側(cè)背水面上,并設(shè)搖控手持盒。為確保閘門到位不回退,終端加裝形成限位器,滿足側(cè)止水的止水功能。門庫出口設(shè)導(dǎo)向輪,對邊邊墩設(shè)止水側(cè)軌和定位槽。控制系統(tǒng)為三相四線制,配電盤為掛墻安裝,內(nèi)裝三相電表1只,總開關(guān)1只,分開關(guān)2只,施工嚴(yán)格按照電氣圖配電箱系統(tǒng)圖。

        4 施工控制要點

        4.1 預(yù)埋件的安裝

        本工程部分預(yù)埋件是在原有地貌和建筑物上增設(shè)二期混凝土槽,埋件就位調(diào)整完畢后,應(yīng)按圖紙要求與一期混凝土中的預(yù)埋插筋或錨板焊接牢固,再進(jìn)行二次校核。由于行走軌道較長,搭接較多,軌道安裝時必須設(shè)置基準(zhǔn)控制點,用拉鋼絲法控制雙排軌道的平行度和就位尺寸。

        4.2 閘門門體現(xiàn)場拼裝

        閘門尺寸較大,場內(nèi)需要分節(jié),為保證閘門直線度和最小變形量,現(xiàn)場拼裝時采用雙邊對稱焊接,對接完成后拉線測量門葉平整度,特別是門葉底驅(qū)座板直線度,測量完成后再底驅(qū)座板上將行走輪系安裝位置進(jìn)行精確放樣,方便下道工序安裝工作。

        4.3 支撐輪系和行走機(jī)構(gòu)安裝

        應(yīng)采用現(xiàn)場安裝,待閘門門體安裝就位后,測量是否變形,調(diào)整完成后安裝減速機(jī)和驅(qū)動電機(jī),保證電機(jī)輸出軸應(yīng)垂直于閘孔中心線,安裝前采用紅外準(zhǔn)直儀將軌道中心線和閘孔中心線放樣。

        4.4 空載試運行

        安裝完成后應(yīng)進(jìn)行三次空載試運行,運行時測量電動機(jī)是否平穩(wěn),電流平衡度是否滿足要求,電氣設(shè)備有無發(fā)熱現(xiàn)象,限位裝置、保護(hù)裝置是否動作可靠,所有機(jī)械零件在運行時的噪音值是否滿足要求,市電和發(fā)電裝置是否能切換自如,測量閘門完全開啟或閉合時止水是否有效。

        5結(jié)論

        本文通過論述底驅(qū)式移動閘門在棗莊市薛城區(qū)過路防潮閘工程中的成功應(yīng)用,為類似工況下城市防洪提供了一個可行的方案,具有一定的借鑒參考作用。

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