液壓翻板閘門學術名稱為底軸驅動翻轉閘門(見圖1),底軸兩端穿過邊墻向外延展與閘板兩側液壓啟閉系統相連接,由液壓啟閉系統提供動力,驅動拐臂形成扭矩,使閘板以底軸為軸心轉動實現閘門啟閉的閘型。位于啟閉機房的液壓鎖定設備決定了閘門的開啟角度,閘門的開度范圍一般為 0° ~ 90°的任意角度,可以實現任意高度擋水。整體工程由閘底板等混凝土工程、鋼閘板、液壓啟閉系統等組成。由于閘門底軸需要與外墻內的液壓啟閉系統相連,同時底軸兩側由于扭矩問題需要設置中墩類的啟閉機房,導致該類閘門土建工程量較大。壩面采用單跨連體結構,無其他支撐機構,可以在任意角度內停留,實現任意角度擋水。但由于連體結構影響,閘板需要同升同降,無法靈活交替操作閘門啟閉實現良好的沖砂排淤效果[4] 。視上下游水利條件不同,閘門運行速度可達到 1 m/min ~2 m/min,升壩降壩速度快,當閘門全部關閉處于垂直 90°角時可實現溢流達到河道景觀效果。由于鋼壩閘為剛性結構,且底轉軸與門體為一整體,抗基礎變形能力差。受啟閉系統及地基要求影響,單跨閘門不易過長,否則驅動底軸尺寸太大,安全風險及經濟成本過高。一般單跨控制在40 m 以內,河道較寬時需要設置中墩及檢修廊道,工程量巨大,且由于中墩閘室難以實現完全密封,導致行洪期容易漏水進而造成閘室存水腐蝕啟閉機[5] 。
1. 2 翻板閘
傳統的翻板閘又名水力自動翻板閘(見圖 2),該閘門借助上下游水位的變化,通過兩側水壓力以及自身重力的雙重作用,借助力矩平衡原理,在壓力平衡的情況下實現閘門啟閉的閘型。當河道上游水位高于閘門一定高度(5 cm ~ 30 cm)時,閘門自動開啟;當河道水位降低,閘門逐漸關閉,開始蓄水。
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該類閘門升降速度靠水位差調節。由于該類閘門的啟閉完全依靠上下游水位等自然因素,這也就導致該閘門容易被河道中的漂浮物卡阻,也會導致上游泥沙淤積,造成在汛期不能正常翻板從而影響防洪安全。當洪水過后,翻板門往往被異物卡住,導致無法行使正常蓄水工作。
液壓控制翻板閘是在水力自動翻板閘門技術基礎上,部分利用其原有結構而優化出的升級產品,在一定程度上解決了傳統水力自動翻板閘無法根據實際需要控制閘門開啟角度,導致在運行期間容易卡阻所帶來的行洪安全問題及蓄水功能缺失問題,以及閘板在自動啟閉過程中的強烈拍擊及受到水流中雜物撞擊時容易損壞的問題。液壓控制翻板閘們按其啟閉方式分為中軸式翻板閘、前傾式翻板閘與后仰式翻板閘。中軸式翻板閘結構形式與傳統水利自動翻板閘類似,但驅動力的來源由上下游水位差形成的驅動力更改為液壓外力驅動。液壓控制翻板閘亦需要建立支墩構筑物,且每一扇閘門均需要兩側設置兩個支撐墩,閘門開啟時閘體平行于閘底板,閘門上下同時形成過水狀態,閘體金屬結構將受到過水帶來的復雜水力影響,這會對閘門本體金屬結構造成一定的沖擊,減低使用壽命的同時對河道泄洪量及河道景觀效果會有一定程度影響 [6] 。
