一种自控式钢面板坝.pdf

一种自控式钢面板坝，基础部分为横跨河道的矩形混凝土水箱并设有浮球室，水箱顶部两侧设有支撑座，水箱相设有进水孔、出水孔并分别与浮球室相通，浮球室外侧壁设有进水口、出水口，浮球室内设有阻滑坎；挡水坝部分为由三块矩形钢板通过两个钢铰组成的可折叠三节钢面板坝，钢面板坝的两边分别固定于水箱顶部的两个支撑座上；浮球部分由浮球、浮球杆和止水橡胶组成，垂直的浮球杆从浮球室内阻滑坎的中心孔穿过，浮球和止水橡胶分别固定于浮球杆的上下端，给排水部分包括进水管、进水阀、水泵、出水管和出水阀。本实用新型的优点是：该钢面板坝结构简单、施工难度低，主要部件可工厂预制，建设周期短，成本低，在工程上具有较好的经济适用性。

权利要求书
1.  一种自控式钢面板坝，其特征在于：横向设置于两岸岩体之间，包括基础部分、挡水坝部分和浮球控制部分，基础部分为横跨河道的矩形混凝土水箱，水箱设置于河床以下，水箱位于下游一方的侧壁上设有浮球室，水箱顶部的两侧分别设有钢面板坝支撑座，水箱相邻浮球室的侧壁中部设有进水孔、底部设有出水孔并分别与浮球室相通，浮球室外侧壁中部设有进水口、底部设有出水口，进水口与进水孔位于同一平面，出水口与出水孔位于同一平面，浮球室内进水口与进水孔上部设有阻滑坎，阻滑坎中间设有中心孔；挡水坝部分为由三块矩形钢板通过两个钢铰组成的可折叠三节钢面板坝，钢面板坝的两边分别固定于水箱顶部的两个支撑座上，第一节钢面板的宽度与水箱的宽度相同，第一节钢面板与第二个钢铰之间设有锁链，三节钢面板坝折叠至最低位置时呈水平状态且与河床持平；浮球控制部分包括浮球部分和给排水部分，浮球部分由浮球、浮球杆和止水橡胶组成，垂直的浮球杆从浮球室内阻滑坎的中心孔穿过，浮球和止水橡胶分别固定于浮球杆的上下端，当止水橡胶位于最低位置时其将浮球室内侧壁上的出水口与出水孔封闭，当止水橡胶位于最高位置时其将浮球室内侧壁上的进水口和封闭，给排水部分包括进水管、进水阀、水泵、出水管和出水阀，进水管经水泵与浮球室的进水口连接，出水管与浮球室的出水口连接，进水阀和出水阀分别设置于与河面持平的位置。

说明书一种自控式钢面板坝
技术领域
本实用新型是一种水利工程领域挡水建筑物，特别是一种自控式钢面板坝。
背景技术
据统计，全国流域面积在100-1000平方公里范围内的河流有50000余条，其中很大一部分位于山区。山区河流具有水量时空分布不均的特点，冬夏季流量差异极大，可达数百倍。目前水利工程中的挡泄水设施常使用闸门，其可以安装于溢流坝段、岸边溢洪道、泄水孔、水工隧洞等水工建筑物上，以拦截水流，控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等为目的。传统的闸门是一个系统工程，包括门叶、埋固部分、启闭机械、闸墩、闸室、交通桥等诸多附属结构。其中门叶又包括承重结构、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。总体来说，闸门具有设计复杂，具有施工难度及成本较高等缺点。而且闸墩在洪水期泄水时会产生较大的行洪阻力，影响河道内的水流条件。因此，对于平常流量较小、水位较低，洪水期流量显著增大，对行洪要求较高的山区河流，提出了一种自控式钢面板坝。这种自控式钢面板坝可以通过水泵任意调节坝体升起高度，并在泄水时可以完全落入河床内。与普通水闸相比具有洪水期泄水充分，不影响行洪的优点。相对于已经投入使用的橡胶板，其具有耐磨的特点，更适用于在水流泥沙含量较高的山区推移质河床河流上使用。这种自控式钢面板坝通过人工充水，自动泄水的方式进行控制，充分考虑了山区推移质河流的特点，是一种具备多功能的低影响生态水工建筑物，符合以水环境和水生态保护以及景观和娱乐环境营造为目的的河流综合整治的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的旨在针对上述存在问题，提供一种自控式钢面板坝，该自控式钢面板坝结构简单、施工难度低，主要部件采用工厂预制的形式，使建设周期大大幅缩短，成本较低，在工程上具有较好的经济适用性，特别适用于平时流量小，水位低，在洪水期流量大，对行洪能力要求较高的山区推移质河流。
本实用新型的技术方案：
一种自控式钢面板坝，横向设置于两岸岩体之间，包括基础部分、挡水坝部 分和浮球控制部分，基础部分为横跨河道的矩形混凝土水箱，水箱设置于河床以下，水箱位于下游一方的侧壁上设有浮球室，水箱顶部的两侧分别设有钢面板坝支撑座，水箱相邻浮球室的侧壁中部设有进水孔、底部设有出水孔并分别与浮球室相通，浮球室外侧壁中部设有进水口、底部设有出水口，进水口与进水孔位于同一平面，出水口与出水孔位于同一平面，浮球室内进水口与进水孔上部设有阻滑坎，阻滑坎中间设有中心孔；挡水坝部分为由三块矩形钢板通过两个钢铰组成的可折叠三节钢面板坝，钢面板坝的两边分别固定于水箱顶部的两个支撑座上，第一节钢面板的宽度与水箱的宽度相同，第一节钢面板与第二个钢铰之间设有锁链，三节钢面板坝折叠至最低位置时呈水平状态且与河床持平；浮球控制部分包括浮球部分和给排水部分，浮球部分由浮球、浮球杆和止水橡胶组成，垂直的浮球杆从浮球室内阻滑坎的中心孔穿过，浮球和止水橡胶分别固定于浮球杆的上下端，当止水橡胶位于最低位置时其将浮球室内侧壁上的出水口与出水孔封闭，当止水橡胶位于最高位置时其将浮球室内侧壁上的进水口和封闭，给排水部分包括进水管、进水阀、水泵、出水管和出水阀，进水管经水泵与浮球室的进水口连接，出水管与浮球室的出水口连接，进水阀和出水阀分别设置于与河面持平的位置。
本实用新型的工作原理：该钢面板坝利用下游水位低于一定高度时，使水面浮球高度降低，控制止水橡胶打开进水阀门，关闭出水阀门，并通过人工控制水泵，向面板坝下部水箱充水，将钢坝顶起挡水的新型挡水建筑物。当下游水位升高时，可以将充满水箱内部的水排出，释放水头压力，使钢坝自然落下，达到泄水的效果。
本实用新型的有益效果是：
该自控式钢面板坝具有标准化生产、质量可靠的特点，利用人工水泵充水和浮球连杆装置自动泄水；在挡水期，钢面板能承受推移质泥沙颗粒的磨损和冲击影响；在洪水期，预制钢面板回落后能避免泥沙淤积对结构物影响，且对河道行洪无影响，同时浮球系统可自动调节下游管道泄水。该自控式钢面板坝结构简单、施工难度低，主要部件采用工厂预制的形式，使建设周期大大幅缩短，成本较低，在工程上具有较好的经济适用性，特别适用于平时流量小，水位低，在洪水期流量大，对行洪能力要求较高的山区推移质河流。
附图说明
图1为挡水状态下钢面板坝结构示意图。
图2为泄水状态下钢面板坝结构示意图。
图3为该钢面板坝俯视结构示意图。
图中：1.河床，2.水箱，3浮球室，4.支撑座，5.进水孔，6.出水孔， 7.进水口，8.出水口，9.阻滑坎，10.钢面板坝，11.锁链12.浮球，13.浮球杆，14.止水橡胶，15.进水管，16.进水阀，17.水泵，18.出水管，19.出水阀。
具体实施方式
实施例：
一种自控式钢面板坝，如图1-3所示，横向设置于两岸岩体之间，包括基础部分、挡水坝部分和浮球控制部分，基础部分为横跨河道的矩形混凝土水箱2，水箱2设置于河床1以下，水箱位于下游一方的侧壁上设有浮球室3，水箱2顶部的两侧分别设有钢面板坝支撑座4，水箱相邻浮球室3的侧壁中部设有进水孔5、底部设有出水孔6并分别与浮球室3相通，浮球室3外侧壁中部设有进水口7、底部设有出水口8，进水口7与进水孔5位于同一平面，出水口8与出水孔6位于同一平面，浮球室3内进水口8与进水孔6上部设有阻滑坎9，阻滑坎9中间设有中心孔；挡水坝部分为由三块矩形钢板通过两个钢铰组成的可折叠三节钢面板坝10，钢面板坝10的两边分别固定于水箱2顶部的两个支撑座4上，第一节钢面板的宽度与水箱的宽度相同，第一节钢面板与第二个钢铰之间设有锁链11，三节钢面板坝折叠至最低位置时呈水平状态且与河床1持平；浮球控制部分包括浮球部分和给排水部分，浮球部分由浮球12、浮球杆13和止水橡胶14组成，垂直的浮球杆13从浮球室内阻滑坎9的中心孔穿过，浮球12和止水橡胶14分别固定于浮球杆13的上下端，当止水橡胶14位于最低位置时其将浮球室内侧壁上的出水口8与出水孔6封闭，当止水橡胶14位于最高位置时其将浮球室内侧壁上的进水口7和进水孔5封闭，给排水部分包括进水管15、进水阀16、水泵17、出水管18和出水阀19，进水管15经水泵17与浮球室的进水口8连接，出水管18与浮球室的出水口6连接，进水阀16和出水阀19分别设置于与河面持平的位置。
该实施例中，河宽8m，平均最高水位3m，并以此为基本信息，拟定钢面板坝的具体尺寸。钢面板坝分三节，长度分别为第1节5m，第2节1.8m，第3节1.8m，钢面板坝部分钢材厚度为100mm，采用的钢材型号均为Q345。当钢坝处于顶升状态时，总高度为3.4m，考虑在风作用下的波浪爬高以及安全加高，取超高值0.2m，即钢坝总高度为3.2m。
对于本例中的自控式钢面板坝，几乎所有构件都可以在工厂内预制。施工步骤如下：1)预制钢面板，通过铰支座和钢铰装配成整体，然后运到施工现场；2)非洪水期截流后，开挖浇筑混凝土水箱，铺设管道；3)安装浮球、连接杆结构等浮球系统；4)安装钢面板，设置锁链。