两种锚固形式的气动盾形闸门比较

1、两种锚固形式的气动盾形闸门比较 摘 要 本文分别从两种锚固形式的气动盾形闸门： 1、 平板形式 ;2 、楔形夹铸具形式 ; 所具有的共同点和不同点进行比 较。阐述了两种锚固形式的气动盾形闸门应用。【前言】气动盾形闸门系统起源于美国 OHI公司，1988年第一次应 用在美国新罕布什尔州，该产品已在美国、加拿大、欧洲、韩国 等发达国家得到普遍使用。 根据国外惯例， 气动盾形闸门系统分 为平板形式和楔形夹铸具两种形式。 2006年中国大陆第一座气 动盾形闸门系统自美国进口在北京大兴区新凤河使用， 采用楔形 夹铸具形式，至今运行良好。一、气动盾形闸门原理气动盾形闸门系统是利用空气压缩原理， 通过气袋充

2、气与排 气，使钢闸门升起与倒伏，以维持特定的水位高度。允许闸顶溢 流。闸门全开时，门体全部倒卧在河底，可高效泄水，不影响景 观和通航。闸门全关闭时，可以蓄水，超过设定水位时，可形成 溢流景观。气动盾形闸门两种锚固形式的定义：（一）平板形式的气动盾形闸门定义气囊端部钻孔， 气囊通过所钻孔套在预埋在混凝土的螺栓端 部，再用平面带孔钢板栓接压在气囊上， 气囊自带铰链盖板连接 闸门挡水。见左示意图。（二）楔形夹铸具形式气动盾形闸门定义气囊端部不钻孔， 而是采用楔形的形式， 通过夹铸具压紧气 囊楔形和铰链盖板楔形，铰链盖板连接闸门挡水。见左示意图。二者的相同点比较：（ 1）工作原理相同 ; 两种形式的气

3、动盾形闸门均为通过气囊 充、放气达到控制闸门起伏。（2）预埋的管路相同 ; 两种形式的气动盾形闸门均需要预埋 充、排气管路。（3）金属结构闸门形式相同 ; 两种形式的气动盾形闸门所连 接金属结构闸门形式是一样的。均通过铰链盖板传力到地基。（ 4）动力系统形式相同 ; 两种形式的气动盾形闸门均采用空 气压缩机供气 ; 控制部件采用相同的形式。（5）控制部件形式相同：两种形式气动盾形闸门系统均可布置PLC控制柜和机械管路控制柜。（ 6）控制方式相同 ; 两种形式的气动盾形闸门均具有通过手 工现地控制、PLC现地控制、远程控制的模式。（7）闸下通气形式相同 ; 两种形式的气动盾形闸门均采用 门顶安装

4、破波板实现闸下通气，以防止真空振动。（8）闸门间止水形式相同 ; 两种形式的气动盾形闸门均采 用平面间止缝止水。（9）闸门两侧止水形式相同 ; 两种形式的气动盾形闸门均 采用 L 型的侧止缝， 通过两侧的闸墩板配合止水。 亦可安装双向侧止缝进行止水，实现双向挡水的目的（10）闸门根部止水和连接形式相同 ; 两种形式的气动盾形 闸门根部均采用铰链盖板连接， 并通过铰链盖板和气囊的复合实 现根部止水。（11）混凝土地基适应性相同 ; 两种形式的气动盾形闸门预 埋主螺栓都是均布在混凝土地基中，对混凝土地基适应性相同。 对地基要求均不高。（12）大跨度河道：两种形式的气动盾形闸门均适用于大跨 度河道，

5、模块化的设计，理论上河道可以无限宽度，而且中间不 需要闸墩。二者的不同点比较：（ 1）埋件组成不同 ; 平板形式的气动盾形闸门埋件仅由主锚 栓和底梁、抑制带锚栓组成 ; 楔形夹铸具形式的气动盾形闸门埋 件比较复杂， 由主锚栓、 底梁、根部埋件、楔部埋件、 中部埋件、 安装专用钢模具及抑制带锚栓组成。（2）埋件制造难以程度不同 ; 平板形式的气动盾形闸门埋件 仅由主锚栓和底梁，加工比较简单 ; 楔形夹铸具形式的气动盾形 闸门埋件，特别是根部埋件、楔部埋件、安装专用刚模具，均是 异型部件的薄钢板，加工比较困难，焊接变形校正量比较大，埋 件的制造难度比较大。（3）气囊形状不同 ; 平板形式的气动盾形

6、闸门气囊受力端为 孔连接形式 ; 楔形夹铸具形式的气动盾形闸门气囊受力端为楔形的形式。（ 4）气囊制造周期不同 ; 平板形式的气动盾形闸门气囊端部 相对复杂， 制造周期偏长。 楔形夹铸具形式的气动盾形闸门气囊 楔形端简单，制造周期短。一般比平板形式气囊制造周期缩短 30%左右的时间。（5）安装锚固形式不同 ; 平板形式的气动盾形闸门锚固采 用平板压在气囊上的办法，通过铰链盖板连接闸门挡水 ; 楔形夹 铸具形式的气动盾形闸门采用夹铸具夹紧铰链盖板和气囊， 通过 铰链盖板连接闸门挡水。（ 6）气囊受力情况不同 ; 平板形式的气动盾形闸门气囊通过 孔连接在主锚栓上，造成孔局部受力偏大，往复运行时间久

7、了， 特别是山区河道，水压力比较大时，容易在气囊钻孔处漏气。楔 形夹铸具形式的气动盾形闸门气囊受到铰链盖板均布的压力和 混凝土表面均布的支撑力， 受力状况比较理想。 在受到较大的水 压力时，楔形越拉越紧，气囊密封更好。（ 7）安装周期不同 ; 平板形式的气动盾形闸门由于埋件种类 偏少，安装周期比楔形气动盾形闸门缩短约 10%左右的时间。（ 8）安装适应性不同 ; 平板形式的气动盾形闸门气囊孔和预 埋的主锚栓是对应关系， 一旦某个锚栓位置或者两侧闸墩板位置 错误，将导致很大的返工量，甚至一些部件报废。楔形夹铸具形 式的气动盾形闸门由于其楔形型腔的连续性， 整套闸门系统可以 沿主锚栓方向移动， 方

8、便安装的左右调节， 夹铸具形式安装适应性更强（ 9）适用的挡水高度和环境不同 ; 根据以往运行多年的成功 案例，平板形式的气动盾形闸门适用于挡水高度 3 米以下的平原 水流偏小的河道， 对于水流偏大的山区河道， 气动盾形闸门宜采 用安全系数更高的传统的楔形夹铸具形式 ; 楔形夹铸具形式的气 动盾形闸门可适用于任何挡水高度的河道（ 3 米水头以上仅能采 用楔形气动盾形闸门系统）。从国内情况看，自挡水高度 0.35 米（三块石项目）至 8 米（贵阳南明河项目）均有工程案例。二、结束语以上为笔者 10 余年的参与气动盾形闸门系统的工作经验， 总结了平板形式的气动盾形闸门和楔形夹铸具形式的气动盾形 闸门相同点和不同点。楔形夹铸具气动盾形闸门为原始传统设 计，