选定门型方案：翻转式弧形闸门的选型分析与推荐

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：经过认真比对笔者认为翻转式弧形闸门更适合广州黄埔涌水闸，因此推荐该方案为首选方案，经过专家的比选和评审，最终确定翻转式弧形闸门作为泄水闸的选定门型。因此，船闸中常用的人字门、一字门、下沉门等门型就不适合，结合功能与景观的要求，这里设计了垂直升船机和翻板式闸门两个方案进行比较。

1.泄水闸闸门形式比选

根据以上原则，作为挡水结构的闸门在整个水闸中占有举足轻重的作用，从满足环境景观规划要求和建筑物外观与周围环境相协调这两条原则出发，在近百米的河道上布置多孔小跨度闸门是不合适的，而且中间设置多个闸墩，也不利于行洪排涝。因此，确定采用大跨度闸门。从国内外已建的几种大跨度闸门形式中，比选了以下3种适合该项目泄水闸的门型：翻板式闸门，底轴驱动式翻板闸门，圆拱形钢闸门。

翻板式闸门底部设有多个可转动支承铰，全关时，门叶与底面成60°角向外江倾斜，开启时，门叶绕支承铰转动下卧至平躺位置。底轴驱动式翻板闸门由底轴直接驱动旋转，转角范围0°～90°，全关时，门叶呈铅垂状，全开时，门叶向外江卧倒呈水平状。上述这两种门型其结构特点具有开启速度较快，并可以部分开启运行的优点，对调节和控制涌内水位，排放漂浮物等都十分方便。同时闸门全开时门叶与河床底面齐平，对航运不产生影响。由于大部分水工建筑物和金属结构设施均置于水面或地面以下，水闸建成后不仅对该地区原有的景观风貌不产生影响，而且还可利用建筑装璜，使水闸成为一道新颖的风景。特别是底轴驱动式翻板闸门方案，可以做到河中无闸墩，当闸门开启时，整个河面与自然河流一样，无人工雕琢痕迹，水闸溶于自然之中，显得格外协调。但这两种门型的缺点也是明显的，它们对清淤要求较高，若水闸底部淤积较严重则会影响闸门启闭，需要设置冲淤系统并定期清淤，其操作程序复杂，而且闸门门叶与转轴部分长期置于水下，不便于维护。

圆拱形钢闸门门叶呈圆拱形，在门叶两端各设一个支铰，绕支铰转动启闭闸门。全开时，门叶向上开启50°，大部分露出水面，因此对门体的维护比较方便。由于其门型曲线流畅，当全开时，远远望去，河面上像两道弯弯的彩虹，别具一格。当拱门承受荷载时，闸门只产生轴向力，以较小的梁高就可以满足强度和刚度要求，耗材省，较经济。但对于跨度较大的拱门，拱半径的增加使得闸门和启闭机的工程量增加。而且由于本工程闸门需要双向挡水，当拱门承受反向荷载时，支铰承受较大的拉力，使闸墩结构尺寸较大。

以上三种门型各有优缺点，而且在国内已有应用实例，但都存在较明显的缺陷，为此，通过进一步的研究和探索，拓展思路，最终开拓出第四套方案——翻转式弧形闸门。

翻转式弧形闸门结构类似一般弧形钢闸门，其结构特点具有开启速度较快，可以部分开启运行且水流流态好的优点，便于调节和控制水位，在孔口两侧各设一个支铰，闸门两侧设支臂与支铰相连，绕支铰转动启闭闸门，闸门全开时，门叶可向上开启近90°，整个闸门基本上全部可露出水面，对门体的维护和检修都比较方便。由于闸门结构与启闭设备布置紧凑，水工建筑物的布置也相对简单，对该地区原有的景观风貌不产生影响，而且还可利用建筑装璜，使水闸成为一道靓丽的风景，均能满足所有的设计原则。

经过认真比对笔者认为翻转式弧形闸门更适合广州黄埔涌水闸，因此推荐该方案为首选方案，经过专家的比选和评审，最终确定翻转式弧形闸门作为泄水闸的选定门型。

2.船闸闸门形式比选

根据黄埔涌通航要求只通行小型游船，北闸及南闸的船闸均为单线一级船闸，每次通航只通行一艘游船。船闸闸门除满足通航要求外还兼作挡潮闸，需承受双向水头。因此，船闸中常用的人字门、一字门、下沉门等门型就不适合，结合功能与景观的要求，这里设计了垂直升船机和翻板式闸门两个方案进行比较。

从满足旅游观光小游艇的通航角度看，垂直升船机是较好的选择，它可以增加旅游的趣味性，但其整体结构和操作较复杂，工程量大。而翻板闸门其底部设有可转动支承铰，开启时，门叶可以绕支承铰转动后下卧至与闸底板平齐，且开启速度快，易于操作，其水工建筑物结构也较简单，工程量远小于升船机。经过比较后决定采用翻板式闸门作为船闸的工作闸门。

选定门型方案：翻转式弧形闸门的选型分析与推荐

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