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针对淤积较严重的地区,一般在坝前设挡沙(泥)槛和喇叭口。一是为了有效的挡住大的石块,二是当塌坝泄洪时,提高坝口位置的流速,可有效的让泥沙、水混合物直接随洪水冲至下游。
北方地区立坝蓄水是该坝的主要功能。立坝时间较长易淤积,但是钢坝是围绕底轴向下游倾倒,故塌坝时淤积的泥沙被水流冲向下游,不可能形成阻塞。另,行洪后我们会根据当地的泥沙含量分析出有多少量的淤沙(泥)沉淀在门体上,并通过淤沙(泥)量计算出升坝时需要的升坝力,充分考虑到升坝时克服淤沙(泥)的力量。
本工程在发电引水隧洞进水口设置一扇事故检修闸门。孔口尺寸为3.6m×3.6m;在隧洞出口的压力钢管两岔管处各设一个1.75米直径的蝶阀。设一放空洞兼作冲砂用,管径为φ1米,进口设计一扇检修闸门,出口处设-φ1.0m的闸阀。厂房尾水两孔共用一扇尾水钢闸门。本文就发电引水隧洞进水口事故检修闸门的优化设计作一介绍。
2.事故检修闸门的优化设计
2.1闸门主体结构优化
事故检修闸门为深孔式平面焊接钢闸门。闸门孔口尺寸为3.8m×3.8m,底坎高程212m,设计水头28m,总水压力3967KN,门重12.2t,采用单吊点。该闸门是目前抚州市已建中、小型工程中总水压力大的平面钢闸门。设计中考虑该闸门为事故检修用,平时使用很少,经优化比较,决定把闸门面板布置在下游面,顶、侧止水也布置在下游面,这样避免顶梁和边梁腹板受压,减少了顶梁和边梁腹板的厚度。闸门门体宽4.6m,高3.97m,厚0.9m,止水净宽3.9m,止水净高3.85m,面板厚14mm,闸门整体制造。闸门结构布置为4根主梁,主梁腹板直接焊接于面板上,不设下翼缘,大主梁高h=0.872m,3根工字钢作为水平次梁。
淤积问题
钢坝是一种特殊结构的坝闸形式,它没有底门槽和侧门槽,是门叶围绕底轴心旋转的结构。上游止水压在圆轴上,当坝竖起或倒下时,止水不离圆轴的表面,始终保持密封止水状态;侧面止水同样的原理,止水面始终不离开侧胸墙(不锈钢埋件或大理石),故淤沙(泥)不会影响钢坝的升坝和塌坝。
快速闸门的关闭时间,应满足机组和钢管的保护要求,快速闸门的下降速度,在接近底槛时,不宜大于5m/、min.
快速闸门启闭机,应能就地操作和远方操作,并应配有可靠电源和准确的开度指示控制器。
6、强度验算:对于闸门承重构件和连接件,应验算正应力和剪应力。在同时受较大正应力和剪应力作用处,尚应验算折算应力。
计算的大应力值不得超过容许应力的5%.
弧形闸门的纵向梁系和面板,可忽略其曲率影响,近似按直梁和平板进行验算。
7、刚度验算:应验算受弯构件的挠度。大挠度与计算跨度之比,不应超过下列数值:
(1)潜孔式工作闸门和事故闸门的主梁、1/750
(2)露顶式工作闸门和事故闸门的主梁、1/600
(3)检修闸门和拦污栅的主梁、1/500
(4)次梁、1/250
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