一种通航河道超大跨度挡潮闸门的制作方法

1.本实用新型涉及挡潮闸门技术领域，尤其涉及一种通航河道超大跨度挡潮闸门。


背景技术：

2.水闸是各种河道上的重要水工建筑物，通过开启或关闭闸门，人为控制上下游水位和流量，实现挡潮、防洪、泄洪、水景观和水资源调度等目的。
3.在江海交汇处，海上航运兴起，带动了商业繁华，发展成很多的大型乃至特大型城市，如纽约、东京、上海等，集聚了大量的人口和社会财富。该类地区长期饱受上游洪水下泄、下游潮位顶托、区域内涝和台风侵蚀等多重影响，持续发展的地面沉降、海平面上升的趋势，进一步加剧了不利影响，特别是近几十年来，极端天气和风暴潮频发，导致损失越来越严重，兴建河口挡潮闸门的需求越来越迫切。
4.然而，由于巨型轮船的通航要求，挡潮闸门必须具有超大跨度和超高净空的特点，这样对闸门布置提出了更高的要求。
5.为此，本技术人经过有益的探索和研究，找到了解决上述问题的方法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。


技术实现要素：

6.本实用新型所要解决的技术问题在于：针对现有技术的不足而提供一种通航河道超大跨度挡潮闸门。
7.本实用新型所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：
8.一种通航河道超大跨度挡潮闸门，包括：
9.构筑在河道的左、右岸边处且位于河道中央挡潮位置的左、右侧的左、右门槽；
10.浮箱式挡潮闸门体，所述浮箱式挡潮闸门体通过拖船运送至河道中央挡潮位置处且其左、右侧部分别对应地插入所述左、右门槽内，并由所述左、右门槽对所述浮箱式挡潮闸门体的左、右侧部进行限位；以及
11.设置在所述浮箱式挡潮闸门体内的用于对所述浮箱式挡潮闸门体内部进行注水或排水的注排水系统，所述注排水系统通过控制所述浮箱式挡潮闸门体的内部水量来控制所述浮箱式挡潮闸门体的浮沉状态。
12.在本实用新型的一个优选实施例中，所述浮箱式挡潮闸门体呈鱼腹式结构，其位于河道中央的门体部分的厚度大，其靠近河道边岸的门体部分的厚度小。
13.在本实用新型的一个优选实施例中，所述浮箱式挡潮闸门体内沿竖直方向间隔设置有若干水平隔板，所述若干水平隔板将所述浮箱式挡潮闸门体的内部分隔成若干层叠布置的浮箱层，每一浮箱层内设置有若干纵横交错的竖向隔板，所述若干纵横交错的竖向隔板将所述浮箱层的内部分隔成若干独立密封的浮箱仓，所述注排水系统可单独向每一浮箱仓进行注水或排水，控制每一浮箱仓的水量。
14.在本实用新型的一个优选实施例中，在所述左、右门槽的顶面周缘处设置有至少
一左、右系船柱，在所述浮箱式挡潮闸门体的左、右侧部的顶部内设置有至少一左、右闸门卷扬机；当所述浮箱式挡潮闸门体运送至河道中央挡潮位置处时，每一左、右闸门卷扬机的左、右缆绳的一端套捆在对应的左、右系船柱上，通过控制左、右闸门卷扬机使得所述浮箱式挡潮闸门体的左、右侧部依次导入所述左、右门槽内。
15.在本实用新型的一个优选实施例中，在所述浮箱式挡潮闸门体的左、右侧部的外侧面上设置有左、右弧形导向块，所述左、右弧形导向块用于将所述浮箱式挡潮闸门体的左、右侧部引导至所述左、右门槽内。
16.在本实用新型的一个优选实施例中，所述左、右门槽的挡潮侧边角呈圆弧状。
17.在本实用新型的一个优选实施例中，在所述左门槽的挡潮侧内侧面、非挡潮侧内侧面上对称开设有沿竖直方向延伸的第一、第二左定位凹槽，在所述右门槽的挡潮侧内侧面、非挡潮侧内侧面上对称开设有沿竖直方向延伸的第一、第二右定位凹槽；当所述浮箱式挡潮闸门体的左、右侧部插入所述左、右门槽内后，在所述第一、第二左定位凹槽内嵌入第一、第二左定位塞，通过所述第一、第二左定位塞对所述浮箱式挡潮闸门体的左侧部进行定位，在所述第一、第二右定位凹槽内嵌入第一、第二右定位塞，通过所述第一、第二右定位塞对所述浮箱式挡潮闸门体的右侧部进行定位。
18.在本实用新型的一个优选实施例中，当处于非挡潮期间时，所述左门槽内设置有左检修门，所述左检修门的两侧部分别嵌设在所述第一、第二左定位凹槽内，通过抽干左门槽内的水体，可对左门槽进行干作业或检修，所述右门槽内设置有右检修门，所述右检修门的两侧部分别嵌设在所述第一、第二右定位凹槽内，通过抽干右门槽内的水体，可对右门槽进行干作业或检修。
19.在本实用新型的一个优选实施例中，所述左检修门由若干由下至上依次层叠的左浮箱梁构成，所述右检修门由若干由下至上依次层叠的右浮箱梁构成。
20.在本实用新型的一个优选实施例中，在所述左门槽的非挡潮侧内侧面位于所述第二左定位凹槽的一侧设置有左止水橡胶密封条，在所述右门槽的非挡潮侧内侧面位于所述第二右定位凹槽的一侧设置有右止水橡胶密封条。
21.在本实用新型的一个优选实施例中，在所述浮箱式挡潮闸门体的底面上沿水流方向间隔设置有若干底部止水结构。
22.在本实用新型的一个优选实施例中，所述底部止水结构为可更换的高压气囊或橡胶止水条。
23.由于采用了如上技术方案，本实用新型的有益效果在于：
24.1.本实用新型为单孔整扇浮箱式闸门，其跨度可达百米，通过排水和充水实现浮沉和浮运，可快速实现重要航道遭遇极端天气时的挡潮要求；
25.2.本实用新型采用浮箱式挡潮闸门体，并设置有导向装置和定位装置，不仅解决浮运问题，而且实现门槽内启闭，易定位，另外闸门底板不设轨道，闸门移动不会卡阻，解决了巨型闸门的一系列困难；
26.3.本实用新型通过调整独立封闭的浮箱仓的充排水顺序，并通过导向装置进行纠偏，以此来解决闸门浮运或安装时的倾斜、安全等问题；
27.4.本实用新型的左、右门槽内可设置左、右检修门，实现门槽内无水环境的检修；同时，左、右检修门采用浮箱叠梁门，充分利用了静水启闭的条件，可逐扇下压、逐扇浮起，
以大幅度降低启吊荷载和高度；
28.6.本实用新型采用浮船坞来检修大跨度闸门，充分利用社会资源，减少检修设施，降低检修难度，又或者利用浮船坞，将闸门从岸边工厂运出或运进工厂检修，实现闸门大修。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本实用新型的平面就位过程的示意图。
31.图2是本实用新型的浮箱式挡潮闸门体的右侧部插入右门槽时的平面示意图。
32.图3是本实用新型的浮箱式挡潮闸门体的右侧部插入右门槽时的立面示意图。
33.图4是本实用新型的浮箱式挡潮闸门体的左侧部插入左门槽时的平面示意图。
34.图5是本实用新型的浮箱式挡潮闸门体的左侧部插入左门槽时的立面示意图。
35.图6是本实用新型处于挡潮工况下的平面示意图。
36.图7是本实用新型处于挡潮工况下的立面示意图。
37.图8是本实用新型的浮箱式挡潮闸门体的横向剖视图。
38.图9是图8的a-a向剖视图。
39.图10是图8的b-b向剖视图。
40.图11是本实用新型的浮箱式挡潮闸门体的左侧部插入左门槽时的局部放大示意图。
41.图12是本实用新型处于挡潮工况下的左门槽处局部放大示意图。
42.图13是本实用新型处于挡潮工况下的右门槽处局部放大示意图。
43.图14是本实用新型检修时的示意图。
44.图15是本实用新型的左、右检修门的结构示意图。
45.图16是本实用新型的左、右止水橡胶密封条的安装示意图。
46.图17是本实用新型的浮箱式挡潮闸门体的纵向结构示意图。
具体实施方式
47.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
48.参见图1至图7，图中给出的是一种通航河道超大跨度挡潮闸门，包括左、右门槽100a、100b、浮箱式挡潮闸门体200以及注排水系统(图中未示出)。
49.左、右门槽100a、100b构筑在河道的左、右岸边处且位于河道中央挡潮位置的左、右侧，其用于对浮箱式挡潮闸门体200的左、右侧部进行限位。
50.浮箱式挡潮闸门体200通过拖船运送至河道中央挡潮位置处且其左、右侧部分别对应地插入左、右门槽100a、100b内。浮箱式挡潮闸门体200呈鱼腹式结构，其位于河道中央的门体部分的厚度大，其靠近河道边岸的门体部分的厚度小。参见图8至图9，浮箱式挡潮闸
门体200内沿竖直方向间隔设置有若干水平隔板210，若干水平隔板210将浮箱式挡潮闸门体200的内部分隔成若干层叠布置的浮箱层，每一浮箱层内设置有若干纵横交错的竖向隔板220，若干纵横交错的竖向隔板220将浮箱层的内部分隔成若干独立密封的浮箱仓201。
51.注排水系统设置在浮箱式挡潮闸门体200内，其用于对浮箱式挡潮闸门体200内部进行注水或排水，具体为可单独向每一浮箱仓201进行注水或排水，控制每一浮箱仓201的水量，从而通过控制浮箱式挡潮闸门体200的内部水量来控制浮箱式挡潮闸门体200的浮沉状态。
52.在左、右门槽100a、100b的顶面周缘处间隔设置有若干左、右系船柱110a、110b，在浮箱式挡潮闸门体200的左、右侧部的顶部内设置有若干左、右闸门卷扬机(图中未示出)。当浮箱式挡潮闸门体200运送至河道中央挡潮位置处时，每一左、右闸门卷扬机的左、右缆绳210a、210b的一端套捆在对应的左、右系船柱110a、110b上，通过控制左、右闸门卷扬机使得浮箱式挡潮闸门体200的左、右侧部依次导入左、右门槽100a、100b内。
53.在浮箱式挡潮闸门体200的左、右侧部的外侧面上设置有左、右弧形导向块220a、220b，左、右弧形导向块220a、220b用于将浮箱式挡潮闸门体200的左、右侧部引导至左、右门槽100a、100b内。
54.左、右门槽100a、100b的挡潮侧边角呈圆弧状，防止浮箱式挡潮闸门体200在进入时碰撞，造成浮箱式挡潮闸门体200损坏。
55.在左门槽100a的挡潮侧内侧面、非挡潮侧内侧面上对称开设有沿竖直方向延伸的左定位凹槽120a、130a，在右门槽100b的挡潮侧内侧面、非挡潮侧内侧面上对称开设有沿竖直方向延伸的右定位凹槽120b、130b。当浮箱式挡潮闸门体200的左、右侧部插入左、右门槽100a、100b内后，在左定位凹槽120a、130a内嵌入左定位塞121a、131a，通过左定位塞121a、131a对浮箱式挡潮闸门体200的左侧部进行定位，如图12所示。在右定位凹槽120b、130b内嵌入右定位塞121b、131b，通过右定位塞121b、131b对浮箱式挡潮闸门体200的右侧部进行定位，如图13所示。
56.参见图1至图7，本实用新型的浮箱式挡潮闸门体200的平面就位操作方法如下：
57.浮箱式挡潮闸门体200上设置的左、右弧形导向块220a、220b作为导向装置，并兼作闸门垂直度调整装置，左、右门槽100a、100b外侧岸上设置的左、右系船柱110a、110b采用左、右闸门卷扬机向左、右门槽100a、100b方向拉动浮箱式挡潮闸门体200，一方面通过左、右弧形导向块220a、220b，一方面逐步调整浮箱式挡潮闸门体200的垂直度，先将浮箱式挡潮闸门体200的右侧部导入右门槽100b，再将浮箱式挡潮闸门体200的左侧部拉入左门槽100a，完成平面就位。
58.浮箱式挡潮闸门体200的垂直度调整如下：
59.1.初调：浮箱式挡潮闸门体200利用其内形成的多排浮箱仓201控制其漂浮状态，并调整浮箱仓201的注排水次序，初步控制浮箱式挡潮闸门体200的垂直倾斜角，以保证浮运的稳定；
60.2.精调：在浮箱式挡潮闸门体200进入右门槽100b或左门槽100a前，平面就位后，通过右弧形导向块220b或左弧形导向块220a进行导向，再拉动浮箱式挡潮闸门体200顶部完成垂直度调整；
61.3.闸门垂直就位：向浮箱式挡潮闸门体200的浮箱仓201进行注水，使得浮箱式挡
潮闸门体200下沉至闸底板上进行挡水；
62.4.闸门定位：浮箱式挡潮闸门体200平面和垂直就位后，放入定位塞，固定闸门位置，防止由于水位差、波浪引起的闸门倾斜及顺水流向移动，同时通过左弧形导向块200a顶紧左门槽100a的侧墙和拉紧缆绳，控制闸门垂直水流向移动，如图11所示。
63.参见图14，当处于非挡潮期间时，左门槽100a内设置有左检修门140a，左检修门140a的两侧部分别嵌设在左定位凹槽120a、130a内，通过抽干左门槽100a内的水体，可对左门槽100a进行干作业或检修。右门槽100b内设置有右检修门140b，右检修门140b的两侧部分别嵌设在右定位凹槽120b、130b内，通过抽干右门槽100b内的水体，可对右门槽100b进行干作业或检修。左检修门140a由若干由下至上依次层叠的左浮箱梁141a构成，右检修门140b由若干由下至上依次层叠的右浮箱梁141b构成，如图15所示。
64.本实用新型充分利用左、右检修门140a、140b均为静水启闭的有利条件，实现门槽内无水环境的检修，其采用多节左、右浮箱梁141a、141b，即在水面操作，逐节放入左、右浮箱梁141a、141b，依靠上门自重将左、右浮箱梁141a、141b逐节压至底板，实现挡水；开门时，在水面将上门吊出，水下的左、右浮箱梁141a、141b将逐节浮出水面，逐节吊出，大幅度降低启吊荷载和高度。
65.由于挡潮闸仅在高潮的短历时有较大的潮位差，大多数情况下，潮位差较小，部分观点认为不必考虑闸门止水，但为了完善本实用新型，本实用新型中考虑止水。为了提高挡潮密封性能，在左门槽100a的非挡潮侧内侧面位于左定位凹槽130a的一侧设置有左止水橡胶密封条150a，在右门槽100b的非挡潮侧内侧面位于右定位凹槽130b的一侧设置有右止水橡胶密封条150b，左、右止水橡胶密封条150a、150b优选地采用p型橡胶止水条，如图16所示。此外，在浮箱式挡潮闸门体200的底面上沿水流方向间隔设置有若干底部止水结构230，底部止水结构230为可更换的高压气囊或橡胶止水条，如图17所示。
66.本实用新型的浮箱式挡潮闸门体200需要进行检修时，考虑大跨度闸门体量巨大，检修困难，本实用新型已将附属设施设置在左、右门槽100a、100b内，最大限度地降低了检修频次。一旦检修，可利用浮船坞，行驶至浮箱式挡潮闸门体200处，再上浮后实现闸门检修目的。如果更大的检修，也可利用浮船坞，将浮箱式挡潮闸门体200从岸边工厂运出或运进工厂检修。
67.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。