一种浮箱式平开门挡潮闸的制作方法

1.本实用新型涉及水工闸门技术领域，尤其涉及一种浮箱式平开门挡潮闸。


背景技术：

2.挡潮闸是建于滨海地段或河口附近，用来挡潮、蓄淡、泄洪、排涝的水闸。涨潮时关闭闸门，防止潮水倒灌进入河道，拦蓄内河淡水，满足引水、航运等的需要。退潮时，潮水位低于河水位，开启闸门，可以泄洪、排涝、冲淤。
3.我国作为临海国家，有大量的入海河流，且河流两岸基本上为重要的城市，区域地势低洼。随着全球海平面持续上升及地面沉降不断加剧，风暴潮入侵严重影响着河道周边区域人民的生命财产安全，因此迫切需要在入海口处修建挡潮闸。
4.浮箱式平开门挡潮闸是一种围绕河道一侧的竖轴旋转的平板沉箱结构，具有巧妙利用浮力、工程占地小等优点。闸门借助于浮力作用旋转至河道关闭位置，再通过注水系统向门体内充水，使其缓慢下沉至闸底槛上，实现水道封闭。浮箱式平开门挡潮闸从门库旋转至河道关闭位置的过程中，由于门体为封闭式，门体在启闭过程动水阻力大。另外，随着闸外侧潮水不断上涨，挡潮闸的上下游将会产生一定水头差，此时挡潮闸门体的浮游稳定性较差。
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启闭过程动水阻力小、浮游稳定性高、非挡潮工况下满足通航要求的浮箱式平开门挡潮闸。
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：
8.一种浮箱式平开门挡潮闸，包括挡潮闸门、旋转竖轴以及闸门启闭设备，所述挡潮闸门的一侧通过所述旋转竖轴转动设置在门库内，当需要挡潮时，所述挡潮闸门在所述闸门启闭设备的驱动下绕着所述旋转竖轴旋转至河道中央挡潮位置进行挡潮；其特征在于，所述挡潮闸门包括：
9.呈上下对称间隔布置的上浮箱门体和下浮箱门体；
10.设置在所述上浮箱门体与下浮箱门体之间的用于将所述上浮箱门体和下浮箱门体进行连接的中间连接桁架；
11.若干沿长度方向间隔设置在所述中间连接桁架内的用于减小闸门旋转过程中的动水阻力的中间过流闸门；以及
12.若干沿长度方向间隔竖直设置在所述中间连接桁架内的用于对所述中间连接桁架除所述若干中间过流闸门之外的区域进行挡水的中间固定挡水面板。
13.在本实用新型的一个优选实施例中，所述挡潮闸门由门库旋转至河道中央挡潮位置的转动方向为顺水流方向。
14.在本实用新型的一个优选实施例中，所述上浮箱门体内沿长度方向间隔设置有若干上浮箱隔板，所述若干上浮箱隔板将所述上浮箱门体的内部分隔成若干上浮箱仓，在所述上浮箱门体内设置有用于对每一上浮箱仓进行注水或排水的上浮箱注排水系统。
15.在本实用新型的一个优选实施例中，在所述上浮箱门体的顶面上靠近所述上浮箱门体的挡潮侧处设置有顶部固定挡水面板。
16.在本实用新型的一个优选实施例中，在所述上浮箱门体的顶面上靠近所述上浮箱门体的非挡潮侧处设置有顶部栏杆。
17.在本实用新型的一个优选实施例中，所述下浮箱门体内沿长度方向间隔设置有若干下浮箱隔板，所述若干下浮箱隔板将所述下浮箱门体的内部分隔成若干下浮箱仓，在所述下浮箱门体内设置有用于对每一下浮箱仓进行注水或排水的下浮箱注排水系统。
18.在本实用新型的一个优选实施例中，所述下浮箱门体所能提供的最大浮力大于所述挡潮闸门的总重力。
19.在本实用新型的一个优选实施例中，每一中间过流闸门包括：
20.上翻转门体，所述上翻转门体位于所述中间连接桁架内且其上端铰接在所述上浮箱门体的底面上，所述上翻转门体由上至下的翻转方向为顺水流方向；以及
21.设置在所述上浮箱门体上且与所述上翻转门体连接的用于驱动所述上翻转门体沿着铰接点进行翻转的卷扬启闭机。
22.在本实用新型的一个优选实施例中，所述上翻转门体位于所述中间连接桁架的非挡潮侧。
23.在本实用新型的一个优选实施例中，每一中间固定挡水面板位于所述中间连接桁架的非挡潮侧。
24.由于采用了如上技术方案，本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过在挡潮闸门上间隔布置若干中间过流闸门，从而减小启闭过程动水阻力，增强挡潮闸门的浮游稳定性，同时中间过流闸门在挡潮闸门沉放就位后可顺水势关闭，解决了传统浮箱平开门启闭过程动水阻力大、门体浮游稳定性差的缺陷。
附图说明
25.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。
26.图1是本实用新型停靠在门库时的平面示意图。
27.图2是本实用新型处于挡潮状态时的平面示意图。
28.图3是本实用新型的挡潮闸门的立面结构示意图。
29.图4是图3的a-a向断面示意图。
30.图5是图3的b-b向断面示意图(过流状态)。
31.图6是图3的b-b向断面示意图(挡潮状态)。
32.图7是本实用新型的挡潮闸门处于检修状态的示意图。
33.图8是本实用新型的挡潮闸门日常停靠在门库内的示意图。
34.图9是本实用新型的挡潮闸门在旋转过程中的漂浮状态的示意图。
35.图10是本实用新型的挡潮闸门缓慢下沉至闸底槛的过程示意图。
36.图11是本实用新型的挡潮闸门完全落在闸底槛上的示意图。
具体实施方式
37.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。
38.本实用新型的浮箱式平开门挡潮闸包括挡潮闸门100、旋转竖轴200以及闸门启闭设备(图中未示出)。挡潮闸门100的一侧通过旋转竖轴200转动设置在门库10内，如图1所示。当需要挡潮时，挡潮闸门100在闸门启闭设备的驱动下绕着旋转竖轴200旋转至河道中央挡潮位置进行挡潮，如图2所示。挡潮闸门100平时如停靠在岸边的航船，需要挡潮时离开门库10，顺水流方向旋转关闭，即挡潮闸门100由门库旋转至河道中央挡潮位置的转动方向为顺水流方向，达到关闸位置后充水下沉挡水。此处重点是挡潮闸门100的旋转方向要顺水流方向，此时水流冲力可辅助挡潮闸门100的旋转，否则挡潮闸门100旋转过程的动水阻力很大，需要很大的启闭力，通过顺水流方向的旋转可减小一部分的启闭力。
39.参见图3至图6，挡潮闸门100包括上浮箱门体110、下浮箱门体120、中间连接桁架130、若干中间过流闸门140以及若干中间固定挡水面板150。
40.上浮箱门体110和下浮箱门体120呈上下对称间隔布置。上浮箱门体110内沿长度方向间隔设置有若干上浮箱隔板111，若干上浮箱隔板111将上浮箱门体110的内部分隔成若干上浮箱仓112，在上浮箱门体110内设置有用于对每一上浮箱仓112进行注水或排水的上浮箱注排水系统(图中未示出)。下浮箱门体120内沿长度方向间隔设置有若干下浮箱隔板121，若干下浮箱隔板121将下浮箱门体120的内部分隔成若干下浮箱仓122，在下浮箱门体120内设置有用于对每一下浮箱仓122进行注水或排水的下浮箱注排水系统(图中未示出)。上浮箱门体110和下浮箱门体120均采用分仓设计，保证水流不会在各分仓内流动，从而保证挡潮闸门100的稳定性。同时，上浮箱门体110和下浮箱门体120的内部均采用钢结构进行支撑，保证上、下浮箱门体110、120不会在水压力下损坏。
41.上浮箱门体110和下浮箱门体120在挡潮闸门100从门库10旋转到河道中央挡潮位置的过程中可提供浮力，使得挡潮闸门100漂浮于水面上，减小挡潮闸门100的启闭力，此时上浮箱门体110、下浮箱门体120的作用是提供浮力。当挡潮闸门100到达预定的挡潮位置时，在上浮箱门体110和下浮箱门体120内注水，此时挡潮闸门100缓慢下沉至闸底槛20上，此时上浮箱门体110和下浮箱门体120的作用是注水提供重力。
42.此外，在上浮箱门体110的顶面上靠近上浮箱门体110的挡潮侧处设置有顶部固定挡水面板160，用于提高挡潮闸门100的挡水高度。同时，在上浮箱门体110的顶面上靠近上浮箱门体110的非挡潮侧处设置有顶部栏杆170，提高人员作业安全性。
43.中间连接桁架130设置在上浮箱门体110与下浮箱门体120之间，其用于将上浮箱门体110和下浮箱门体120进行连接。中间连接桁架130作为中间支撑体，其采用钢结构制成，保证挡潮闸门100的整体结构稳定性。
44.若干中间过流闸门140沿长度方向间隔设置在中间连接桁架130内，其用于减小闸门旋转过程中的动水阻力。具体地，每一中间过流闸门140包括上翻转门体141以及卷扬启
闭机142。上翻转门体141位于中间连接桁架130内且其上端铰接在上浮箱门体110的底面上，上翻转门体141由上至下的翻转方向为顺水流方向，有利于上翻转门体141关闭，减小启闭力。卷扬启闭机142设置在上浮箱门体110上且与上翻转门体141连接，其用于驱动上翻转门体141沿着铰接点进行翻转。
45.在挡潮闸门100从门库10旋转到河道中央的关闸位置、以及注水缓慢下沉的这两个过程中，中间过流闸门140均处于打开过流状态，等到挡潮闸门100完全落在闸底槛20上，需要挡潮时，通过卷扬启闭机142顺水流关闭上翻转门体141，由于上翻转门体141的旋转方向与水流方向是一致的，上翻转门体141依靠自重和水流的冲力即可自动关门，借用了水流的冲力，更利于关门。
46.同时，参见图6，上翻转门体141位于中间连接桁架130的非挡潮侧，挡潮方向在左侧，即高水头(挡潮侧/闸外侧)在左侧，挡潮状态下左侧(非挡潮侧/闸内侧)水位高，右侧(非挡潮侧/闸内侧)水位低，将上、下浮箱门体110、120之间的中间过流闸门140设置在偏向于右侧(水位低的一侧，即非挡潮侧/闸内侧)，此时挡潮时左侧的高水头作为压重，可增加挡潮闸门100的整体稳定性。
47.若干中间固定挡水面板150沿长度方向间隔竖直设置在中间连接桁架130内，其用于对中间连接桁架130除若干中间过流闸门140之外的区域进行挡水。进一步地，每一中间固定挡水面板150位于中间连接桁架130的非挡潮侧，参见图4，挡潮方向在左侧，高水头(挡潮侧)在左侧，挡潮状态下左侧(挡潮侧/闸外侧)水位高，右侧(非挡潮侧/闸内侧)水位低，将上、下浮箱门体110、120之间的中间固定挡水面板150设置在偏向于右侧(水位低的一侧，即非挡潮侧/闸内侧)，此时挡潮时左侧的高水头作为压重，可有效地增加挡潮闸门100的整体稳定性。
48.本实用新型的挡潮闸门100的运行原理即通过调整上、下浮箱门体110、120内水体满足闸门的浮沉启闭，不充水时可浮起移动启闭，充满水后即可下沉挡水。
49.挡潮闸门100在非挡潮时停靠在门库10中，下浮箱门体120所能提供的最大浮力大于挡潮闸门100的总重力。当需要对中间过流闸门140、上浮箱门体110或中间连接桁架130进行检修时，上浮箱门体110和下浮箱门体120内部的水体完全排空，此时挡潮闸门的漂浮状态如图7所示，此时挡潮闸门100的下浮箱门体120以上部分均露出水面，挡潮闸门100可实现干作业检修条件，以上状态仅用于检修。
50.当挡潮闸门100日常停靠在门库10中时，若凸出水面部分过高，则不利于挡潮闸门100的停靠稳定性以及河道的景观，因此日常状况下，可在挡潮闸门100的上浮箱门体110和下浮箱门体120内注水，使得挡潮闸门100落至门库10的底槛11上，如图8所示。
51.当需要挡潮时，排出上、下浮箱门体110、120内的一部分水体，但并不完全排空，让挡潮闸门100处于上浮箱门体110也部分淹没的漂浮状态，此时露出水面部分较少，淹没在水面以下部分较多，有利于保证挡潮闸门100在旋转过程中的稳定性，此时中间过流闸门140处于打开过流状态，如下图9所示。
52.当挡潮闸门100到达预定的关闸位置时，在上浮箱门体110和下浮箱门体120内注水，此时挡潮闸门100缓慢下沉至闸底槛20上，在下沉过程中由于上下游会形成水头差，在该水头作用下水流会从挡潮闸门100内部敞开的中间过流闸门140以及挡潮闸门100的下浮箱门体120的底面与闸底槛20之间的孔隙形成高速水流，下浮箱门体120的底面与闸底槛20
之间的孔隙形成的高速水流将冲刷闸底槛20上的淤泥，此时中间过流闸门140处于打开过流状态，如图10所示。
53.当挡潮闸门100完全落在闸底槛20后，通过卷扬启闭机142顺水流关闭上翻转门体141，由于上翻转门体141的旋转方向与水流方向是一致的，上翻转门体141依靠自重和水流的冲力即可自动关门挡水，此时上翻门处于关闭挡潮状态，如图11所示。
54.当挡潮结束后，排出上、下浮箱门体110、120内的一部分水体，但并不完全排空，让挡潮闸门100处于上浮箱门体110处于部分淹没的漂浮状态，此时露出水面部分较少，淹没在水面以下部分较多，有利于保证挡潮闸门100在旋转过程中的稳定性，此时中间过流闸门140处于打开过流状态。然后挡潮闸门100旋转至门库10内，注水使得挡潮闸门100落至门库10的底槛11上。
55.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。