水力自控翻板闸在团山子拦河坝中的应用
【摘 要】通过对团山子拦河坝工程坝型的选择进行分析，提出了水利自控翻板闸在本溪市太子河上的实际应用，指出了蓄水后既能改善城市生态环境，又能满足城市防洪要求，为相关工程提供了有益的借鉴。
毕业论文网 【关键词】翻板闸；防洪；生态；推广 [中图分类号] TV663+.8[文献标识码] B[文章编号] T2011—12(03)—1618 1 概况 团山子拦河坝工程位于太子河（本溪市城区段）干流上，坝址左岸坝轴线端点位于滨河南路堤脚附近，轴线坐标：X=71491.72，Y=59467.30，右岸坝轴线端点位于沙窝，轴线坐标： X=71667.77，Y=59345.62。
工程等级为Ⅴ等，其主要建筑物级别为Ⅴ级，次要建筑物及临时建筑物亦为Ⅴ级。
团山子拦河坝工程坝长214m,坝址以上回水长度约为4.1km,回水面积约为123万平方米。
团山子拦河坝工程的修建对改善地区自然生态环境，实现生态环境和经济建设的协调统一具有重要意义。
2 闸板的选用 依据本溪市的城市规划，需在河道上修建一座拦河坝，以便形成一片人工水域。
根据管理运用方便、经济实用、洪水期不影响河道行洪的原则，坝型选用水力自控翻板闸门（以下简称翻板闸）。
水力自控翻板闸门总长204.6m，每扇宽×高为10m×5m，共20扇。
为防止汛期一些漂浮物和浪材对门体造成破坏，在翻板闸前布设混凝土防护墩，间距5.0m。
水力自控翻板闸是利用水力和闸门重量平衡的原理，增设阻尼反馈系统来达到闸门随上游水位抬高，而自动逐渐开启泄流；上游水位下降，而自动逐渐回关蓄水，使上游水位始终保持在要求的范围内（即上游正常水位）。
它是一种双支点带连杆的闸门，它是根据闸前水位的变化依靠其水力平衡作用，自动控制闸门开启和关闭，此种闸门由门叶、支腿、支墩、滚轮、连杆等部件组成，当上游来流量加大，门上游水位抬高，动水压力对支点力矩大于门重与摩阻力对支点力矩时,闸门自动开启到一定倾角，直到在该倾角下,动水压力支点力矩等于门重对支点力矩，达到该流量下新的平衡，流量不变时开启角度也不变，而当上游流量较少到一定程度时，使门重对支点力矩大于动水压力与摩阻力对支点力矩时，翻板闸可自行回关到一定角度，达到该流量下新的平衡。
翻板闸结构如图1所示。
图2拦河坝蓄水效果图 3 水利自控翻板闸的优点 （1）原理独特、作用微妙、结构简单、制造方便、运行安全。
（2）施工简便、造价合理，投资仅为常规门的1/2左右。
管理方便安全、省人、省事、省时、省力。
（4）门体为预制钢筋混凝土结构，仅支承部分为金属结构。
维修方便，费用低。
（5）由于能准确自动调控水位，就当前水资源短缺，在合理使用和利用水资源有其独到之处。
4 坝体稳定分析 4.1抗滑稳定计算 设计条件：上游水深5.0m，底板抗滑稳定计算： Kc=■≥［Kc］ 式中Kc――计算抗滑稳定安全系数； ｆ――坝基底面与基础之间的摩擦系数，f＝0.5； ∑G――作用在坝底板上的全部竖向荷载之和； ∑H――作用在坝底板上的全部水平荷载之和； Kc――基础底面润胥抗滑稳定安全系数，Kc＝1.25。
经计算，翻板坝抗滑稳定安全系数Kc＝1.36≥［Kc］＝1.25，故满足要求。
另外，翻板坝底板前后均设置了齿墙，更增加了底板的抗滑稳定性。
4.2坝基应力 坝基底压力由下式确定在： σ=■±■ 式中T――坝底宽； ∑W――垂直力的总和（向下为正，向上为负）； ∑M――全部垂直力和水平力对计算截面形心的力矩。
经计算σmax=0.044MPa, σmin=0.0417MPa。
坝基底压力不均匀系数为：η＝Pmax/ Pmin=0.044/0.0417=1.05。
通过计算表明，基底压力小于地基允许承载力P允=0.4 MPa，基底压力不均匀系数小于规范允许值。
计算结果表明，现状坝体的稳定安全系数满足规范要求。
5 施工注意事项 翻板坝在南方运用比较广泛，而在北方用的较少，考虑到东北地区气候寒冷，必须考虑翻板坝底板以及面板的冬季防冻问题，在施工及管理过程中必须注意以下问题。
（1）在北方施工时，混凝土抗冻等级均为F200，冬季施工应根据具体情况采取保温措施。
（2）拦河坝两岸施工及隔墙施工时，注意预留两侧止水的位置，闸门上下游80m内河床高程不得高于闸底高程。
（3）混凝土构件现场预制加工，闸门总宽度过大时，要求按每7扇左右用隔墙分段布置。
隔墙要求先在坝面预留坑槽,在闸门安装完成之后再浇筑，金属构件采用ZG45及Q235A。
（4）此闸门在运转中，主要是轨道与滚轮接触部分，需要加强检查，如遇飘浮物（竹．木．稻草等）的卡拦、阻塞，闸门则不能自动回关，或者回关后也会漏水，此时必需将闸门用葫芦拉（吊）起；用人工清除杂物后再回关。
（5）闸门在蓄水运行中，切忌成人和小孩在门前游泳、玩水，以免发生意外的人身安全事故。
（6）闸门检修：每年的汛期前或洪水后要对闸门的金属件（如螺栓）逐个进行检查，遇螺母有松牙时，应用扳手旋紧；以确保闸门的运转安全；每2年左右要对闸门的金属件（除不要求或不见光部分）进行防锈油漆处理，以维护闸门之长久运用。
用于水库溢洪道，能自动调节库容，发挥水库最高效益，又确保水库安全；用于水电站，可按当地水文要素，结合装机容量，求得最大经济效益，用于城市环保，蓄水后既能改善城市生态环境，又能满足城市防洪要求，适合广泛应用。
参考文献 [1]本溪市水利电力勘测设计研究院.团山子拦河坝工程初步设计报告[R].2007 [2]水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院.SL水工钢筋混凝土结构设计规范[S].191—2008.北京:中国水利水电出版社，2008 [3]江苏省水利勘测设计研究院.SL水闸设计规范[S].265—2001.北京:中国水利水电出版社，2001 [4]水利部东北勘测设计研究院.SL水工建筑物抗冰冻设计规范[S].211—98.北京:中国水利水电出版社，1998。