文档介绍：水力自控翻板门坝设计刍议
摘要:水力自控翻板门坝在一定程度上既保护了河道的自然生态,又节省工程造价和运行费用,若翻板门配以硬壳底堰,优势则更为明显。本文介绍了翻板门的选择、底堰设计和门后补气设计,并给出了工程实例。
关键词:水力翻板门坝;水位流量关系曲线;硬壳坝;设计 1前言
水力自控翻板门是一种“活动”的挡水建筑物,它不需要任何外加动力和人工伺候,完全由门前水位变化引起作用于门板上的水压力改变而实现闸门启闭。水力自控翻板门已由多铰式升级换代为滚轮连杆式,技术成熟、质量可靠;而且由于其结构简单、造价低廉、使用方便、运行费少,被广泛运用于中小型引水工程中,尤其适合在供电、交通条件不便且易涨、易落的山溪性河道上建造。滚轮连杆式水力自控翻板门由预制钢筋混凝土面板、支腿、支墩与滚轮等金属物件组装而成。正常挡水位等于或略低于顶高程,~,门板自动开始翻启;~,门板又自动回复至关闭状。滚轮连杆式水力自控翻板门在湖南、浙江生产使用较多,已有了十多年的成功经验,现正在全国推广。因此,本文就如何更好地选用该翻板门来设计壅水建筑物作一介绍。水力自控翻板门一般按定型设计生产,、、、、、、, ,,。
水力自控翻板门由厂家负责翻板门各部件的设计、制作与安装,因此作为翻板门坝工设计实际上是进行翻板门的合理选配,同时完成其底座—底堰或底板及坝上、下游护岸的结构设计。2翻板门的选择
翻板门价格几乎与门高的平方成正比,,因此长坝配矮门往往较短坝配高门方案经济。于是,在地质等条件变化不大的情况下,可将坝址选在河面较宽的地段,以增加翻板门的总长度,若配建河床式电站尤需如此,因其厂房已占据了一定的河床宽。
翻板门的高度需通过水力试算来确定。
水力自控翻板门有其独特的运行特性(见图1):(1)~, 翻板门开始翻启泄流;(2)在翻板门全开前,门顶和门底同时泄流,且二者泄流量几乎相同;(3)翻板门全开后已成近乎于平悬在河中的一楔块(与水平夹角最小仅为10
°),~,对闸坝泄流阻碍不大,过闸水流已完全变成堰流。因此,翻板门全开前后要分别按不同的流量公式计算下泄流量。
(1)翻板门全开前,因门顶为薄壁堰溢流、门底为闸孔出流,故闸坝泄量为二者之和〔1〕,
(2)翻板门全开后的泄量计算公式〔1〕为:
式中σs——淹没系数,~;
m ——流量系数,当门未全开时可按薄壁堰形、通过巴生公式或雷克公式计取,而在门全开后若翻板门设底堰且截面为梯形时则按其形状与尺寸查直线形实用断面堰的流量系数表格,可取m=~(新村翻板门坝取m=);
μ——底孔流量系数;
b——门扇宽;
Hv——门顶过水深;
e——门底出流孔口高度;
η——考虑翻板门全开时其近乎平悬在水流中对泄流影响的折减系数(包括侧收缩系数ε),原则上通