蘇州河河口水閘工程綜述

1、第卷增刊第期水利水電科技進(jìn)展年月蘇州河河口水閘工程綜述陳文偉’汪云祥‘季永興“盧永金“中國(guó)水電顧間集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院浙江杭州上海市水利工程設(shè)計(jì)研究院上海側(cè)巧摘要根據(jù)蘇州河河口水閘所處地理位置的特殊性、水閘結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及水閘施工期要求不斷流、不斷航、工期短等特點(diǎn)對(duì)該水閘總體內(nèi)容工程概況、總體方案、主要構(gòu)筑物與設(shè)備等進(jìn)行闡述。介紹了該工程設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的超常規(guī)的設(shè)計(jì)思路如由底軸旋轉(zhuǎn)直接驅(qū)動(dòng)翻板閘門(mén)場(chǎng)外制作、現(xiàn)場(chǎng)拼裝的總體結(jié)構(gòu)及施工方案

2、格構(gòu)式形地下連續(xù)墻基坑圍護(hù)措施水下設(shè)備年免維修設(shè)計(jì)等。本工程解決了百余米重載超長(zhǎng)軸的結(jié)構(gòu)形式、節(jié)間連接、支承方式、兩岸百余米間啟閉設(shè)備的同步控制等技術(shù)難題。關(guān)鍵詞蘇州河河口水閘翻板閘門(mén)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)中圖分類(lèi)號(hào)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼文章編號(hào)一一的一工程概述蘇州河河口水閘位于上海市蘇州河人黃浦江的河口為外灘風(fēng)貌保護(hù)區(qū)水閘周邊毗鄰?fù)獍锥蓸颉⒍砹_斯領(lǐng)事館、上海大廈、人民英雄紀(jì)念塔等歷史著名建筑是上海市蘇州河綜合整治二期工程的標(biāo)志性項(xiàng)目。年上海市在蘇州河河口外白

3、渡橋與乍浦路橋之間已建有吳淞路閘橋該閘按當(dāng)時(shí)的年一遇二潮位標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)閘上部建有連接蘇州河南北兩岸的交通大橋。但隨著海平面上升、太湖流域及長(zhǎng)江口工情水情變化以及上海城市的發(fā)展閘橋設(shè)計(jì)時(shí)的年一遇高潮位已低于現(xiàn)在的年一遇高潮位無(wú)法滿足黃浦江現(xiàn)行年一遇高潮位擋潮標(biāo)準(zhǔn)的要求這將直接威脅到蘇州河兩岸數(shù)百萬(wàn)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。另外根據(jù)上海市蘇州河景觀總體規(guī)劃方案及外灘源建設(shè)的需要蘇州河河口段將以恢復(fù)世紀(jì)年代風(fēng)貌為主基調(diào)進(jìn)行整治現(xiàn)有閘橋難以與周邊環(huán)境相

4、協(xié)調(diào)。此外現(xiàn)有閘橋僅有的單向擋水功能無(wú)法滿足進(jìn)一步改善蘇州河水質(zhì)和水環(huán)境的要求。因此上海市政府決定拆除吳淞路閘橋另建蘇州河河口水閘并要求河口水閘具有如下功能①防御黃浦江蘇州河口千年一遇的潮位②能雙向擋水、靈活啟閉③總體布置與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。同時(shí)要求施工期蘇州河不斷流、不斷航?？傮w方案根據(jù)上海市對(duì)蘇州河河口水閘功能和施工的要求以及閘址周邊建筑物的情況、工程規(guī)模等確定工程總體方案為閘址中心線距外白渡橋約閘孔凈寬與河口同寬閘底檻高程一閘門(mén)頂高

5、程主體擋水結(jié)構(gòu)采用底軸驅(qū)動(dòng)式翻板閘門(mén)閘門(mén)尺度底軸直徑必以刃啟閉設(shè)備為一液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。水閘主要水工建筑物有閘墩、基礎(chǔ)鋼管樁、閘底板、啟閉機(jī)室、防滲鋼板樁、上下游護(hù)坦等。除啟閉機(jī)室、水閘底板支承墩及上下游護(hù)坦需現(xiàn)場(chǎng)施工外其余均采用預(yù)制構(gòu)件在船塢內(nèi)制造完畢后經(jīng)黃浦江浮運(yùn)至閘址現(xiàn)場(chǎng)沉放因此施工時(shí)河道不需要建筑圍堰保證了施工期間蘇州河河道不斷流、航道不斷航施工對(duì)河道的防汛能力及閘址周邊環(huán)境影響亦較小。翻板閘門(mén)門(mén)葉由底軸直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角范圍一全關(guān)時(shí)門(mén)

6、葉呈鉛直狀全開(kāi)時(shí)門(mén)葉向黃浦江側(cè)臥倒呈水平狀。閘門(mén)上游設(shè)道耐磨損高分子合成硬質(zhì)材料底水封閘室底板上設(shè)有排沖淤孔采用高壓水泵進(jìn)行沖淤。閘門(mén)底軸在凈寬的范圍內(nèi)共設(shè)個(gè)支點(diǎn)用以承受閘門(mén)的徑向荷載側(cè)作者簡(jiǎn)介陳文偉一男浙江青田人教授級(jí)高級(jí)工程師從事起重運(yùn)輸機(jī)械及金屬結(jié)構(gòu)研究。。。水利水電科技進(jìn)展一戶從擬從“汕?19942008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved

7、.分段開(kāi)關(guān)斷開(kāi)臺(tái)配電變壓器各自承擔(dān)本段母線上所帶負(fù)荷當(dāng)某回線路變壓器組發(fā)生故障時(shí)分段開(kāi)關(guān)自動(dòng)投人由臺(tái)配電變壓器承擔(dān)整個(gè)水閘的全部負(fù)荷以保證供電的可靠性。自動(dòng)化控制系統(tǒng)河口水閘按少人值班方式設(shè)計(jì)采用以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)的全站集中監(jiān)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)閘站的主、輔設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量和控制并實(shí)現(xiàn)與調(diào)度部門(mén)通信完成調(diào)度部門(mén)對(duì)閘站的遠(yuǎn)動(dòng)功能。系統(tǒng)包括集中控制、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、現(xiàn)地控制、二次接線、圖像監(jiān)視、通信、防雷擊和過(guò)電壓保護(hù)系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、

8、觀測(cè)系統(tǒng)等。金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備結(jié)構(gòu)布置河口水閘的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備主要由門(mén)葉及驅(qū)動(dòng)底軸、操作閘門(mén)的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)、閘底板沖淤系統(tǒng)、翻板閘門(mén)鎖定系統(tǒng)、啟閉機(jī)室的排水系統(tǒng)等組成。翻板閘門(mén)布置在兩閘墩之間液壓?jiǎn)㈤]機(jī)布置在兩岸閘墩的機(jī)房?jī)?nèi)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)通過(guò)固定于底軸端部的拐臂驅(qū)動(dòng)翻板閘門(mén)。考慮到翻板閘門(mén)的運(yùn)行可靠性在閘門(mén)全關(guān)位和閘門(mén)擋蘇州河常水位兩種工況時(shí)設(shè)置有鎖定系統(tǒng)。翻板閘門(mén)及底軸翻板閘門(mén)在孔口凈寬范圍內(nèi)由左、右兩扇門(mén)葉組成相對(duì)孔口中心線呈對(duì)稱(chēng)布置孔口中心線處

9、的連接結(jié)構(gòu)采用對(duì)各向變位有一定適應(yīng)能力的形橡皮。每扇門(mén)葉沿寬度方向由塊單寬的門(mén)葉結(jié)構(gòu)和塊寬的門(mén)葉結(jié)構(gòu)用螺栓拼接而成相鄰的門(mén)葉結(jié)構(gòu)之間設(shè)有縱向止水。門(mén)葉采用豎向懸臂梁受力結(jié)構(gòu)。門(mén)葉與底軸間采用螺栓連接。底軸結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。底軸作為門(mén)葉豎向懸臂梁的固端和閘門(mén)啟閉驅(qū)動(dòng)軸是本水閘最重要的構(gòu)件之一底軸材料選用按扭轉(zhuǎn)一彎曲受力條件設(shè)計(jì)。底軸沿全長(zhǎng)共分段采用鋼板分段卷制焊接結(jié)構(gòu)各段端面間采用鉸制孔螺栓連接成整體。底軸在凈寬的范圍內(nèi)共設(shè)個(gè)支點(diǎn)用以承受徑向荷載

10、支承軸承采用耐磨自潤(rùn)滑球面軸承。翻板閘門(mén)的上游設(shè)道底水封采用耐磨損高分子合成硬質(zhì)材料為延長(zhǎng)使用壽命補(bǔ)償磨損量壓板上設(shè)有預(yù)壓板彈簧。側(cè)水封為插拔式的具有自動(dòng)補(bǔ)償功能的雙向止水裝置不僅具有止水功能而且在出現(xiàn)溫變的情況下還具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。翻板閘門(mén)可以靈活運(yùn)行允許門(mén)頂溢流門(mén)頂設(shè)有破水器以避免局部開(kāi)啟運(yùn)行時(shí)因門(mén)頂溢流及啟閉操作時(shí)造成門(mén)后負(fù)壓。閘門(mén)所有零部件及構(gòu)件均在制造廠內(nèi)制造閘門(mén)閘孔部分的底軸、門(mén)葉、軸承總成、底止水需在水閘預(yù)制鋼筋混凝土底板

11、的預(yù)制場(chǎng)所內(nèi)進(jìn)行安裝、調(diào)試安裝、調(diào)試完成后隨底板一起浮運(yùn)至水閘現(xiàn)場(chǎng)沉放就位。其余部分在水閘現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝采用臨時(shí)鋼圍堰法施工。啟閉設(shè)備翻板閘門(mén)采用四缸液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作每側(cè)為雙缸并聯(lián)布置分別布置在左右兩岸機(jī)房?jī)?nèi)各自設(shè)置獨(dú)立的液壓泵站和現(xiàn)地電控設(shè)備。液壓缸采用中部轉(zhuǎn)鉸支承結(jié)構(gòu)活塞桿吊頭與固定于底軸端部的拐臂直接相連接。泵組、油箱為一體式結(jié)構(gòu)閥組采用集成式結(jié)構(gòu)每側(cè)設(shè)套油泵電動(dòng)機(jī)組正常運(yùn)行工況時(shí)為兩用一備工作當(dāng)套液壓缸出現(xiàn)故障或檢修時(shí)啟閉機(jī)采用單泵

12、驅(qū)動(dòng)單缸減速運(yùn)行。啟閉運(yùn)行時(shí)設(shè)有閉環(huán)同步控制系統(tǒng)以保證閘門(mén)同步運(yùn)行設(shè)計(jì)液壓缸行程同步精度為。液壓?jiǎn)㈤]設(shè)備在布置設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)已考慮了維修的條件以及維修條件下的運(yùn)行問(wèn)題。沖淤裝里由于翻板閘門(mén)開(kāi)啟后平臥在河底此處高程較低易淤積可能影響閘門(mén)的啟閉為此在每邊閘室中設(shè)置了沖淤水泵。為減小沖淤水泵的容量閘底板分二次沖淤在閘室中設(shè)置轉(zhuǎn)換電動(dòng)閘閥閘底板上設(shè)有沖淤孔在翻板閘門(mén)每次開(kāi)啟之前采用高壓水泵進(jìn)行一次沖淤。專(zhuān)題研究與試驗(yàn)蘇州河河口水閘工程采用扇單