学术争鸣 312 2016 年 8 月 25 钢坝闸设计分析 江 妍 中工武大设计研究有限公司，湖北 武汉 430000 摘要：钢坝闸又称底横轴旋转钢闸门，是一种低水头挡水建筑物，普遍的应用于城市河道等河道治理项目。与橡胶坝对比，分析其在结构设计、启闭操作、止水、防腐等方面的问题。 关键词：钢坝闸；止水；防腐；淤积 中图分类号：TV663 文献标识码：A 文章编号：1671-5519(2016)08-0312-01 1 1 综合概述 水闸是一种低水头挡水建筑物，其中城市景观水闸多运用于河道较宽且水头较低的挡水需求中，又称钢坝闸或景观水闸。钢坝除了满足一定的防洪要求外，更多的是雍高水位，为城市水网创...

  学术争鸣 312 2016 年 8 月 25 钢坝闸设计分析 江 妍 中工武大设计研究有限公司，湖北 武汉 430000 摘要：钢坝闸又称底横轴旋转钢闸门，是一种低水头挡水建筑物，普遍的应用于城市河道等河道治理项目。与橡胶坝对比，分析其在结构设计、启闭操作、止水、防腐等方面的问题。 关键词：钢坝闸；止水；防腐；淤积 中图分类号：TV663 文献标识码：A 文章编号：1671-5519(2016)08-0312-01 1 1 综合概述 水闸是一种低水头挡水建筑物，其中城市景观水闸多运用于河道较宽且水头较低的挡水需求中，又称钢坝闸或景观水闸。钢坝除了满足一定的防洪要求外，更多的是雍高水位，为城市水网创造景观，体现一个城市的风貌，增加新的人文意识。在设计时，除了在闸址选择、闸型、结构安全以及启闭机形式选择等方面考虑外，还需考虑制造运输以及运行管理等各方面的因素，考虑水闸观测、结构设计、防腐、止水以及淤积等方面的问题。 2 2 钢坝闸简介 钢坝闸又称底横轴旋转钢闸门，是一种新颖、美观、实用的闸门，它在运行时生气闸门蓄水，放倒闸门行洪，挡水时能调节角度，闸门门顶可溢流过水，形成人工瀑布的景观效果。因其具有一定的防洪功能和雍高水位制造城市景观功能，在河道较宽、水头较低的城市河道里运用广泛。 底横轴旋转钢闸门由门叶、底横轴、地叫做、自润滑轴承、底水封、侧水封、液压启闭机和液压锁定装置组成。闸门门叶经液压启闭机驱动，具有操作简单便捷、启闭灵活、闸门开度无级可调、方便调度、工作隐蔽、无碍防汛和通航，不会占用原有河道，且启闭闸门时间比较短等特点。 3 3 钢坝闸主要优缺点 3.1 优点 相较于常规水闸、橡胶坝以及翻板闸门，钢坝闸在结构及形式、美观实用、操作简单便捷上都有诸多优点： （1）美观安全。常规水闸一般跨度有限，单孔尺寸一般不超过 10m，这样就需要在河道中设置诸多中墩，这样就增加了土建工程，而且减小了过流面积，影响河道行洪，同时也影响了河道美观。橡胶坝同样也克服了以上缺点，但是橡胶坝坝袋不如钢材结实，容易被水流中的尖锐物体损坏。另一方面，橡胶坝塌坝时间长，容易留下安全风险隐患。同时，橡胶坝坝体还有火灾隐患。而钢坝闸不存在诸如此类问题。钢材相较橡胶要坚韧耐用的多。另外，钢坝闸采取了液压启闭机操作，开闸闭闸时间不会超过 2 分钟。能有效的保证突发洪水时及时泄洪。 （2）耐久性。钢坝闸的设计常规使用的寿命可达 50-60 年，当前国际上最长寿命的闸为近百年。而橡胶坝 10-15 年就必须更换一次坝袋。 （3）可靠性。橡胶坝的建设需配套一座供气站或抽排水泵房，管路多且复杂。而钢坝闸吗仅需在两头配套两套液压启闭机，结构相对比较简单，操作方便安全，用时短。 （4）简洁性。在管理方面，钢坝闸简单易操作，仅需配备一到两名运行维护人员。也可使用先进的自动化网络控制。相比橡胶坝可大幅度减少运行管理人员。 （5）抗冻性。相较于橡胶坝，钢坝闸不受低气温影响。正常的情况下，钢坝闸的蓄水位高于橡胶坝。到了冬季，将钢坝闸倾斜一定角度，此时若结冰，冰层可以沿着斜角向上延伸，从而有效的释放并的膨胀力。这样不可能影响到钢坝的结构稳定性。另外由于钢材本身的坚硬特质，每年春天的凌汛均可以完全在坝顶泄洪。而橡胶坝结合实际使用情况，冬季一旦结冰就一定要做好刨冰工作，否则将对橡胶坝坝体造成致命损伤。而刨冰工作职能依靠人工完成，耗时耗力，且给管理带来极大的不便。到春天解冻时，冰凌也不能在橡胶坝上溢流，锋利的冰块对橡胶坝坝体也具有划破的危险。 （6）坝体防腐。钢坝表面按照《水利水电钢闸门防腐技术方面的要求规范》进行防腐处理。采用热喷锌的防腐蚀涂层，附着力强。且根据研究表明，当砂的流速不超过 8m/s 时，不会对锌层构成破坏。而一般河道流速不会达到这个上限。 （7）泥沙淤积。钢坝闸没有底门槽和侧门槽，是门叶围绕底轴心旋转的结构。上游止水压在圆轴上，当坝立起或倒下时，止水不离开圆轴的表面，从始至终保持密封止水状态。侧止水也同样的原理，质睡眠始终不离开大理石面侧胸墙，故淤泥砂不会影响钢坝的运行。 对于淤积较严重的地区，一般在坝前设挡砂槛或喇叭口，一方面能够挡住较大型石块，另一方面，当塌坝泄洪时，能大大的提升坝口流速，有效的让泥沙、水混合物直接随洪水冲至下游。 3.2 缺点 钢坝闸的缺点主要体现在门体需要耗费大量的钢材，投资所需成本高。在相同挡水水位、相同河道宽的前提下，钢坝闸的造价是橡胶坝的两倍。 此外，在过长的河道断面上，钢坝需要分节，每节之间设置节间止水。然而仅由两端液压启闭机操作过长坝体时，坝体节间由于行动不同步易产生相对位移，因此导致坝体变形，以及造成节间止水受力产生撕裂，影响止水效果。因此，在过长河道，条件允许情况下，某些特定的程度上多分跨，减小每孔宽度。此外，定期检修止水橡皮，并适时更换。 4 4 结语 钢坝闸作为一种新型的挡水结构，克服了橡胶坝坝体易老化、不坚固、充塌坝时间长影响行洪等不利特性，是一种可调控溢流闸门，立门可蓄水、卧门可行洪。启闭机械采用液压启闭机，隐藏于河道两端边墩中。简单易操作，可实现无级调节水位。还可通过闸门门顶溢流过水，形成瀑布的景观效果，很适合城市中既有挡水需求又有景观工程的需求。考虑到钢坝闸底横轴旋转钢闸门相较于橡胶坝以及翻板闸门有诸多优点，相信在科技日益快速的提升的明天，技术日臻成熟，会更广泛的运用，更好的服务于水利工程项目。 参考文献 [1]蔡金丽.钢坝闸一种新型挡水结构的设计和应用[J].水利建设与管理 2011（8）：42 [2]张锋.钢坝闸与橡胶坝在河道治理中的应用比较[J].西北水电，2011（2）:85