本發(fā)明涉及一種特高水頭平面滑動事故閘門槽結(jié)構(gòu)，屬于水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

平面滑動事故閘門一般采用水柱動水閉門，因水柱形成與門槽體型相關(guān)，考慮閉門安全性，通常用于流速較低的進水口事故或快速閘門。近年來，由于用于泄水閘孔的平面定輪和平面鏈輪閘門規(guī)模越來越大，水壓力也越來越大，而平面定輪和平面鏈輪閘門通常采用上游止水型式，這使閘門在擋水狀態(tài)時上游胸墻承受水壓力很大，胸墻厚度較大，土建增加投資較多。因此目前也有采用下游止水平面滑動事故閘門作為泄水閘孔事故閘門，但按傳統(tǒng)Ⅱ型門槽及水柱閉門門槽體型，存在門槽水力學復(fù)雜易發(fā)生空化空蝕，水柱可能不能有效形成無法閉門，閘門閉門過程中門槽內(nèi)涌動的高速水流淘刷門槽門楣二期混凝土與門槽底檻二期混凝土被高速水流沖刷嚴重破壞等問題，所以現(xiàn)有技術(shù)還是不夠完善。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種特高水頭平面滑動事故閘門槽結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有傳統(tǒng)Ⅱ型門槽及水柱閉門門槽力學復(fù)雜易發(fā)生空化空蝕，水柱可能不能有效形成無法閉門，閘門閉門過程中門槽內(nèi)涌動的高速水流淘刷門槽門楣二期混凝土與門槽底檻二期混凝土被高速水流沖刷嚴重破壞等問題，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種特高水頭平面滑動事故閘門槽結(jié)構(gòu)，包括位于兩個閘墩之間底部的底檻；底檻兩端與門槽連接；底檻上方設(shè)有泄水孔，泄水孔上方的兩個閘墩之間經(jīng)上游胸墻和下游胸墻連接；所述門槽距底檻1.5～2倍孔口高度范圍內(nèi)為全鋼襯結(jié)構(gòu)；門槽的所有轉(zhuǎn)角處均為圓角結(jié)構(gòu)；下游胸墻的上游面從上至下設(shè)有三級向上游偏移的斜面臺階。

前述結(jié)構(gòu)中，所述三級向上游偏移的斜面臺階，第一級斜面臺階的偏移距離Δ1≥500mm，斜面臺階與水平面夾角α=30～75°，優(yōu)先取45°或60°；第二級斜面臺階的偏移距離Δ2≥200～300mm，斜面臺階與水平面夾角β=30～75°，優(yōu)先取45°或60°；第三級斜面臺階的偏移距離Δ3≥50～100mm，斜面臺階與水平面夾角γ=30～75°，優(yōu)先取45°或60°。

前述結(jié)構(gòu)中，所述門槽位于泄水孔段的截面形狀近似一個帶翻邊的U型，門槽寬度W與深度D關(guān)系為：W/D=1.55～2.0；門槽位于上游側(cè)的翻邊為外直角，外直角的倒圓半徑R1＝50～200mm，優(yōu)先取80mm或100mm；門槽底部設(shè)有兩個內(nèi)直角，內(nèi)直角的倒圓半徑R2＝50～200mm，優(yōu)先取80mm或100mm；門槽下游側(cè)的外轉(zhuǎn)角R3低于外直角一段距離Δ＝0.05～0.08 W；外轉(zhuǎn)角的倒圓半徑R3＝0.1D，優(yōu)先取50mm或100mm；外轉(zhuǎn)角的角度大于90?，使門槽下游側(cè)形成一段斜翻邊，斜翻邊的水平長度X＝Δ/（0.05～0.1）。

前述結(jié)構(gòu)中，所述上游胸墻的截面形狀近似于反L型，反L型的底端與門槽之間的距離L與門槽寬度W之間的關(guān)系為：L/W≥0.3，且L不小于500mm。

前述結(jié)構(gòu)中，所述下游胸墻在第三級斜面臺階處設(shè)有門楣，門楣包括上門楣和下門楣；第三級斜面臺階是下門楣向上游偏移距離Δ3構(gòu)成的第三級斜面臺階。

前述結(jié)構(gòu)中，所述門槽下游側(cè)底部設(shè)有主軌；門槽上游側(cè)底部設(shè)有反軌；位于閘墩側(cè)底部設(shè)有側(cè)軌；主軌、反軌和側(cè)軌低于底檻上表面50～200mm且與底檻兩端焊接固定；主軌、反軌和側(cè)軌在距底檻高度為1.5～2倍泄水孔高度范圍內(nèi)由多根主軌、反軌和側(cè)軌現(xiàn)場對接焊形成整體鋼襯結(jié)構(gòu)；門楣兩端上部略低于整體鋼襯結(jié)構(gòu)頂部并與兩個閘墩上的主軌焊接固定；主軌上部外緣迎水面設(shè)有L型缺口；L型缺口的高度h為50～200mm。

前述結(jié)構(gòu)中，所述下門楣的高度H1是泄水孔高度H的0.2～0.6倍，且不小于500mm；上門楣的高度H2是泄水孔高度H的0.2～0.6倍，且不小于500mm；上門楣底部距第一級斜面臺階的高度H3是泄水孔高度H的0.5～1倍。

前述結(jié)構(gòu)中，所述底檻的俯視形狀與門槽對應(yīng)，底檻兩端面分別與主軌、反軌、側(cè)軌焊接固定，底檻上游伸出反軌迎水面外緣100mm以上，底檻下游伸出主軌背水面外緣100mm以上；底檻上游及下游兩端均為臺階結(jié)構(gòu)；臺階結(jié)構(gòu)由底檻頂板與角鋼焊接而成。

前述結(jié)構(gòu)中，所述下游胸墻設(shè)有通氣孔，通氣孔截面為長圓孔，通氣孔底部為喇叭口，通氣孔上部轉(zhuǎn)90°彎至水平向。

前述結(jié)構(gòu)中，所述門槽上部的上、下游兩側(cè)均設(shè)有檢修平臺，兩側(cè)的檢修平臺外緣分別距主軌和反軌外緣的距離h`不小于100mm，優(yōu)選200mm。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、特高水頭平面滑動事故閘門門槽距底檻1.5～2倍孔口高度范圍內(nèi)采用全鋼襯結(jié)構(gòu)，采用上游迎水面外部與門槽內(nèi)部倒圓角結(jié)構(gòu)的改進Ⅱ型門槽，使門槽內(nèi)水流順暢流動，改善門槽水力學條件，減少門槽空化空蝕發(fā)生，上游胸墻到門槽預(yù)留足夠凈空，門槽下游胸墻采用從上至下設(shè)置三級向上游倒斜豎向平面臺階結(jié)構(gòu)，三級范圍內(nèi)相同高度的上級水體較下級水體體積大，保證有足夠水體補充，使水柱力持續(xù)作用在閘門上，有利于閘門安全閉門。

2、主軌、反軌及側(cè)軌底部略低于底檻50～200mm，底檻外形與門槽對應(yīng)，便于底檻外緣端面與主軌、反軌、側(cè)軌焊接形成整體鋼襯結(jié)構(gòu)。

3、底檻上游及下游兩端為臺階結(jié)構(gòu)，臺階由底檻頂板與角鋼焊接形成，預(yù)留底檻與土建一期鋼襯結(jié)構(gòu)的搭接面便于后期封板定位及焊接固定。

4、下游胸墻設(shè)置通氣孔底部為喇叭口，上部轉(zhuǎn)90°彎至水平向，便于排除下部氣體并減小風速。

5、通氣孔截面為長圓孔，便于排除下部氣體，減小了通氣孔在下游胸墻水流向厚度，并節(jié)省投資。

6、主軌上部外緣迎水面開L型缺口，使閘門在上部軌道下滑過程中，側(cè)水封不與軌道接觸，有效減小了閘門水封下滑的磨損量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的A－A剖視圖；

圖3是圖1中第一級斜面臺階的局部放大圖；

圖4是圖1中第二級斜面臺階的局部放大圖；

圖5是圖1中第三級斜面臺階的局部放大圖；

圖6是圖1中檢修平臺邊緣處的局部放大圖；

圖7是圖2中門槽的截面示意圖；

圖8是圖1的B－B剖視圖；

圖9是圖1的C－C剖視圖；

圖10是圖1中標號15處的局部放大圖。

圖中標記為：1-閘墩、2-底檻、3-門槽、4-泄水孔、5-上游胸墻、6-下游胸墻、7-第一級斜面臺階、8-第二級斜面臺階、9-第三級斜面臺階、10-上門楣、11-下門楣、12-主軌、13-反軌、14-側(cè)軌、15-底檻頂板、16-角鋼、17-通氣孔、18-長圓孔、19-喇叭口、20-檢修平臺、21-L型缺口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不作為對本發(fā)明的任何限制。

本發(fā)明的一種特高水頭平面滑動事故閘門槽結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，包括位于兩個閘墩1之間底部的底檻2；底檻2兩端與門槽3連接；底檻2上方設(shè)有泄水孔4（見圖1），泄水孔4上方的兩個閘墩1之間經(jīng)上游胸墻5和下游胸墻6連接（見圖1）；所述門槽3距底檻1.5～2倍孔口高度范圍內(nèi)為全鋼襯結(jié)構(gòu)。

如圖7所示，門槽3的所有轉(zhuǎn)角處均為圓角結(jié)構(gòu)；門槽3下游側(cè)底部設(shè)有主軌12；門槽3上游側(cè)底部設(shè)有反軌13；位于閘墩側(cè)底部設(shè)有側(cè)軌14；主軌12、反軌13和側(cè)軌14低于底檻2上表面50～200mm且與底檻2兩端焊接固定；主軌12、反軌13和側(cè)軌14在距底檻2高度為1.5～2倍泄水孔高度范圍內(nèi)由多根主軌12、反軌13和側(cè)軌14現(xiàn)場對接焊形成整體鋼襯結(jié)構(gòu)；門楣兩端上部略低于整體鋼襯結(jié)構(gòu)頂部并與兩個閘墩1上的主軌12焊接固定。

如圖1所示，下門楣11的高度H1是泄水孔4高度H的0.2～0.6倍，且不小于500mm；上門楣10的高度H2是泄水孔4高度H的0.2～0.6倍，且不小于500mm；上門楣10底部距第一級斜面臺階的高度H3是泄水孔4高度H的0.5～1倍。

如圖1所示，下游胸墻6在第三級斜面臺階處設(shè)有門楣，門楣包括上門楣10和下門楣11如圖5所示，第三級斜面臺階是下門楣11向上游偏移距離Δ3構(gòu)成的第三級斜面臺階。

如圖1所示，下游胸墻6的上游面從上至下設(shè)有三級向上游偏移的斜面臺階。第一級斜面臺階7如圖3所示，下游胸墻6的偏移距離Δ1≥500mm，斜面臺階與水平面夾角α=30～75°，優(yōu)先取45°或60°。

第二級斜面臺階8如圖4所示，下游胸墻6上游面的上門楣10偏移距離Δ2≥200～300mm，斜面臺階與水平面夾角β=30～75°，優(yōu)先取45°或60°。

第三級斜面臺階9如圖5所示，下門楣11的偏移距離Δ3≥50～100mm，斜面臺階與水平面夾角γ=30～75°，優(yōu)先取45°或60°。

門槽3如圖7所示，門槽3位于泄水孔4段的截面形狀近似一個帶翻邊的U型，門槽寬度W與深度D關(guān)系為：W/D=1.55～2.0；門槽3位于上游側(cè)的翻邊為外直角，外直角的倒圓半徑R1＝50～200mm，優(yōu)先取80mm或100mm；門槽3底部設(shè)有兩個內(nèi)直角，內(nèi)直角的倒圓半徑R2＝50～200mm，優(yōu)先取80mm或100mm；門槽3下游側(cè)的外轉(zhuǎn)角R3低于外直角一段距離Δ＝（0.05～0.08）W；外轉(zhuǎn)角的倒圓半徑R3＝0.1D，優(yōu)先取50mm或100mm；外轉(zhuǎn)角的角度大于90?，使門槽3下游側(cè)形成一段斜翻邊，斜翻邊的水平長度X＝Δ/（0.05～0.1）。

如圖1所示，上游胸墻5的截面形狀近似于反L型，反L型的底端與門槽3之間的距離L（見圖8）與門槽寬度W之間的關(guān)系為：L/W≥0.3，且L不小于500mm。

如圖9所示，主軌12上部外緣迎水面設(shè)有L型缺口21；L型缺口的高度h為50～200mm。

如圖2所示，底檻2的俯視形狀與門槽3對應(yīng)，底檻2兩端面分別與主軌12、反軌13、側(cè)軌14焊接固定，底檻2上游伸出反軌13迎水面外緣100mm以上，底檻2下游伸出主軌12背水面外緣100mm以上；

如圖10所示，底檻2上游及下游兩端均為臺階結(jié)構(gòu)；臺階結(jié)構(gòu)由底檻頂板15與角鋼16焊接而成。

如圖1所示，下游胸墻6設(shè)有通氣孔17，通氣孔17底部為喇叭口19，通氣孔17上部轉(zhuǎn)90°彎至水平向。

如圖8和圖9所示，通氣孔17截面為長圓孔18。

如圖1和圖5所示，所述門槽3上部的上、下游兩側(cè)均設(shè)有檢修平臺20。

如圖6所示，兩側(cè)的檢修平臺20外緣分別距主軌12和反軌13外緣的距離h`不小于100mm，優(yōu)選200mm。

實施例

本例的特高水頭平面滑動事故閘門槽包括上游胸墻5、門槽3及下游胸墻6。

門槽寬度W與門槽深度D關(guān)系為：W/D=1.55～2.0；門槽3兩側(cè)的高度不同，其高度差△與門槽寬度W的關(guān)系為：△/W=0.05～0.08；高度差△與斜坡長度X關(guān)系為△/X=0.05～0.1；門槽3上游迎水面外部倒圓角，圓角半徑R1=50～200mm,優(yōu)先取80mm或100mm；門槽3內(nèi)部倒圓角，圓角半徑R2=50～200mm,優(yōu)先取80mm或100mm；門槽3下游迎水面外部倒圓角，圓角R3與門槽深度D關(guān)系為：R3=0.1D，優(yōu)先取50mm或100mm；上游胸墻5底部距門槽3之間的距離L與門槽寬度W關(guān)系為：L/W≥0.3，但不小于500mm；下游胸墻6上部第一級豎向平面向上游倒斜距離△1不小于500mm，斜面與水平面夾角α取30～75°，優(yōu)先取45°或60°；下游胸墻6上部第二級豎向平面向上游倒斜距離△2＝200～300mm，斜面與水平面夾角β取30～75°，優(yōu)先取45°或60°；下游胸墻6上部第三級豎向平面向上游倒斜距離△3取50～100mm，斜面與水平面夾角γ取30～75°，優(yōu)先取45°或60°。

門槽3由主軌12、反軌13、側(cè)軌14、門楣及底檻2組成。主軌12、反軌13、側(cè)軌14底部略低于底檻2上表面50～200mm且與底檻2焊接牢固；主軌12、反軌13、側(cè)軌14在距底檻2距離1.5～2倍孔口高度H范圍內(nèi)采用現(xiàn)場對接坡口焊接形成整體鋼襯結(jié)構(gòu)；門楣上部略低于整體鋼襯結(jié)構(gòu)頂部并與主軌12左右兩側(cè)焊接牢固；門楣為由上門楣10及下門楣11組成的向下游倒斜的兩級豎向臺階鋼襯結(jié)構(gòu)；下門楣11高度H1取0.2～0.6H，但不小于500mm；上門楣10向下游倒斜距離△2－△3，上門楣10高度H2取0.2～0.6H，但不小于500mm；上門楣10外緣以上至第一級豎向平面向上游倒斜處的高度H3取0.5～1.0H；底檻2外形與門槽3對應(yīng)，底檻2外緣端面分別與主軌12、反軌13、側(cè)軌14焊接固定，底檻2上游伸出反軌13迎水面外緣100mm以上，底檻2下游伸出主軌12背水面外緣100mm以上；底檻2上游及下游兩端為臺階結(jié)構(gòu)；臺階結(jié)構(gòu)由底檻頂板15與角鋼16焊接形成；下游胸墻6設(shè)置通氣孔17，通氣孔17截面為長圓孔18；通氣孔17底部為喇叭口19，上部轉(zhuǎn)90°彎至水平向；門槽3上部檢修平臺20外緣分別至主軌12和反軌13外緣距離h`不小于100mm，建議取200mm；主軌12上部外緣迎水面開L型缺口21；L型缺口21高度h取50～200mm。