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丹江口钢结构小浮堤概况
发表时间:2011-11-01   |  来源于:  |  编辑:  |  点击数:1964 
丹江口钢结构小浮堤概况
 
【摘  要】:主要先容丹江口钢结构小浮堤各机构的关键技术、性能特点和设计思想。
【关键词】:钢结构小浮堤  导承装置  结构布置  性能特点
    夹江水工机械有限企业于2009年为南水北调中线水源工程丹江口大坝加高升船机设备而研制钢结构小浮堤。钢结构小浮堤主要是根据丹江口大坝加高工程的现有工况而设计,同时考虑到其合理性、可靠性和制造的工艺性。
    1 、钢结构小浮堤用途
    钢结构小浮堤布置在上游左侧1#支墩与坝体之间,为承船厢的侧向防浪设备,兼作大坝与大浮堤之间的交通,钢结构小浮堤靠自身的浮力浮于水面上,小浮堤艏尾两端设有导承装置,可根据水位的上升和下降沿着布置在1#支墩下游面和大坝上游面的轨道而升降。大坝前沿的混泥土楼梯与钢结构小浮堤之间以及钢结构小浮堤与大浮堤之间,通过两个钢结构浮桥及钢楼梯连接。
    2、钢结构小浮堤的结构特点
    钢结构小浮堤长为33.42m、宽为3.9m、高2.5m,总重39T,整个结构主要由型钢拼焊而成的桁架机构。其主要由导承装置、小浮堤结构1、浮箱结构和小浮堤结构2等部件组成。为了方便运输,大家将小浮堤分为3段,将浮箱结构和小浮堤结构1焊为一个整体,工地进行整体拼焊。现对其结构特点阐述如下。
    (1) 导承装置
    导承装置共4个,小浮堤两头上下各分布两个,用于固定小浮堤。导承装置一端固定于小浮堤结构1上,另一端卡住1#支墩和大坝上游面的轨道。如果遇到水库中的水位上升或下降时,小浮堤就顺着轨道上下滑动。小浮堤一侧是升船机,当升船机承船箱升降时,会造成小浮堤左右的晃动。导承装置设计为π形,中间一端夹座与轨道相连,中间另一端支座与小浮堤结构1相连,导承装置可通过支座转动,在导承装置的两端设有两个撞头,在撞头内有鼓形橡胶块作为缓冲器。如果浪从小浮堤的右边打来,首先夹座的右边撞块受轨道一个阻力,使π形的导承装置转动,在右边的撞头与小浮堤结构1工字梁相撞,压缩鼓形橡胶块,从而起到缓冲的效果。这样小浮堤在水面上的晃动就较小,力最后通过导承装置的撞块传于轨道上。
    在安装时,大家考虑到导承装置2的夹座在水下安装,大家在导承装置2上设有安装时固定用的剪力块。当导承装置2的夹座顺着轨道下滑到剪力块上就被固定死了。工作人员只需在水下将其螺栓固定好方可,这样大大地降低了工作人员的工作强度和安装难度。
    (2) 浮箱结构
    小浮堤能够浮在水面上,主要靠左右两端的浮箱结构产生的浮力所支撑,浮箱中心距小浮堤中心9.55m(整个小浮堤总长33.42m),使得整个浮箱两端受小浮堤自重力大致相等,也使浮堤结构2因自重产生的弯矩变小,整个小浮堤的结构更加的合理。浮箱长3.9m、宽3.5m、高2.5m,整个小浮堤要浮于水面就要产生39T的浮力,小浮堤的排水量就要达到39m3,当小浮堤侵入水中1.36m时,两浮箱的排水量为37m3,小浮堤其它侵入水中的结构件排水量约为2m3。为保证箱壁焊缝不漏水,箱体要求做密封性试验。浮堤的上表面离水面约为1.14m,浮箱的两端设有爬梯,人可以通过爬梯上到钢结构小浮堤上。浮箱内设有爬梯供人下去检查有无漏水。
    (3) 小浮堤结构1
    小浮堤结构1一端与导承装置相连,另一端与浮箱结构相连。为了尽量减少小浮堤的自重,整个小浮堤结构1主要由桁架结构组成。与导承装置相连由工字钢拼成,另一端与浮箱相连处设有放配重的配重箱。由于走台设在小浮堤的一边,为了保持浮堤的平衡,在配重箱里可以加入适量的配重。从而使得整个小浮堤在水面上更加的平稳。在靠近导承装置侧设有走台,方便检修导承装置。
    (4) 小浮堤结构2
    小浮堤结构2的两端与浮箱结构相连,小浮堤结构2主要由桁架结构组成。在小浮堤结构2的靠近升船机侧设有6个可开启的门(另一面开孔),平时门是关闭的,用以升船机的防浪。当小浮堤旁出现浮体垃圾时,大家可将门开启用于排污。排污时浮体垃圾要通过小浮堤结构2内,由于小浮堤结构2是由桁架结构组成,大家在桁架结构内增加了1m高的一块板,即增加了小浮堤结构2的结构强度,又可防止排污时浮体垃圾在小浮堤结构2的桁架结构内乱跑。走台设在靠近门一侧,平时可作交通使用,排污时方便门的开启和关闭。大家在门设计上主要考虑方便开关和减少自重为原则,采用了中国古代护城河吊桥开和关的原理,最下端由两个可转动的销连接,上端由铁链连接可开启和关闭,关闭时并由销固定。为了不让门放下时成为死角,铁链(一端固定于门上端,一端固定于小浮堤上)全部放下时门和小浮堤结构2腹板成90°角,整个门侵入水中,浮体垃圾可自由通过。
    在生产过程中也遇到了一些问题。例如:由于小浮堤常年侵泡在水中,对整个小浮堤的防腐方面要求也较高。在防腐过程中发现,有几处是两角钢背靠背拼焊而成(见图2),两角钢间隙为8mm,由于事先两角钢未着预防腐处理,在防腐时很难对角钢内侧进行防腐,最后大家采用将8mm的空腔与水和空气隔离的办法,在8mm的空腔外侧赛入φ6mm的圆钢,并将其与两角钢焊死,使空腔与外面的水和空气隔离,两角钢内侧不易被腐蚀,使其能满足防腐的要求。
    3、结束语
    本次对小浮堤的设计本着对制造、安装和使用的合理性、可靠性和制造的工艺性为原则。通过对工地现场的勘察,在设计中不断的探索和创新,按照合同要求完成小浮堤的设计,这为大家厂以后遇到同类型产品的设计和制造提供了一定的经验。
 
本文编辑:黄文峰
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