液壓鋼壩閘門是一種集液壓驅(qū)動技術(shù)與鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)性能于一體的新型水利設(shè)施,其核心技術(shù)原理基于帕斯卡原理,利用液壓系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,驅(qū)動鋼壩閘門實現(xiàn)精準(zhǔn)升降,從而靈活調(diào)控水位與流量。在工作過程中,液壓泵站將電能轉(zhuǎn)化為液壓能,通過高壓管路將液壓油輸送至液壓缸,液壓缸內(nèi)的活塞在油壓作用下產(chǎn)生直線推力,推動鋼壩閘門繞底部鉸軸轉(zhuǎn)動,實現(xiàn)升壩擋水或降壩泄洪的功能;同時,通過控制系統(tǒng)對液壓油的流量、壓力進(jìn)行調(diào)節(jié),精確控制閘門的升降速度和高度。
從結(jié)構(gòu)組成來看,液壓鋼壩閘門主要由鋼壩閘門本體、液壓驅(qū)動系統(tǒng)、支撐與控制系統(tǒng)三大關(guān)鍵部分構(gòu)成。鋼壩閘門本體通常采用弧形或直線形設(shè)計,材質(zhì)為高強(qiáng)度低合金鋼,如 Q345 等,通過焊接工藝形成整體結(jié)構(gòu),具有良好的抗壓、抗沖擊性能;閘門面板直接承受水壓力,梁格結(jié)構(gòu)起到支撐和傳遞荷載的作用,邊梁則用于連接閘門與支撐裝置。液壓驅(qū)動系統(tǒng)是閘門運行的動力核心,由液壓泵站、液壓缸、高壓油路和油箱組成:液壓泵站包含電機(jī)、油泵、控制閥等部件,負(fù)責(zé)將電能轉(zhuǎn)換為液壓能;液壓缸作為執(zhí)行元件,通過活塞桿的伸縮推動閘門運動;高壓油路用于傳輸液壓油,連接各個液壓部件;油箱則儲存液壓油,并起到散熱、沉淀雜質(zhì)的作用。支撐與控制系統(tǒng)中,支撐結(jié)構(gòu)一般采用鉸軸和支撐桿,鉸軸為閘門提供旋轉(zhuǎn)支點,支撐桿在閘門升起后形成穩(wěn)定的三角形支撐,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;控制系統(tǒng)集成了傳感器、控制器和操作終端,傳感器實時監(jiān)測閘門的位置、液壓系統(tǒng)壓力、水位等參數(shù),控制器根據(jù)預(yù)設(shè)程序或人工指令調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng),操作終端支持本地手動控制、遠(yuǎn)程自動控制等多種模式,確保閘門運行的安全性和可靠性。
以某大型河道治理工程中的液壓鋼壩閘門為例,其鋼壩閘門本體跨度達(dá) 30 米,采用弧形設(shè)計,面板厚度 16mm,梁格采用主橫梁式結(jié)構(gòu);液壓驅(qū)動系統(tǒng)配備大功率液壓泵站,最大啟閉力可達(dá) 1000kN,液壓缸行程 2 米;通過 PLC 控制系統(tǒng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺連接,可實現(xiàn)無人值守自動運行,充分展示了液壓鋼壩閘門的技術(shù)原理與結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。