水控闸门的墩台板制造技术

本发明专利技术涉及一种减摩并抗冰的水控闸门墩台板，在不损伤混凝土的情况下，所述墩台板可在墩台板组件与混凝土墩台之间、或者在墩台板组件与墩台板组件所连接到的闸墩之间大幅地相对热运动。还公开了具有易于维护、密封紧密以及抗碎片性损伤的特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】水控闸门的墩台板专利技术背景1、
本专利技术涉及一种水控闸门的墩台板(abutment plate)，尤其适于控制河道和运河，特别地，其中，这样的闸门经受冰冻环境。2、
技术介绍
超高分子量(UHMW)聚乙烯可以用作底部铰接式水控闸门的墩台板。可以使用以例如1-2米宽的小尺寸而紧密间隔的螺栓通过松散安装螺栓固定这样的(一体式)墩台板。螺栓的紧密间隔预防了墩台板的热屈曲，然而，UHMW墩台板中各螺栓之间的间隙和各孔之间的间隙允许墩台板相对下方结构进行限制的热运动。螺栓的间隙预防由于墩台板的热尺寸改变而产生过度的应力。或者，可以用弹簧将UHMff墩台板固定到混凝土墩台。弹簧的运动范围必然是受限的，因此通过使用记忆弹簧，弹簧的运动范围就是墩台板可以被构建的最大尺寸。在某墩台板损伤的情况中，弹簧的记忆体现了与替换墩台板有关的困难。对于更大的闸门，所需的大尺寸墩台板需要更大的热运动空间，该空间要比螺栓或弹簧能够提供的空间更大。与本专利技术所述的包含条的那些墩台板相反，单一的大墩台板经受因空间温度变化而产生的热应力。例如，墩台板的一部分可能浸入到冰水中，而同一墩台板的其它部分在同一时间可能暴露在直射光下。碳黑是用作墩台板的UHMW聚乙烯的优选填充物和加固物，因为碳黑抵制紫外光(UV)老化，同时还吸收射入到融冰中的太阳光。根据本专利技术所述，将墩台板分成条减轻了热应力，否则，这些热应力会在前述情况中产生。底部铰接式水控闸门可以被设计为在所有位置或只在完全升起的位置处密封到墩台。如果存在间隙，则当闸门处于中间位置时，水生碎肩会卡在该间隙中，并且随后会影响对闸门的移动的控制。因此优选在闸门的所有位置处提供密封。这可以通过在闸门系统的每一跨度的每一末端处所固定的墩台表面上配置光滑的墩台板而实现，所述闸门系统与连接到相连闸板的相邻边的弹性密封相连。最常用的墩台板为刚性固定到下方结构的不锈钢板，所述下方结构一般是混凝土墩台。在寒冷气候下，不锈钢板因为其相当高的导热性，将热量从闸门系统后的水传递给下游及闸门系统上方的冷空气，从而使得在闸门系统和墩台板之间结冰。这些冰可能会越来越强地粘接到不锈钢墩台板，也会粘接到可移动闸板上。这些冰妨碍了闸门所需的移动。不锈钢墩台板的热膨胀系数与混凝土接近，并可以刚性固定到混凝土。为了防止在不锈钢墩台板的连接处结冰，可以加热所述板，一般通过电加热器的方式。用于加热的电流可能不是很好获取，并且为保持闸门系统在整个冬季都可操作，所需的电量(kW-小时)一般是昂贵的。—些专利技术人已经公开了各种不同的充气水控闸门。相应地，通过引用方式将下述专利和专利申请并入本文:US7422392水控结构US7114879水控闸门以及致动器US6196763软管的连接系统、伸缩接头及致动器US5713699溢洪闸门系统及其充气囊US5709502加固复合结构的连接系统US5642963溢洪闸门系统US5538360坝顶闸门操作系统US5092707坝顶闸门操作系统US4780024坝顶闸门20090180835水控装置20060072969水控装置
技术实现思路
超高分子量聚乙烯(UHMff聚乙烯)尤其适用于构建水控闸门墩台板，因为它具有低导热率，体现了对冰的低粘附性，具有优越的抗磨损性，体现了对橡胶闸门密封的低摩擦系数，它以最耐紫外光的形式和颜色(黑色)响应于太阳照射而变暖。将UHMW聚乙烯用作墩台板的主要挑战在于它具有比混凝土更高的热膨胀系数，还具有相当高的杨氏模量。如果刚性固定到混凝土结构上，在极端温度下，UHMW聚乙烯和混凝土的不同膨胀可能导致混凝土断裂。因此根据本专利技术所述，UHMff聚乙烯以这样的方式连接到混凝土上:以两个自由度在墩台表面的平面上相对于混凝土滑动。对于140华氏度的太阳直晒的夏季温度以及大约零下的40华氏度的冬季温度，应当考虑75华氏度的安装温度。这体现了大约100华氏度的总温度范围。基于11 X 10—5英寸/英寸/华氏度的热膨胀系数，墩台板26.24尺(8米)的高度，夏季极限温度和冬季极限温度之间的高度变化能够是4.85英寸。如果UHMW聚乙烯墩台板被分成多块板(tile)，任一板的尺寸改变能够是有限的，但会形成间隙，这些间隙会导致水泄漏并在闸门的下游结冰，在闸门的下游结冰会阻碍所需的闸门的降低。极其必要的是，连接到相邻墩台的闸板上的墩台密封是连续接合的并从底部到顶部与墩台板形成连续的密封。根据本专利技术优选实施例所述，在完全升起的闸门位置中，墩台板被分成与墩台密封平行的条。在该配置中，通过在墩台板的背部使用平行于所述条的T形槽可以调节每一个条的长轴上的热膨胀和收缩。所述条例如可以是标准的商业通用的宽度，例如4尺。通过T形槽中的间隙可以调节条宽方向上的热膨胀和收缩。在优选实施例中，沿着条中心的T形槽提供有最小的横向间隙，以便相对于混凝土墩台固定条中心线的横向位置，而离条中心线较远的T形槽则提供有与它们到条中心线的距离成比例的横向间隙。例如，可以提供有5个T形槽，其中，中心T形槽提供有最小的横向间隙，离中心最近的两个T形槽提供有3/16〃的间隙，而最外面的T形槽提供有3/8〃的间隙。在进一步实施例中，在4尺宽的条中可以提供有3个T形槽，其中中心槽具有最小的横向间隙，而两个外侧T形槽具有3/8〃的间隙。根据本专利技术进一步方面所述，相邻墩台板条的相邻边缘可以是成角度的，以便有助于防止水生碎片打磨墩台板条的上游边缘。根据本专利技术进一步方面所述，各个条的下方边可以相对于混凝土被固定。根据本专利技术进一步方面所述，UHMW聚乙烯的最远的上游条的上游边缘可以被夹住并密封到墩台上，以便挡住来自闸门系统上游的水，防止其从混凝土墩台与UHMW聚乙烯墩台板之间的交界处流走。根据本专利技术进一步方面所述，墩台板条的上方(热运动)边可以用不锈钢支架包裹以便防止洪水期间对墩台板条的上方边的损伤。根据本专利技术进一步方面所述，前述不锈钢支架可以是可移动的，以便允许更换任一受损的墩台板条。根据本专利技术进一步方面所述，可以使用导轨，例如不锈钢导轨，衔接T形槽，从而牢固固定墩台板条。根据本专利技术进一步方面所述，在埋入到混凝土中之前，可以通过连接到导轨的间隔构件将导轨精确间隔开以形成组件。通过在不锈钢角钢的一个腿的边缘上焊接不锈钢扁条可以构建所述导轨。间隔构件可以是类似的不锈钢角钢。间隔构件可以延伸越过它们相应的墩台板条以便搭接一个或多个相邻接墩台板条的导轨，从而提供了在本领域中安装共面组件的便捷的方式，该共面组件在浇筑混凝土之前可以被焊接或螺栓连接到一起。根据本专利技术进一步方面所述，在混凝土浇筑过程中，可以通过斜撑构件(diagonalbracing member)使导轨组件和间隔构件保持对齐。根据本专利技术进一步方面所述，在浇筑混凝土之前、优选在工厂中，可以用诸如室温硫化(RTV)硅橡胶等的低模量填充物将导轨和墩台板条之间提供的横向间隙填满。在该方式中，阻止了混凝土进入到T形槽中，其中混凝土进入到T形槽中将会妨碍墩台板条的预期的自由横向热膨胀和收缩。根据本专利技术进一步方面所述，墩台板条例如可以提供为标准长度，例如10尺，并且在浇筑混凝土之前端到端地被固定以便提供所需的长度。这种固定例如可以是螺栓连接、咬合连接或现场焊接连接。根据本专利技术进一步方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个或多个减摩墩台板通过导引构件连接到混凝土墩台，水控闸门抵靠所述一个或多个减摩墩台板而密封，所述一个或多个减摩墩台板响应于热运动而沿一轴滑动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨利·欧伯梅尔，罗伯特·埃克曼，
申请(专利权)人：亨利·欧伯梅尔，
类型：发明
国别省市：美国;US