一种低水头水电站用全悬挂大跨度水坝制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低水头水电站用全悬挂大跨度水坝，属于水利设备技术领域。本实用新型专利技术的结构包括架设于水道上的钢桁架承载体，所述钢桁架承载体的两端由在水道两侧靠近岸边的钢筋混凝土基座支承，所述钢桁架承载体的下部设有连接设备的下弦杆结构体，所述下弦杆结构体下部悬挂连接有与水道宽度配合的全悬挂的闸板单元组，每一闸板单元均由固定悬臂，活动悬臂以及嵌套于活动悬臂之间、经卷扬式启闭机驱动沿活动悬臂上下移动的闸板构成。本实用新型专利技术的结构可实现无障碍泄洪，不涉及移民拆迁，并且特别巧妙地避免了大坝类电站所存在的难以解决的大量泥沙沉积问题。难以解决的大量泥沙沉积问题。难以解决的大量泥沙沉积问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低水头水电站用全悬挂大跨度水坝


[0001]本技术涉及一种低水头水电站用全悬挂大跨度水坝，属于水利设备


技术介绍

[0002]我国自然地理西高东低，落差极大，有天然的、巨大的水电资源。国内现有水电站大多为高水头（大势能）类型的大坝类水电站。此外，在水资源发电的利用方面，仍存有极为广泛、丰富的低水头（小势能）、大动能、大流量的水能资源值得利用。例如，大坝电站的溢水、尾水；日夜奔腾不息的峡谷江、河水。相对于光电、风电而言，光伏电站受阳光照射强度及昼夜交替的不均衡性而影响较大；风电受风力大小及有无的不均衡性而影响较大。而低水头、大动能、大流量的水能资源则比较恒定和均衡。这些水能资源若能合理的利用，既可作为高水头大坝类水电站的配合补充方案，又能充分提高水资源的利用价值。低水头水电站用全悬挂大跨度水坝是上述水能资源利用的前提条件。现有的大坝类电站，由于建重力坝的结构设计原因，容易严重影响自然原始生态环境，容易产生上游及大坝底部泥沙堆积的现象，且缺少有效的治理方法等等问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的，提出了一种低水头水电站用全悬挂大跨度水坝及应用。
[0004]本技术采用低水头水坝结合小势能、大动能、大流量水电机组的方法来实现低水头水能资源的利用。通过以下技术方案解决技术问题：首先，提供一种低水头水电站用全悬挂大跨度水坝，包括架设于水道上的钢桁架承载体，所述钢桁架承载体的两端由在水道两侧靠近岸边的钢筋混凝土基座支承，所述钢桁架承载体的下部设有连接设备的下弦杆结构体，所述下弦杆结构体下部悬挂连接有与水道宽度配合的全悬挂的闸板单元组，每一闸板单元均由左右对称设置、上端悬挂固定在所述下弦杆结构体上的固定悬臂，嵌套在固定悬臂内腔、经螺杆式启闭机驱动沿固定悬臂内腔上下移动的活动悬臂以及嵌套于活动悬臂之间、经卷扬式启闭机驱动沿活动悬臂上下移动的闸板构成；当所述活动悬臂伸入水下时，与安置在水下河床底部的脚锚配合嵌套连接，所述固定悬臂、活动悬臂、闸板均呈悬挂状态，其中，固定悬臂始终为静态不动，活动悬臂、闸板均为可控动态悬挂状态。可控动态悬挂状态是指活动悬臂和闸板均可以经控制沿其对应的导轨进行上下往复运动。
[0005]上述结构通过多个可实现单独全悬挂的闸板单元合成整个全悬挂闸板组，实现整个水坝的大跨度全悬挂。
[0006]本技术采用完全不同于传统重力坝的建坝概念，重力坝是由下而上由钢筋混凝土浇筑而成的固定的高水头大坝。而本技术的水坝，在技术或结构上，采用全悬挂、自上而下的建坝方式。进一步地，所述钢桁架承载体由承重受力钢质的框形桁架结构体和拱形大梁结构体一体组成。所述钢桁架承载体的下部设有连接设备的下弦杆结构体，下弦杆结构体（从俯视图看）由左、右下弦杆、以及其间的纵梁、横梁、下平纵联、结点相互连接组
成。该桁架承载体的最大优点：跨度大、质量轻，负荷承载力大，结构稳定可靠。可以大跨度的跨越峡谷江流、河流；可以在工厂内依结构组件的技术尺寸量身定制；所分解状态的桁架部件材料（以及分解状态的水坝各部件），便于在道路不良的山区运输；在水坝工地现场可以方便快捷地拼接组装，建设周期短。
[0007]大跨度桁架承载体（及水坝）的另一个重要目的（指标）,是可以在水道中没有任何建筑物，是最大限度地保持江流、河流水道的自然原生态（原则上不改变基本河床和岸坡。但允许固化、优化河床和岸坡）。
[0008]进一步地，所述固定悬臂设有固定悬臂结构体，所述固定悬臂结构体是每对固定悬臂之间由上、下横梁连接，左、右固定悬臂的背后上端分别连接与其垂直的后左横梁和后右横梁，所述后左横梁和后右横梁的末端经后横梁连接，所述后左、后右横梁与左、右固定悬臂之间分别固定斜支撑架，所述左、右固定悬臂的顶部安置螺杆式启闭机，所述上横梁上固定安置卷扬式启闭机。固定悬臂结构体能保证固定悬臂的稳定和强度。
[0009]所述固定悬臂（从剖面图看）具有长方形外壳，所述长方形外壳内壁的四个角均安置加强筋，所述加强筋与邻近的外壳内壁间形成45
°
夹角,相邻的两个加强筋及之间的连接钢板形成约束活动悬臂升降的凹型轨道，每个加强筋上安装有与活动悬臂接触的防摩擦的工程塑料垫片条。
[0010]所述活动悬臂的四角与固定悬臂内加强筋的形状相配合，所述闸板单元内一对活动悬臂相向面的垂直方向的中部，具有与闸板两端形状配合的凹型轨道槽，所述凹型轨道槽将活动悬臂的内腔分成两个形状对称的腔体，所述凹形轨道槽内的径向迎水面安装有密封橡胶条，所述活动悬臂的顶部中央固定有升降螺杆，所述升降螺杆与螺杆式启闭机的升降螺母啮合，所述活动悬臂下部的迎水面固定整流三角板,起导流作用。升降螺母正向或反向旋转时，使升降螺杆上升或下降，带动活动悬臂上升或下降。
[0011]所述全悬挂的闸板单元组中的闸板按功能可分为智能泄流闸板、蓄水闸板和放水做功闸板，所述放水做功闸板与相应的水轮机配合安置；各闸板为钢质闸板，所述钢质闸板由内部的钢质骨架和外部的钢板焊接组成，所述钢质闸板的左右两侧具有与活动悬臂的凹型轨道槽形状配合的凸出形状部，所述钢质闸板的顶部固定有2个提升滑轮，所述提升滑轮连接卷扬式启闭机的钢缆。
[0012]所述脚锚为钢质，安装在水下基础正负零基准面、由技术设计确定的位置上，所述脚锚包括位于水下基础正负零基准面上、可对应嵌套在活动悬臂一个腔体之中的钢质壳体和位于水下基础正负零基准面下的钢筋混凝土锚锭。
[0013]所述螺杆式启闭机由电动机、减速齿轮箱和螺杆升降齿轮箱组成；所述卷扬式启闭机为双吊点卷扬式启闭机,由电动机、减速齿轮箱、制动盘、钢缆辊和钢缆组成。
[0014]本技术再进一步提供低水头水电站用全悬挂大跨度水坝的应用，所述水坝含有三个工作状态，所述工作状态分别是蓄水状态、放水做功状态和行洪排水状态；当水坝处于蓄水状态时，螺杆式启闭机驱动活动悬臂向下运动，与水下河床基准面的脚锚嵌套连接固定，卷扬式启闭机驱动闸板向下运动至河床底部位置，开始蓄水，智能泄流闸板可向上运动进行泄流，保持蓄水水位线在额定高度；当水坝处于放水做功状态时，放水做功闸板向上运动至指定高度致使低势能水流冲击水轮机转子做功发电;当水坝处于行洪排水状态时，部分或全部闸板向上运动，进行排水。所述水坝附近区域的河床和岸坡按设计要求由钢筋
混凝土进行固化和优化，脚锚的安装基础锚锭部分按设计进行定位制作，并制作钢质连接预埋件，所述预埋件为钢筋混凝土锚锭。
[0015]本技术的模拟设计的水坝高度（水头）为3.5米，宽度约为70米。如上游比较规整的水源渠道长度为1000
‑
2000米，至少可蓄水为水头高（势能）3.5米，库容为40万
‑‑
50万立方米且始终补水的动态的水能资源。
[0016]本技术是一种与重力坝完全不同的全悬挂型的水坝体。采用的材料是钢质水闸，所建的水坝完全是一种非固定的、可控的低水头动态坝。对水道而言，可以呈有坝状态，也可以呈无坝状态。形成了一种全新的水坝存在方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低水头水电站用全悬挂大跨度水坝，其特征在于：包括架设于水道上的钢桁架承载体，所述钢桁架承载体的两端由在水道两侧靠近岸边的钢筋混凝土基座支承，所述钢桁架承载体的下部设有连接设备的下弦杆结构体，所述下弦杆结构体下部悬挂连接有与水道宽度配合的全悬挂的闸板单元组，每一闸板单元均由左右对称设置、上端悬挂固定在所述下弦杆结构体上的固定悬臂，嵌套在固定悬臂内腔、经螺杆式启闭机驱动沿固定悬臂内腔上下移动的活动悬臂以及嵌套于活动悬臂之间、经卷扬式启闭机驱动沿活动悬臂上下移动的闸板构成；当所述活动悬臂伸入水下时，与安置在水下河床底部的脚锚配合嵌套连接，所述固定悬臂、活动悬臂、闸板均呈悬挂状态，其中，活动悬臂、闸板均为可控动态悬挂状态。2.根据权利要求1所述低水头水电站用全悬挂大跨度水坝，其特征在于：所述钢桁架承载体由承重受力钢质的框形桁架结构体和拱形大梁结构体一体组成。3.根据权利要求1所述低水头水电站用全悬挂大跨度水坝，其特征在于：所述固定悬臂设有固定悬臂结构体，所述固定悬臂结构体是每对固定悬臂之间由上、下横梁连接，左、右固定悬臂的背后上端分别连接与其垂直的后左横梁和后右横梁，所述后左横梁和后右横梁的末端经后横梁连接，所述后左、后右横梁与左、右固定悬臂之间分别固定斜支撑架，所述左、右固定悬臂的顶部安置螺杆式启闭机，所述上横梁上固定安置卷扬式启闭机。4.根据权利要求3所述低水头水电站用全悬挂大跨度水坝，其特征在于：所述固定悬臂具有长方形外壳，所述长方形外壳内壁的四个角均安置加强筋，所述加强筋与邻近的外壳内壁间形成45
°
夹角,相邻的两个加强筋及之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾坚毅，
申请(专利权)人：顾坚毅，
类型：新型
国别省市：