隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，改善城市生態(tài)環(huán)境品質(zhì)，構建城市生態(tài)安全格局，建設生態(tài)環(huán)境持續發(fā)展、人與自然高度和諧、適宜人居的生態(tài)園林城市和森林城市，突出城市發(fā)展特色，構建特色鮮明的城市空間格局，營(yíng)造特色水網(wǎng)系統，完善綠地系統。景觀(guān)河道治理成為提升城市水系生態(tài)的重要舉措，液壓壩設計技術(shù)的成熟在景觀(guān)河道工程中運用已經(jīng)十分廣泛。但是經(jīng)過(guò)我們的調研，大部分液壓壩在結構方面仍有改進(jìn)和優(yōu)化的空間。

2 液壓壩的結構原理

液壓壩由擋水閘門(mén)及液壓?jiǎn)㈤]設備組成，運行方式為動(dòng)水啟閉，可局部開(kāi)啟或關(guān)閉，門(mén)葉采用主縱梁結構，門(mén)葉材料一般選用Q235B鋼或Q345B鋼，擋水壩面和底軸支承于兩個(gè)底支鉸上，可繞底支鉸旋轉，底支鉸安裝在閘底板的預埋螺栓上。主液壓缸和支撐桿均通過(guò)吊耳連接于壩背面，主液壓缸安裝于壩后基坑內，支撐桿通過(guò)其底端的限位裝置鎖定，解鎖液壓缸安裝于限位裝置下方基坑內。液壓泵站放置于兩岸，通過(guò)油管控制主液壓缸和解鎖液壓缸。門(mén)葉頂端設有破水裝置設置，防止閘門(mén)局部開(kāi)啟或閘頂溢流形成負壓或振動(dòng)對門(mén)體產(chǎn)生破壞。底支鉸采用鋼制底座，門(mén)葉和底軸支承于底座前端，門(mén)葉向下游適當傾斜，閘門(mén)在開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，打開(kāi)手動(dòng)回流閥，液壓缸在門(mén)葉自重和水壓力的作用下，也能夠自行收縮，門(mén)體橫臥在閘門(mén)支鉸后的鎮墩上，實(shí)現泄洪。液壓壩示意結構如圖1-2所示。

3 液壓壩結構設計問(wèn)題分析

對正在施工或已建成的工程進(jìn)行調研后，發(fā)現了設計中出現的一些問(wèn)題和不足。

3.1 支撐桿位置

部分液壓壩采用主液壓缸和支撐桿均通過(guò)吊耳連接于壩背面，主液壓缸安裝于壩后基坑內，支撐桿通過(guò)其底端的限位裝置鎖定，解鎖液壓缸安裝于限位裝置下方基坑內。主液壓缸和解鎖小液壓缸均安裝于很深的基坑內，機坑積水無(wú)法有效解決，液壓缸長(cháng)期浸泡于水中，嚴重影響其使用壽命，如圖3所示。泥沙和雜物一旦進(jìn)入基坑，阻止液壓缸升縮及擺動(dòng)，嚴重影響正常運行，檢修非常不便?？赡馨l(fā)生支撐桿底端在限位裝置中卡死的現象，或者小液壓缸發(fā)生故障，此時(shí)，活動(dòng)壩面無(wú)法臥倒，人力又無(wú)法干預解決，尤其是洪水來(lái)臨時(shí)，這種情況非常危險，支撐桿結構存在嚴重的安全隱患。

3.2 底支鉸結構及安裝

底支鉸上游側主縱板在閘門(mén)全關(guān)時(shí)為避免與門(mén)葉面板碰撞，對面板、底止水等干涉部位進(jìn)行局部切割，在支鉸和門(mén)葉連接處設置止水橡皮，在加工精度和安裝質(zhì)量等多種因素的制約下，閘門(mén)在多次開(kāi)啟關(guān)閉后，止水橡皮密封不嚴，容易出現縫隙。水頭較高的情況下，此處存在漏水現象，如圖4所示，結構設計有待優(yōu)化和改善。

部分液壓壩采用底支鉸預先套于門(mén)葉底部套筒上，保證了底軸同軸度，但是現場(chǎng)安裝時(shí)容易因誤差累積出現底支鉸與預埋件無(wú)法嵌套，底支鉸又不容易與門(mén)葉分離從而無(wú)法調試的問(wèn)題。

為避免閘前淤積，底支鉸與預埋件連接部分置于底檻下的基坑中，使閘門(mén)開(kāi)啟后平臥角度減至小，容易造成閘后基坑淤積，底支鉸以及部分液壓缸長(cháng)期置于水中浸泡，出現銹蝕現象。

3.3 側止水壓板結構

閘門(mén)側止水安裝在閘門(mén)側面突出面板上，采用P型止水，側止水壓板采用傳統矩形壓板，通過(guò)螺栓連接，如圖9所示。在安裝調試時(shí)，使止水橡皮與另一扇閘門(mén)側面板進(jìn)行預壓縮，使其在止水摩擦適當的情況下起到封水效果。在閘前擋水情況下，側止水在水壓力作用下，矩形止水壓板結構無(wú)法完全抑制止水橡皮壓縮量，產(chǎn)生漏水縫隙。

3.4 門(mén)葉分節

液壓壩可適應河道寬度，不設中墩，跨距內設置合理間距閘門(mén)，調整門(mén)葉寬度或高度即可。當閘門(mén)尺寸超過(guò)運輸車(chē)輛管理規定時(shí)，閘門(mén)門(mén)葉整體運輸須辦理超限運輸相關(guān)手續，而且運輸過(guò)程繁雜。常規做法是閘門(mén)在出廠(chǎng)前進(jìn)行預組裝調試并水平分節，運輸到工地現場(chǎng)后焊接成整體，由于工人技術(shù)及現場(chǎng)施工條件的影響，門(mén)葉焊接后會(huì )出現應力變形或受力不均等情況，對閘門(mén)整體運行有一些影響。

4 液壓壩結構優(yōu)化設計研究

4.1 支撐設置優(yōu)化

液壓壩不再設置支撐桿，整體結構由門(mén)葉、底座和液壓缸組成了類(lèi)似于三鉸拱的穩定直角三鉸結構，擋水時(shí)，門(mén)葉與地平面傾角為60度，液壓缸鉛垂直立，只受軸向力，力學(xué)結構優(yōu)異。門(mén)葉向下游適當傾斜，液壓缸安裝于底座末端，底座安裝于閘底板的預埋螺栓上。閘門(mén)在開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，打開(kāi)手動(dòng)回流閥，液壓缸在門(mén)葉自重和水壓力的作用下，也能夠自行收縮，門(mén)體橫臥在閘門(mén)支鉸后的鎮墩上，實(shí)現泄洪。