大跨度底轴驱动翻板闸门是一种能够实现双向挡水、灵活启闭、闸门开度无级可调、方便调度、工程隐蔽、无碍防汛和通航，改善河道景观的新型闸门，该研究成果是对大跨度闸门设计的重大突破。该成果已在上海市苏州河河口水闸工程中得到应用，近3年的运行情况表明，闸门运行正常，安全可靠，百米跨度底轴驱动闸门的成功应用在国内外尚属首例。对大跨度底轴驱动闸门两个独立液压系统实现闸门同步的控制、超长重载驱动轴的支承和连接、制造和安装工艺、水下金属结构设备长效防腐、恶劣水质环境下的轴承材料和轴承结构形式、大跨度翻板闸门启闭过程的补排气方式等关键技术进行了专项研究并成功应用。大跨度底轴驱动闸门的成功应用，使苏州河东引西排和西引北排综合调水成为现实，有效改善了苏州河及其下游支流水质，闸门无级可调实现了人水和谐的城市景观，环境效益巨大，为上海市黄浦江北外滩的总体规划的实现，以及北外滩将与现外滩共同形成上海的经济金融中心奠定了基础，社会效益显著。

液压钢坝的运行过程非常复杂。由于排水和风浪的影响，闸门前的水位经常变化，随着闸门前水位的变化和水系统的不平衡，闸门的开度也不断变化，这将使闸门的生产越来越严重。振幅的摆动难以控制，以至于闸门失去平衡并发生“跳动”，这很容易损坏闸门坝槛结构并大大缩短了襟翼闸门的使用寿命甚至会破坏闸门和闸门基础，而液压钢坝可以有效避免这一系列现象。

目前，在我国的水利水电建设中，水闸和橡胶坝广泛用于灌溉、发电、城市用水、景观建设和环境治理等各领域，然而，橡胶坝存在运行管理较复杂、安全性差、橡胶易老化等弊端，质量事故发生率高。现在市场上出现大量钢结构闸门，但它们的单孔宽度都较窄，因此无论是提升式闸门或卧倒式闸门，在较宽的河道上都必须使用多孔结构。

  我公司生产的钢坝是一种新型可调控溢流坝，它由土建结构、带固定轴的钢制坝体、驱动装置等组成。这种钢坝适用于河道孔口较宽(10-100米)而水位差比较小的工况(1-6米)，由于它可以设计得比较宽

  ，减少了闸墩的使用，所以不仅结构简单，还可以节省不少土建投资。

  钢坝可以立坝蓄水、卧坝抗洪排涝，还可以利用坝顶过水，形成人工瀑布的景观效果，另有多角锁定装置选配，满足多水位控制调节需求。

   代钢坝(基础型)

  特点：对加工精度要求较高、制作安装工艺达不到要求则容易漏水，生产成本较高。目前市场上仿制的产品均为我公司 代钢坝结构，闸门及穿墙轴漏水严重。

   代钢坝(景观美化型)

  特点：增加背面装饰，美观效果好。

  第三代钢坝(止水加强型)

  特点：增加多项止水专利，提高钢坝的止水效果。

  第四代钢坝(新式风帆型)

  特点：

  1.止水效果优于前三代钢坝，优于 规范要求，几乎做到滴水不漏。

  2.闸门结构更加合理，风帆式门型使得原本上游水对闸门的侧压力部分转化为对闸门向下的压力，提高了闸门的稳定性，造型更美观。

  3.闸门安装方便，开放式铰座，缩短工期。

  4.有效解决闸门基础不均匀沉降对闸门使用的用的影响。采用封闭式铰座，一旦发生不均匀沉降，铰座会卡死底轴，闸门无法正常启闭。

  5.节省投资：设备投资、土建投资均有大幅度降低。

  6.维修方面，底止水橡皮更换更加方便。

  钢坝与橡胶坝方案比较

  根据当前社会对城市水利建筑物设计要求高的实际情况，为了提高水闸、坝的安全性和可靠性，我单位对橡胶坝和钢坝在国内外的使用情况及效果进行了大规模的调研比较，得出如下结论：

  一、使用寿命

  钢坝的设计使用寿命达50-60年。当前国际上钢制闸门 *长寿命的为近百年，国内 *早的福建小溪电站为1958年建成，至今仍在使用，而钢结构工程建筑在解放前就开始使用一直运用至今的案例到处都有。 部门根据室内测试资料和工程实践初步判定橡胶的使用寿命为10-15年，一旦到期就必须要更换一次坝袋。至今国内未有一条橡胶坝的寿命超过15年，上世纪我国东北地区建的许多橡胶坝现已拆除，2005年位于广西东笋电站建的橡胶坝也已拆除改建钢制闸门。

  二、损坏及维护

  1.坝的损坏

  (一)橡胶坝

  (1)人为破坏造成的损坏

  橡胶坝容易受到刀等工具的破坏，在容易受到人为破坏或河道内尖角物较多的地方不宜安装橡胶坝。

  (2)洪水过后的残骸造成的损坏，以及对景观的影响

  由于洪水过后遗留的各种残骸——诸如民用设施与建筑材料这类尖利的物体很可能对坝体的上游面造成损伤，导致漏气。微小处的漏气可以修复，如果漏气面积较大，修复起来就比较麻烦。另外，每次升坝或塌坝后各种残骸遗留在坝袋上给景观带来极大影响，运行单位每次都必须派员进行擦洗，工作量较大。

  (3)放气(水)造成的损坏

  放气(水)期间，橡胶坝体可能会被紧靠坝下游面的尖利物体刺破。

  (4)火造成的损坏

  火是对橡胶坝 *为不利的潜在危害因素之一。火可引起大范围的坝体破坏，而修复大面积的坝体有时是不可能的。对于很重要的坝，可行的办法是提供备用橡胶坝，以便在出现严重损坏时，能迅速替换，但这样会造成运行成本大大增加。

  (二)钢坝 钢坝闸门本身属性决定了上述情况都不会发生。

  2.坝的维护

  钢坝闸门的运转件采用的特殊复合材料，该种材料在水下运行若干年无需添加润滑油，也不会腐蚀，闸门本体也需要在三十年左右进行一次防腐即可。

  而橡胶坝的维护成本非常高， *近有资料报道山东某工程拦河橡胶坝运行五六年，坝体就已经维修了三次，费用高达600万元(其他未计算)。

  三、运行情况

  1.运行时间

  橡胶坝是通过充气或充水达到升坝目的的，正常需要2-3小时才能完成升坝或塌坝，时间较长，并且因为坝内和管道内会结垢等原因，橡胶坝充气(水)、排气(水)时间还会随着使用次数和年份的增加而不断增长。而钢坝闸门采用启闭机启闭，运行速度可达1-2米/分钟，一般工程不超过2分钟即可完成升坝或塌坝。这样可有效的保证突发洪水时能及时泄洪和泄洪后能及时蓄水。

  2.运行可靠性

  因为橡胶交联。刺伤、管道联结缺陷以及紧固系统和施工质量不达标等问题的存在，橡胶坝容易泄露，故要不断经常性的充气(水)，否则会出现一段时间内坝泄气(水)自动塌下来的现象，甚至河道内水流干都不知道，造成一定损失。而钢坝采用液压驱动，具有锁定功能，当塌坝、升坝和调节水位时任意角度都可锁定，不会发生移动，另外e还可选配我公司生产的机械锁定。

  3.坝顶溢流

  橡胶坝设计规范中明确规定溢流不能超过50cm，否则将易出现垮坝事件，而钢坝可以克服这一缺陷，可以长时间不流量地从坝顶溢流形成瀑布效果。

  4.自动化程度

  橡胶坝一般难以实现集中网络控制，而钢坝可以实现先进的自动化控制和网络控制，可以在 任一互联网控制。

  四、安全可靠性分析

  橡胶坝一般须建一座供气站或水泵房，管路多且复杂，而钢坝仅仅配套两台驱动装置，该种驱动装置采用新型驱动形式，它结构简单，操作方便，无需油管，泵站等附属设施，若发生停电或其他故障可以使用我公司生产的专用手动装置，进行手动操作，操作力只需5kg。这样可以有效地保证需要塌坝时能塌坝，需要立坝时能立坝，安全性极高。

  五、冬季冰冻问题

  橡胶坝根据设计规范和实际使用情况，冬季一旦结冰就必须做好刨冰工作，否则将对橡胶坝造成致命的损坏，而刨冰工作完全依靠人工完成，既耗时又耗力，给管理带来极大的不便。到春天解冻时，冰凌不能在橡胶坝上溢流，否则结实而锋利的冰块很可能把橡胶坝划破。

  钢坝则可以轻松安全地度过冬季。由于钢材本身的坚硬特性，和我公司制造钢坝的特殊工艺，每年春天解冻时，冰凌可以an安全的在坝顶溢流泄洪。

  六、防腐问题

  钢坝表面按照《水利水电钢闸门制造标准规范》进行热喷锌附着力极强， 机构研究结果表明：沙的流速≤8m/s时，不会对锌层构成破坏，一般河流的流速不可能达到这个速度。

  七、淤积问题

  钢坝是一种特殊结构的坝闸形式，它没有底门槽和侧门槽，是门叶围绕底轴心旋转的结构。上游止水压在圆轴上，当坝竖起来或倒下时，止水不离圆轴的表面，始终保持密封止水状态;侧面止水同样的原理，止水面始终不离开侧胸墙(一般采用大理石)，故淤沙(泥)不会影响钢坝的升坝和塌坝。

  针对淤积较严重的地区，一般在坝前设挡沙(泥)槛和喇叭口，一是为了有效地挡住大的石块，二是当塌坝泄洪时，提高坝口位置的流速，可有效的让泥沙、水混合物直接随洪水冲至下游。

  在北方地区，立坝蓄水是钢坝的主要功能。立坝时间较长时容易产生淤泥，但是钢坝是由围绕底轴向下游倾倒的，故塌坝时淤积的泥沙被水流冲向下游，不可能形成阻塞。另外，行洪后我们会根据当地的泥沙含量分析出有多少淤沙(泥)沉定在门体上，并通过

  淤沙(泥)量计算出升坝时所需要的升坝力，充分考虑到升坝时克服淤沙(泥)的重力。

  八、能耗的对比

  100m橡胶坝的用电负荷量 *少需要功率100kw左右，每次升坝时间约为2-3小时，耗电量约为200-300kwh，有的工程为了长期升坝，需要电机不间断工作。100m的钢坝升坝和塌坝只需要4台驱动装置，每台驱动装置的额定功率为15kw。这样100m的钢坝用电负荷量只需功率60kw左右。每次升坝时间约为2-3分钟，耗电量约为2-3kwh，升坝后电机即停止工作。

  九、影响泄洪断面

  橡胶坝设计规范要求坝的底坎高20cm，并且由于塌坝时橡胶坝内的水不能完全放尽，会形成不低于20cm的高度，两者相加塌坝时橡胶会坝会在河流断面形成不低于40cm的阻水断面，严重影响泄洪流量。而钢坝无此影响。

检修由于单闸孔宽度大，通常不设置检修闸门。因此，对于无条件检修的闸门，应按照免维修、少维护的要求设计底横轴，适当增加底横轴轴壁厚度及水下部分使用年限，如苏州河口闸，水下部分按30年设计。这样虽增加了投资，但大大减轻了运行管理的工作量。对于通过采取措施形成检修条件的闸门，可适当简化底横轴等结构构件及防腐设计。 液压油缸的布置  液压油缸的布置影响到油缸的容量和行程，本方案中，油缸容量为100t，行程为3m，拐臂长度为2.12m。若增加拐臂长度，则可减小油缸的容量增大油缸的行程；若减小拐臂长度，则会增大油缸的容量减小油缸的行程。这一点需要设计者根据工程的具体情况作出比较。液压钢坝根据安装现场的情况，有时液压坝需要配备 支座。但支座需要专购或另配，不属推杆附件。1、安装时，只要将支座用螺栓、螺母及平、弹垫固定在底坐上，再将推杆铰耳安装在固定销套内，与支座用螺栓拧紧即可。2、液压坝使用前，先平放在地上，通过安装支座滤油小车(过滤精度20μm)注入液压油(牌号 HM，粘度等级46～68)，油位在观察口边缘向下3cm左右，分体推杆油位应在离油箱盖板5cm以内。接通电源，让活塞杆往复动作几次，再补足油后，方可正常使用。3、高压油管一定要用软材料垫衬固定好，防止油管磨损破裂。4、使用的液压油一年更换一次，或根据使用频繁程度自行确定更换周期。5、长期闲置不用，再次投入使用前，要对电机进行绝缘检查，并确认电机的旋转方向是否正确。6、液压坝使用环境温度10～60℃。7、液压坝的推拉力调节根据用户订货时的推拉力要求，设备出厂前已经调整好系统压力，即推杆的推拉力已根据要求调好，一般不需再变动。8、液压坝油泵电机为Y系列鼠笼式三相异步电动机，均为4极电机。其功率按所选液压坝推拉力的不同而异，范围为0.37kW～11kW。

钢坝组成部分 钢坝闸门用于关闭和开放泄（放）水通道的控制设施。水工建筑物的重要组成部分，可用以拦截水流，控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等。闸门一般由活动部分（也称门叶）、埋固部分和启闭机械3部分组成。门叶包括：承重结构、行走支承、支臂、支铰、止水装置、吊耳等。埋固部分包括：轨道、铰座、止水座、护角等。常用的启闭机械有：卷扬式、油压式、螺杆式和移动式机械。闸门分类方法较多，主要有：①按闸门的工作性质可分为工作闸门、检修闸门和事故闸门。工作闸门也称主要闸门，能在动水中启闭。检修闸门设于工作闸门前。用于建筑物或工作闸门等检修时短期挡水，一般在静水中启闭。事故闸门多设于深孔工作闸门前，用于建筑物或设备出现事故时，能在动水中关闭而在静水中开启；兼作检修闸门时，也称事故检修闸门；需要在限定时间内紧急关闭的事故闸门，称为快速闸门。②按闸门关闭时门顶与水面的相对位置分为露顶式闸门和潜孔式闸门。③按门叶的外观形状分为平面闸门、弧形闸门、人字闸门、拱形闸门、球形闸门和圆筒闸门等。④按制造门叶的材料分为钢闸门、铸铁镶铜闸门、木闸门、钢筋混凝土闸门和组合材料闸门。另外，有些闸门如翻板闸门可借助水力自动启闭，称为水力自动闸门。选择闸门形式需要考虑其在水工建筑物中的位置、尺寸、设计水头、运用条件、制造能力和安装技术水平等因素，要求做到泄流时水流条件好、止水严密、启闭力小、操作简便灵活、检修维护方便等。平面闸门和弧形闸门是***常用的门型。在工作闸门中，大型露顶式闸门和高水头潜孔式闸门多用弧形闸门，船闸上多用人字闸门和横拉闸门，检修闸门和事故闸门一般都用平面闸门。制造门叶的材料近代多用钢材，而钢筋混凝土多用做需要借自重关闭施工导流底孔的封堵闸门。