隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，改善城市生態(tài)環(huán)境品質(zhì)，構(gòu)建城市生態(tài)安全格局，建設(shè)生態(tài)環(huán)境持續(xù)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(gòu)建特色鮮明的城市空間格局，營造特色水網(wǎng)系統(tǒng)，完善綠地系統(tǒng)。景觀河道治理成為提升城市水系生態(tài)的重要舉措，液壓壩設(shè)計技術(shù)的成熟在景觀河道工程中運用已經(jīng)十分廣泛。但是經(jīng)過我們的調(diào)研，大部分液壓壩在結(jié)構(gòu)方面仍有改進和優(yōu)化的空間。

2 液壓壩的結(jié)構(gòu)原理

液壓壩由擋水閘門及液壓啟閉設(shè)備組成，運行方式為動水啟閉，可局部開啟或關(guān)閉，門葉采用主縱梁結(jié)構(gòu)，門葉材料一般選用Q235B鋼或Q345B鋼，擋水壩面和底軸支承于兩個底支鉸上，可繞底支鉸旋轉(zhuǎn)，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吊耳連接于壩背面，主液壓缸安裝于壩后基坑內(nèi)，支撐桿通過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(nèi)。液壓泵站放置于兩岸，通過油管控制主液壓缸和解鎖液壓缸。門葉頂端設(shè)有破水裝置設(shè)置，防止閘門局部開啟或閘頂溢流形成負壓或振動對門體產(chǎn)生破壞。底支鉸采用鋼制底座，門葉和底軸支承于底座前端，門葉向下游適當傾斜，閘門在開啟狀態(tài)時，打開手動回流閥，液壓缸在門葉自重和水壓力的作用下，也能夠自行收縮，門體橫臥在閘門支鉸后的鎮(zhèn)墩上，實現(xiàn)泄洪。液壓壩示意結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。

3 液壓壩結(jié)構(gòu)設(shè)計問題分析

對正在施工或已建成的工程進行調(diào)研后，發(fā)現(xiàn)了設(shè)計中出現(xiàn)的一些問題和不足。

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吊耳連接于壩背面，主液壓缸安裝于壩后基坑內(nèi)，支撐桿通過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(nèi)。主液壓缸和解鎖小液壓缸均安裝于很深的基坑內(nèi)，機坑積水無法有效解決，液壓缸長期浸泡于水中，嚴重影響其使用壽命，如圖3所示。泥沙和雜物一旦進入基坑，阻止液壓缸升縮及擺動，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(xiàn)象，或者小液壓缸發(fā)生故障，此時，活動壩面無法臥倒，人力又無法干預解決，尤其是洪水來臨時，這種情況非常危險，支撐桿結(jié)構(gòu)存在嚴重的安全隱患。

3.2 底支鉸結(jié)構(gòu)及安裝

底支鉸上游側(cè)主縱板在閘門全關(guān)時為避免與門葉面板碰撞，對面板、底止水等干涉部位進行局部切割，在支鉸和門葉連接處設(shè)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，閘門在多次開啟關(guān)閉后，止水橡皮密封不嚴，容易出現(xiàn)縫隙。水頭較高的情況下，此處存在漏水現(xiàn)象，如圖4所示，結(jié)構(gòu)設(shè)計有待優(yōu)化和改善。

部分液壓壩采用底支鉸預先套于門葉底部套筒上，保證了底軸同軸度，但是現(xiàn)場安裝時容易因誤差累積出現(xiàn)底支鉸與預埋件無法嵌套，底支鉸又不容易與門葉分離從而無法調(diào)試的問題。

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，使閘門開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期置于水中浸泡，出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。

3.3 側(cè)止水壓板結(jié)構(gòu)

閘門側(cè)止水安裝在閘門側(cè)面突出面板上，采用P型止水，側(cè)止水壓板采用傳統(tǒng)矩形壓板，通過螺栓連接，如圖9所示。在安裝調(diào)試時，使止水橡皮與另一扇閘門側(cè)面板進行預壓縮，使其在止水摩擦適當?shù)那闆r下起到封水效果。在閘前擋水情況下，側(cè)止水在水壓力作用下，矩形止水壓板結(jié)構(gòu)無法完全抑制止水橡皮壓縮量，產(chǎn)生漏水縫隙。

3.4 門葉分節(jié)

液壓壩可適應河道寬度，不設(shè)中墩，跨距內(nèi)設(shè)置合理間距閘門，調(diào)整門葉寬度或高度即可。當閘門尺寸超過運輸車輛管理規(guī)定時，閘門門葉整體運輸須辦理超限運輸相關(guān)手續(xù)，而且運輸過程繁雜。常規(guī)做法是閘門在出廠前進行預組裝調(diào)試并水平分節(jié)，運輸?shù)焦さ噩F(xiàn)場后焊接成整體，由于工人技術(shù)及現(xiàn)場施工條件的影響，門葉焊接后會出現(xiàn)應力變形或受力不均等情況，對閘門整體運行有一些影響。

4 液壓壩結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究

4.1 支撐設(shè)置優(yōu)化

液壓壩不再設(shè)置支撐桿，整體結(jié)構(gòu)由門葉、底座和液壓缸組成了類似于三鉸拱的穩(wěn)定直角三鉸結(jié)構(gòu)，擋水時，門葉與地平面傾角為60度，液壓缸鉛垂直立，只受軸向力，力學結(jié)構(gòu)優(yōu)異。門葉向下游適當傾斜，液壓缸安裝于底座末端，底座安裝于閘底板的預埋螺栓上。閘門在開啟狀態(tài)時，打開手動回流閥，液壓缸在門葉自重和水壓力的作用下，也能夠自行收縮，門體橫臥在閘門支鉸后的鎮(zhèn)墩上，實現(xiàn)泄洪。