高水头环境下气动盾形闸门安全性研究

常 富，冀振亚，耿长兴，胡 博

(水利部长春机械研究所，长春 130012)

我国台湾地区于2000年左右开始取得气动盾形闸门在亚洲的代理权，2006年前后，国内通过台湾地区的代理方引进该技术，先后在北京的清河和新凤河进行示范应用，效果良好。但初期在国内水利工程中的推广应用极不顺利，一是作为新生事物，大家对其可靠性和技术成熟度有所怀疑，这需要一个逐步适应的过程；二是作为核心部件的气袋及橡胶附件、控制系统等需要进口，整体造价高昂，后期维护不便；三是国内企业没有掌握相关核心技术，也成为其在国内大规模发展应用的瓶颈。

经过十几年的快速发展，国内气动盾形闸门技术逐渐完善成熟，并已先后在北京、山东、陕西、甘肃、新疆、河南、贵州等二十余省市做了上百座工程，其优异的性能、良好的生态景观效果、较高的使用寿命等特性，赢得了市场的广泛赞誉。从最初的低水头闸门(挡水高度0～4 m含4 m)，已发展出高水头闸门(挡水高度4～8 m含8 m)，挡水高度的显著变化，显然对气动盾形闸门的系统设计、结构及运行安全等方面提出了更高的要求。笔者将在本文中着重探讨此问题，以期为广大气动盾形闸门设计人员及工程应用单位提供参考。

1 低、高水头划分依据

随着气动盾形闸门挡水高度的增加，一个是闸门及气袋的结构尺寸变大，另一个水对闸门的压力也成指数性增长，这样带来的结果是气袋圆弧半径及其内压力不断增加。气袋充气后线张力的简化公式为T=PR，P为气袋内充气压力，R为气袋圆弧半径。……