专利名称：浮力程控自动闸门的制作方法
技术领域：
本发明属水利水电技术领域。它在水工闸门的分类上属屋顶式闸门。
据查证，原始的屋顶式闸门是由美国人怀特(Jasiah White)在1818年发明，开始建造时，为了迷惑群众而编造了一个故事，宣扬是建造捕捉狗熊的大型陷井，而得名为熊井闸门(Bear-trap gate)。熊井闸门在美国的发展，先后在十项工程中建造，历时88年，最大孔口尺寸达48.6×5m。美国工程师派克(Parker)在1916年著作的《水的控制》(The Contral of water)一书中，详细地描述熊井闸门在工程实践中，普遍出现自浮、自锁和不同步等现象，而遭致破坏，并指出“这种闸门的失败有两大原因(1)设计不良，闸板比例不当，容易在降落时自锁；(2)由于横向刚度不够，在降落时发生严重的不同步。”该书出版后，在美国的工程界就没有人再采用这种闸门。
后来，这项技术传入欧洲，约在1930年由瑞典人胡柏(Huber)设计改进成屋顶式闸门。可以说，具有近代先进技术水平的扇形闸门和鼓形闸门，也是在总结各种屋顶式闸门的工程实践基础上，创新改进而成。
我国第一座浮体闸建造于1968年9月，即河南省临颖县水利局建造的黄龙渠浮体闸(8×2m)。随后该县水利局又于1970年7月建成大郭浮体闸(26.5×4.5m)，作为技术革新成果在1971年广州秋季交易会上展出，紧接着全国各地在短短的几年内，先后建成约23座浮体闸工程。为此水利电力出版社于1973年1月出版了《浮体闸》一书，使浮体闸在全国各地得到广泛应用，至今全国已建浮体闸工程约50座。但工程实践证明，初期建造的浮体闸均存在严重的自锁、自浮、失控和不同步等现象，而且暴露出检修难、寿命短、封水差、操作运行性能不好和闸板结构破坏等严重问题。后来，经查证文献，才发现我国的浮体闸在结构外形，运行特性和存在问题上与美国的熊井闸门极为相似，为此有人宣扬，我国的浮体闸将与美国的熊井闸门具有同样的下场。
本发明人于1972年接受了洛阳市金水河水库溢洪道浮体闸(26×6m)的设计任务，针对浮体闸工程实践和模型研试中暴露出的严重问题，结合长期从事水工闸门和金属结构设计、制造、安装的心得体会，大胆地进行十项创新改进——增设钢结构中间链杆和增强整体刚度的铰接微动装置；改进闸板结构计算条件和廊道阀门系统；改进封水连接、施工吊装和检修支撑等。该浮体闸于1974年8月竣工，便立即经受一次意外的“垮坝洪水”的强烈冲击检验，浮体闸快速地升闸挡水，升降灵活自如，没有任何自浮、自锁、失控和不同步现象。特别是河南省出现“75.8”特大洪水灾害后，河南省水利厅领导决定在该闸进行高水位的运行操作表演，让参加会议的各地、市、县水利局长都来参观，以便大力推广到各水库溢洪道上。1975年10月17日进行高水位操作表演，结果其良好可靠的操作运行性能使参观的各级领导欢心鼓舞。其后一批水库溢洪道相继修建了浮体闸。洛阳金水河水库溢洪道浮体闸的研试和设计改进成功，标志着第二代浮体闸的诞生。至今运行20多年，性能稳定可靠，尚未大修过。
值得提及的是1982年8月3日，河南省辉县石门水库溢洪道浮体闸(47×6.25-7m)的事故性破坏，意外地为第二代浮体闸的设计、施工和操作管理做了一次十分宝贵的“破坏性试验”，为浮体闸的发展提供了最有说服力的科学依据。因为，事故现场的调查报告、照片和当事人的口述材料证明第二代浮体闸设计的各项原理、原则和计算假定是安全可靠的；凡是按设计图纸要求制造的各种钢结构零部件和正常施工的钢筋混凝土构件，都经得起这次特殊的超倍负荷“破坏性试验”而未破坏；该浮体闸共有18个闸板单元，用强劲的“铰接微动装置”和环氧树脂砂浆接缝封水联结成“半刚性”整体结构，结果只破坏了10个闸板单元，尚有8个闸板单元保留完好，并自动降落到设计位置，不受相邻闸板单元破坏时超倍负荷的传递影响；已破坏的闸板单元，其破坏的部位和形状各不相同；凡是施工、焊接、安装有质量隐患的部位和钢结构焊接件都破坏了；凡是施工、焊接质量好的均无损坏。因此，施工质量差，存在着许多严重的质量事故隐患，是该浮体闸发生事故性破坏的根本原因；而操作管理上的失误则是破坏的外因，因为只要遵守县防汛指挥部的指令和多年来已明确规定的操作运行守则——汛期或暴雨期间严禁高水位操作运行，确保水库安全，这次破坏事故完全可以避免发生，因为该闸按规定守则操作已安全运行6年，并计划全面检查维修。但从这次意外的事故性破坏中，也得到许多有益的启示必须全面的创新改进浮体闸的设计、施工、安装和运行管理条件，为发明创造浮力程控自动闸门提供新思路和理论、实践依据。
1988年10月，以水利部黄河水利委员会勘测规划设计院的名义，编印了《浮体闸技术服务说明》，并指出“我院在浮体闸工程设计和研究方面，具有较丰富的实践经验。1972年设计的洛阳市金水河水库溢洪道浮体闸(26×6m)和1975年设计的辉县石门水库溢洪道浮体闸(47×6.25-7m)，经过施工和长期运行检验，证明是成功的。过去浮体闸性能上出现的不同步，自锁、自浮、失控、耐久性差、检修难等问题，都基本上得到解决。因此，它被公认为第二代浮体闸诞生的标志。我院为此接待了全国各地30多个省、市、县的有关人员采访，并先后为有关部门提供了100多套设计图纸，计算书和交流资料。为了大幅度降低造价，同时亦为了进一步推动浮体闸的发展，更好地为我国水利水电建设事业服务，我院将承担浮体闸技术咨询和第二、三代浮体闸设计任务。技术服务和收费标准如下(1)浮体闸工程设计(跨度大于50m以上)，将比按相同泄量标准设计的橡胶坝节约投资额的1/2～1/5收取设计费；(2)以浮体闸为主的新型小水电工程，将比按常规设计的小水电工程节约投资额的1/3～1/10收取设计费；(3)对其他单位新设计的浮体闸工程技术咨询，如果不能提出三条以上改进意见和减少工程投资，一律免费咨询。一般咨询费只收取比原设计方案所节约投资额的1/3～1/10。配合该服务说明，由本发明人编写了《浮体闸新技术综述与展望》印发全国有关单位。本文较全面的总结我国浮体闸的发展过程和经验教训，初步提出了第三代浮体闸的设想方案和改进意见，并对浮体闸工程与中小型水电工程相结合，提出一些新观念和新思路。随后，曾结合一些工程项目的方案论证比较，对第三代浮体闸进行更深入、更系统的探索研究，并撰写了《浮体闸技术的发展与推广应用》，刊登在全国优秀科技期刊《水利水电技术》1994年第一期，文中第一次正式提出第三代浮体闸设计方案和附图。总之，本发明人曾对第三代浮体闸门进行长达20年的探索研究，它将比第二代浮体闸更完善、更先进、更经济和更安全可靠，但遗憾的是尚无工程实践检验，具体内容细节也从未公布于众，第三代浮体闸研究成果的最大错误，是屈服于浮体闸的传统观念和结构造型，没有取得突破性的新成果，只是对原有的设计、施工条件进行修修改改，日臻完善。不过，事物的发展总有量变到质变的过程，并遵循“否定的否定”规律，它为浮力程控自动闸门的创造、发明提供丰富的依据和方案对比，大有前事是后事之师，失败是成功之母的感慨！该发明的目的，就是博采当代科技进步成果和浮体闸工程实践经验，为水利水电工程建设创造发明一种具有当代先进技术水平的水力自动兼容微机遥控的新型闸门，替代目前广泛使用和技术经济指标落后的各种常规闸门(含船闸门型)，并为二十一世纪的水利水电工程建设提供一种操作运行安全可靠，维修简便、使用寿命最长、施工期最短、综合造价最低的换代门型。另外，该发明与一整套新技术、新设备、新工艺相结合，创造一种新型的活动闸坝水电工程，替代常规的和目前世界各国仍大量采用的混凝土闸坝水电工程，并为中低水头、水电工程的施工导流和一次性截流围堰挡水提前发电开创新途径，从而使我国的中、小型水电工程建设将取得突破性进展当年开工，当年建成泄洪冲砂闸坝工程(浮力程控自动闸门)，当年建成简化船闸工程，当年施工截流，当年利用截流高围堰首批机组发电、第二年以电养电滚动筹资建成，第三年开始用电费收入偿还贷款本息。它将使我国的水力自动闸门和中、低水头水电工程建设处于世界领先水平。
该发明的任务，就是全面系统地解决好浮体闸工程实践中暴露出的十大技术难题，使浮体闸的升降性能、自动化操作运行性能、封水性能、维修性能、耐久性能、抗暴风浪冲击震动性能，抗泥沙淤积性能，以及设计美术造型、旅游景观、联合消能工、安设微型整装水力发电机组、综合经营管理、施工工艺、施工期、工程造价等，有所创造，有所前进。并与一整套新技术、新设备、新材料、新工艺、新政策、新观念相结合，使我国江河的全方位滚动开发治理，迅速走上自行筹资、自行收费、自行还贷、自行建设、自行管理的“五自”工程模式。
该发明具有四大命名特征第一，它来源于我国第一、二、三代浮体闸门的大量研试成果和广泛的工程实践经验，它的根和基础是浮体闸，它的升降工作原理、五连杆机构传动原理和结构荷载设计条件等，完全与浮体闸相同。因此，它只能姓“浮”，即按浮体闸的工作原理、设计、运行经验，不必再做任何模型试验，就能直接设计出能确保安全可靠运行的浮力程控自动闸门。第二，它广泛应用水力学、结构力学和机构力学的原理，对浮体闸存在的问题，进行全面又系统的创新改进，可以说，除标准化的螺钉、螺帽外，99％的零部件都与浮体闸不一样，创新改进的深度和广度都是创纪录的，量变产生质变，因此，可以改名为“力·程控·自动·闸门”，名字的第一个字是“力”，即表示一切创新改进都是按力学原理来进行，不是随意按主观愿望行事，如多功能支铰封水联合装置，柔浮中间链板，通用型检修支撑装置、永久性封水装置等。第三，它设置十分复杂又完善的多功能廊道阀门操作管理系统，使它能按照设计程序和各种设计水位，进行水力自动和微机遥控操作运行。它区别于传统的水力自动闸门，均以设计容器增加的水重作为平衡力来自动升降闸门；新设计则按设计程序的电气线路和各种水位的连通管装满很小容量的塑料瓶、拉动拉线开关，用蓄电瓶电源打开特制的电磁阀，就能操作气动蝶阀来自动升降闸门，即“程控·自动“区别于传统的“水重平衡·自动”。第四，它具有水工闸门必须具备的性能和特征一快速启闭闸门、严密可靠的封水装置、良好的耐久性能、良好的施工、安装、维修条件，能安设检修闸门进行大修等，因而其类别划分属“闸门”，而不像橡胶坝、浮体闸的类型属活动坝或活动堰。总之，按这四大特征命名为“浮力程控自动闸门”是科学又严谨的。
该发明的技术方案所必要的技术特征和附加技术特征，有如下十项1.首创多功能永久性支铰封水联合装置，这是一项技术性和专业性很强的发明专利技术，也是浮力程控自动闸门具有当代先进水平的重要标志。对浮体闸支铰结构形式和封水结构装置的结合，曾花费20多年时间进行探索研究，也曾构思过许多结构形式方案，但由于传统观念和技术的束缚，未能取得突破性进展，直到近年编制本发明说明书和绘图过程中，才逐步完善为较理想的成果①打破传统技术闸门支铰传递集中荷载，改为连通式的铰链钢管转动接触面支承，传递均布荷载，消除应力集中破坏难题；②利用铰链钢管转动切线支承面，增加电刷铬层保护，作为永久性封水，解决了支铰结构装置与封水结构装置相结合问题；③利用“镜面密封”新技术、二硫化钼润滑剂、镍铬不锈铜板、不锈钢零件和电镀铬层防锈等，在闸板单元分缝处，即铰链钢管的端部设计了永久性密封铰轴传动抗拉装置，并解决接缝及转动面的永久性封水问题，其最大特点是传动铰轴和面镜密封零件，按设计的程序总装配后，不能拆换取出，保证永久性安全运行，与钢筋混凝土结构共寿命，极大地简化了支铰封水联合装置的施工安装和维修；④仅靠铰链两端的铰轴和座板埋件承担主闸板向上水压分力(拉力)是不够安全的，故每个闸板单元增设三套弧面止轴板焊接件共同抗拉，并兼齿槛消能；⑤为了增加支铰钢结构挑流坝的掺气消能和射流水撞击消能，并与主闸板下半部梁板结构消能、消力池齿槛消能，组成较经济合理的新型“联合消能工”，在铰链焊接工字梁上焊接三角棱形铸铁消力齿和锥形射水管，并埋设输送压缩空气的掺气管；⑥在闸墩侧面封水与支铰端部转动面相交处的封水处理是一个技术难题，目前各种闸门都没有成功的经验，都发生严重的漏射水现象。为此改用精加工和电刷铬层保护的焊接钢结构园盘，利用“镜面密封”原理来消除漏射水现象，并达到永久性封水和长期不需维修的要求；⑦在闸墩一侧铰轴的端部安设三套转动装置一是压力水输送密封装置；二是压缩空气输送密封装置；三是闸门开度泄量指示器。以上各项结构装配和工艺条件见
图1、图2的文字说明一节。
2.采用新型的主闸板结构。浮体闸的大量工程实践证明，主闸板结构形式和形状，对浮体闸的升降性能和安全可靠性影响极大，特别是辉具石门水库溢洪道浮体闸，经受了暴风浪冲击和强烈的震动考验，强大的风浪冲击使整座门体结构和闸墙结构发生强烈震动和响声，巨大的声响和晃动使管理人员坐立不安，结构设计上虽然考虑了风浪冲击的动力系数1.5，但焊接的钢结构中间链杆还是发生断裂破坏(主闸板升高50mm)，主闸板支铰应力集中产生的灯泡状裂缝有所发展，接缝封水的环氧树脂砂、浆局部破坏，由此证明现有浮体闸主闸板设计条件不适应暴风浪冲击震动；其次，是主闸板的施工预制和吊装工艺限制主闸板形状不宜复杂，尺寸不宜过大，要做大改进难度大。浮力程控自动闸门的主闸板就是针对这两项技术难题来改进和造型。首先，把主闸板的施工安装工艺改进为就地就位土模成型浇筑施工和一次性埋设钢结构焊接件，极大地简化和加快施工安装，而且主闸板单元宽度、结构长度和形状尺寸等不受吊装机具条件限制。其次，把主闸板顶部改为折线型，折线高约800mm，以满足柔性组合型上副闸板和柔浮中间链板的最小检修安装空间要求。其顶部曲线则按真空堰溢流曲线条件设置，以达最大的流量系数。这两个条件相结合，必然产生主闸板在最高档水位置，其顶端要潜入水面下约400mm，这样暴风浪冲击时，其挡击面不是主闸板悬臂端的刚体平面和与钢筋混凝土结构上副闸板形成角状刚体，而是一个尖嘴状曲面体，这样风浪冲击力的上半部沿曲面爬升越过门顶而下，不产生风浪冲击力的反作用力，风浪冲击力的下半部则沿柔性组合型上副闸板作切线运动，并以柔克刚，产生的反作用力显然很小。但也产生一项很大的副作用，即反复巨大的暴风浪波动，势必带动主闸板上下浮动，弹柔性的上副闸板要比刚性结构产生更大的弹性共震变形，因此，一次暴风浪就可能把闸墩两侧的水压式橡皮封水磨损破坏，为此，采用了三项补救措施一是在主闸板顶部侧面设置抗暴风浪冲击弹性锁定限位装置，来限制主闸板大幅度的自由浮动，并与水压式橡皮封水联合抗阻；二是在下副闸板支铰铰座钢梁焊接件上，设置弧面止轴板弹性限位装置，限制下副闸闸板的自由摆动而产生共振现象；三是最有效的措施是及时利用微机遥控操作系统降落浮力程控自动闸门约500mm，局部开启泄流，暴风浪就难以冲击闸门。总之，抗暴风浪冲击和震动装置是尽量减轻其影响，是浮力程控自动闸门设计造型一项重大举措。再次，把主闸板下半部改成梁板式消能结构，既节省钢筋和混凝土用量，又利于形成新型“联合消能工”，但在高水头泄流条件则宜改成连续的空心板结构，并利用挑流坎空中消能的“联合消能工”。还有，主闸板的支承方式有所改进，主闸板卧倒位置顶部支承在下副闸板铰链焊接件，钢对钢线接触支承，消除集中荷载的应力集中问题，并增设旧轮胎橡胶板弹性垫块，消除冲击荷载。另外，中部支承梁尽量靠前移，减少顶部支承跨距，适应溢流水深动水压力大的特点。其细节说明见图1、图3、图4的有关文字说明。
3.采用柔性组合型上副闸板结构来代替钢筋混凝土结构闸板。它来源于橡胶坝和柔腹浮体闸的工程实践和研试成果，但不是简单的移植套用，而是扬长避短，并结合浮力程控自动闸门的运行性能、支撑维修条件和施工安装工艺特点，加以创新和配套组合，如柔浮中间链板、链条状水压式橡皮封水装置、特制弧形钢结构固定衔接装置，从而产生质的飞跃，具有很大的新颖性、创造性和实用性。其技术特征是①柔性闸板是由7～12mm厚的尼龙布橡胶板与直径6.2～12.5mm的钢丝绳粘结组合成，橡胶板不分闸板单元，粘接联成整幅，其宽度与闸门总宽度相等，另加宽600mm作为侧封水折叠用；但钢丝绳的配置则按闸板单元来划分，每个闸板单元设置4根，主要满足抗暴风浪冲击的运行要求，并防止尼龙橡胶板老化产生的永久变形，经长期运行会使闸门的挡水高度不断增高变化。钢丝绳的标准长度必须严格控制，而且每根钢丝绳需由熟练工人编织成环状，用4个特制滑轮固定在两端的弧形钢结构固定衔接装置，为了适应钢丝绳抗暴风浪冲击时，产生强大的集中拉力，增设抗剪精制螺栓强化联结，并用120×5mm尼龙布橡胶板将钢丝绳粘结固定。②其两端用特制弧形钢结构衔接装置来联结，该装置还具有闸板转向抗拉、抗弯、侧封水圆弧过渡、钢丝绳固定强化微动铰接和主闸板顶部弹性支承多种功能。另外，必须指出其每节的长度仅为2.2m，以便与闸板单元的接缝错开，部分起到强化微动铰接的整体性联结作用。③柔性组合型上副闸板的侧封水连接处理是一项技术难题，既要满足闸板柔性变形条件，又要与主闸板和下副闸板的侧封水有连续性和弯曲、转动、拉直的良好衔接，经多方案研究比较，最后采用链条状水压式橡皮侧封水装置，它是利用双道螺栓、双套筒垫板、双层橡胶板和较长的条形钢板来联结固定水压式橡皮封水，并增强横向刚度，防止过大的自由变形和漏水，再利用水压式橡皮封水的反用力和摩阻力作为柔性闸板的支承点，从而提高封水装置的稳定性，不致产生过大的自由变形和大量漏水。④作为柔性组合型上副闸板的组成部分，就是柔浮中间链板，两者相互依存，相互制约，相互成型，不可分离。其结构装配和工艺条件见图4的文字说明。
4.采用柔浮中间链板来替代钢结构中间链杆。在浮力程控自动闸门的最高档水位置，它是柔性组合型上副闸板的组成部分，只有在闸门升降过程中和卧倒位置，才显示出柔浮中间链板的形状和功能。它与第二代五连杆浮体闸的钢结构中间链杆有相似的功能便于连接上、下副闸板和封水；构成五边杆机构的运动机理，分别传递各构件的浮力和水压力；经大量模型试验研究和电子计算机运算检验，它极大地改善浮体闸的升降、运行性能；它可取消蓄水池充水起动闸门，而改用起动水头设计自动升起闸门；增强浮体闸整体性刚度，有利于消除浮体闸严重的不同步现象。但钢结构中间链杆却给浮体闸的施工、制造、安装、接缝封水处理，抗暴风浪冲击和震动、运行管理和维修等，带来众多的不利条件，并发生事故性的断裂破坏。该发明扬长避短，并出色地解决好这些技术难题，其特征是①柔浮中间链板的高度约为800～1000mm，将比浮体闸的钢结构中间链杆长一倍，有利于消除“二次起动水头”，并满足通用型检修支撑装置使用时，不致带动下副闸板，也为维修创造较好的空间条件；②塑料管的作用是加强横向刚度和浮力成型，每节塑料管的两端要用硬质塑料板热焊密封，并用粘接剂和橡胶板牢固地粘贴在尼龙橡胶板上；③在柔浮中间链板范围内，把耐老化的发泡塑料浮体，其断面尺寸约400×100mm，用粘接剂和橡胶板粘牢在尼龙橡胶板上，以达浮力成型作用；④特制弧形钢结构焊接件，是直接成型和传递分向水压力的骨干部件，其弧面长度略比顶部的弧形钢结构固定衔接装置长100mm左右。柔浮中间链板的结构装配和工艺条件见图4的有关文字说明。
5.采用新型下副闸板，来替代四点支承的钢筋混凝土板式结构。四点支承结构不仅在支铰支承处产生巨大集中荷载，需配置大量的辐射钢筋，而且由于闸板厚度有限，为了满足抗裂核算要求，需要配置很多的双向钢筋，钢筋密度很大，施工难度也大，曾造成严重的质量事故和断裂破坏，如果闸板单元宽度加大一倍，则问题会更加突出和难于处理，必须改进结构形式和支铰形式。本发明就是从支铰改进和就地就位土模成型施工工艺改进人手，改进为优化型简支梁板式钢筋混凝土结构，其特征是①把高精度标准台模预制吊装工艺，改进为就地就位土模成型连续性施工工艺，这是最关键的创新和突破，从而极大地简化施工安装，缩短工期和降低造价；②永久性支铰封水联合装置和柔浮中间链板的均布荷载传递，为优化型简支梁板结构的选用创造必需的前提条件，这样梁板的高度可按最优配筋率来选定，预计可节省钢筋用量50％以上，对抗裂校核也极为有利；③梁板结构的纵横断面形状见图4、图5所示，其卧倒位置支承点的跨度，这是抗弯强度主要条件之一，将比传统设计缩小1/3以上；④主闸板顶部支承和通用型检修支撑的支承都设在下副闸板铰链焊接件上，便于应力扩散和简化结构布置，也是一个重要特征。
6.采用新型的封水装置来替代常规的封水装置。浮体闸最大特点之一，是封水结构装置种类繁多，而且制造安装难度大，使用寿命短，维修拆换不方便，封水结构装置的总造价约占门体结构总造价的1/3左右。该发明突破传统观念和技术的工艺条件，把90％以上的封水结构改进为永久性封水结构装置，可以长期连续运行，不需维修拆换，具有与钢筋混凝土结构共寿命的特征，从而极大地简化施工安装，减少维修管理人员和费用，具有很高的实用性和经济效益，其特征是①把主闸板和下副闸板的支铰封水结构装置，改进为钢对钢线接触支承兼永久性封水结构装置，并配套采用镍铬不锈铜垫圈的“镜面密封”、二硫化钼永久性润滑剂、不锈钢零件和电刷铬层等新工艺，使整个支铰封水联合装置的耐久性长达数百年；②把主闸板单元间的接缝封水改进为钢筋网配合钢纤维彩色水泥砂浆拱形封堵，彩色玻璃球装饰美化，达到与钢筋混凝土闸板共寿命的要求，一旦局部损坏也易于修复。它来源于浮体闸环氧树脂砂浆封堵的实践经验，经过强烈的暴风浪冲击和震动检验，只有少量损坏，绝大多数完好。③把主闸板和柔性组合型上副闸板的侧封水，改进为水压式橡皮封水结构装置，闸门升降运行时，关闭压力水源，使封水橡皮与闸墙分离，减少封水橡皮的磨损和摩阻力；当闸门关闭挡水时，打开压力水源，使封水橡皮挤紧，而达到良好的封水效果，这是大型活动闸门封水技术上的一项新突破，特别是主闸板侧封水与支铰端部转动面相交处的钢圆盘结构永久性封水装置相配合使用，将使浮力程控闸完全消除漏射水现象，这是目前各种闸门都难于做到的。④下副闸板单元接缝处的封水装置更为简化，中部空间为钢模板预制的竹筒骨架沥青木屑加热拌制成型的浇筑模板，上部接缝则用优质油毡片封堵。⑤下副闸板的侧封水，由于装卸拆换条件限制，不宜采用水压式橡皮封水，改用耐老化塑料管和橡胶垫块弹性压紧的封水结构装置，其中埋入混凝土中的不锈钢螺帽，需先用强力粘接剂粘牢在角钢焊接件上，并在螺帽的端部用冲压成型的白铁皮帽盖粘接封堵。新型封水结构的装配和工艺条件见图6的文字说明。
7.首创主闸板工字梁转动式施工台模，为闸墩两侧的高质量高精度扇形封水工作面服务。浮体闸的工程实践证明不管工人技术水平如何，不管如何精心施工，由于主闸板侧封水钢结埋件的转动平面的偏差与闸墩扇形封水工作面的施工偏差的累积误差，往往造成侧封水钢结构埋件与闸墩扇形封水工作面发生局部碰卡造成很难看的刮痕，并使封水橡皮挤压破坏，浮体闸的挡水高度越大，问题越突出、越严重。该发明就是使闸墩扇形封水工作面的大面积高空作业产生的平整度偏差与转动施工台模的安装偏差相一致，这是很容易做到的，因为闸墩形封水工作面的平整度是由转动施工台模刮平测定，后期，用二期混凝土将主闸板工字梁转动式施工台模与主闸板连接，即能确保其高质量高精度要求。必须指出，为了适应转动台模的施工条件，闸墩扇形封水工作面的墙体结构和工艺流程必须加以改进在扇形工作面的标准尺寸范围内，预留约50mm深的钢筋网二期混凝土坑槽，并埋设足够数量的插筋；施工前把基面打毛冲洗，后立即焊接固定钢筋网，并用较稠的细骨料混凝土(需掺一定数量的早强剂)分层填筑至钢筋网内面；紧接着自下而上分层绑扎钢丝网，并按转动台模的标准基线抹平水泥砂浆，初凝后及时用转动台模标准木板基面检验其平整度，局部不合格者及时修理；每层初凝时间和开始填抹上层水泥砂浆的时段，根据当时气温条件，由值班技术人员签字决定；整个扇形工作面，必须是三班制连续作业，中间不允许停工待料，全部施工完成后，立即由质检验收人员用转动台模检查平整度，如果局部偏差值超过允许值要及时磨平处理，如果偏差值很大无法处理，则需打掉重新施工；检验合格，立即挂上草席洒水养护七天；该扇形封水工作面的光滑度，涂刷耐老化、耐曝晒的新型涂料来保证。这套转动施工台模的特征是①就地就位立木模浇筑800mm宽的钢筋混凝土工字梁，其外形轮廓与主闸板完全一样，并按设计要求埋设好封水角钢焊接件和抗暴风浪冲弹性锁定限位装置的钢结构支架焊接件；②用侧封水角钢的螺孔安设固定一条平直的木质板条基准面，作为转动施工台模检验和控制扇形封水工作面的主要依据；同时焊接固定临时拉杆、脚手架，安全网和踏板；③在闸墩顶部悬臂板预留一个吊装孔和机架螺栓埋设件，安设一台拉力约1000kg的手动电动两用卷扬机，通过安设在钢结构支架焊接件上的4倍率滑轮组，来操作转动施工台模。还须强调指出，为了防止万一，在钢筋混凝土工字梁顶部支承位置的闸底板上，要放置一批旧轮胎，防止堕落撞击破坏，并配合使用圆木支撑辅助，确保施工安全。
8.首创通用型检修支撑装置，这是浮力程控自动闸门推广应用和“包维修”承诺不可缺少的技术特征。浮体闸的工程实践表明，浮体闸是由数十个独立的闸板单元组装成，重量达数百吨乃至上千吨，曾使用过传统的起重机吊装检修，难度很大，费用很高，时间很长。后来，曾改进为粗放型人工操作转动式支撑装置，但效果不佳，曾发生事故性破坏。因此，要把数十个巨大又笨重的闸板单元，不用任何起重机具，仅靠闸门自身的浮动和升降，同时均匀地支撑固定，并且准确地降落到特殊的球面支承板上，这种高精度通用型检修支撑装置，必须有一整套严格的工艺流程来保证。所谓通用型就是数十座乃至上百座浮力程控自动闸门，共用一套检修支撑装置，并把定期维修拆换磨损部件搞成一条龙社会化服务，不需管理单位操劳动手。其技术特征是①通用型钢管支撑构件，由标准长度的优质无缝钢管与精加工的球面支承板，焊接座架，微调螺钉连接板，焊接螺帽等，在特制高精度台模上组装焊成，必须严格控制和消除焊接变形，这是标准化的高精度通用型构件，它共用于某种系列范围内的所有浮力程控自动闸门，除第一座闸门外，其他不必再造，从专门仓库借用即可；②精加工的凹形球面支承座板，要严格的按设计中心线间距焊接在下副闸板的铰链腹板上，并与弹性限位板配合焊接，检验合格后电刷铬层保护球面；③在标准的台模上，先定住固定已装配焊好的下副闸板支铰封水联合装置，按1∶1的木板断面模型所显示的标准倾斜位置，装配上通用型钢管支撑，然后调整定位固定主闸板顶部钢梁焊接件，经检验合格后，把联结钢板焊接固定，同时用3个螺栓临时固定支撑座板焊接件。这里最关键的工艺流程是由于钢结构焊接件受运输、搬动、撞击、温差等影响，加上混凝土浇筑振捣所产生的变形，以及安装误差等的累积偏差，导致各通用型钢管支撑球面中心点不可能有相同的空间座标位置，有的可能大大超过偏差允许值，因此，每一座浮力程控闸门在施工结束验收前，要进行一次设计挡水位的操作运行检验，合格后立即安装通用型钢管支撑，并用微调螺钉将各支撑球面支承中心点调整在一条直线上，然后开闸降落上游水位，这时浮力程控自动闸门将随上游水位降落而相应降落，当主闸板顶部曲线段降落到距设计检修支撑高程标志(红色画线)尚有50mm时，停止降落并由潜水员穿潜水服水下检查各支撑球面中心点与凹形球面支承中心点的偏差值，逐一记录在案；如果偏差值都超标过大，则关闸升起闸门，在水面上调整合格；如果只有少数偏差值大一些，则由潜水员水下调整合格，随后缓慢降落支撑住，但主闸板还在水中漂浮，只有小部分重量支承受力，这时潜水员可用重锤敲击，使支承面完全吻合正位，以便上游水位降落到最低水位时，电焊工下去将各个支撑座板焊接件与联结钢板焊牢，并将3个临时固定螺栓改焊为抗剪锚焊螺钉，最后刷涂新型防锈料保护。最后关闸升起闸门，并测量各支撑球面中心点与标准直线的偏差值，逐一编号记录在案，为以后定期检修支撑时，安装调整的依据。但是经过几十年的操作运行和暴风浪冲击震动，可能产生累积的结构永久变形偏差，因此，其后每次检修支撑时，都需由潜水员水下检查无过大偏差，方允许排空水位进行检修支撑。这就是保证这套通用型检修支撑装置安全可靠使用的全部工艺流程。如果违背该工艺流程，必然导致个别支撑超负荷破坏和主流板局部破坏。
9.创造一种新型的双道钢索尼龙橡胶板检修闸门，这是附加技术特征。在设计浮力程控自动闸门时，尽量设法不用检修闸门挡水也能定期进行检修支撑和拆换损坏零部件，例如与机电设备大修期相配合，20～30年定期大修一次，把上游水位排空至闸底板以下即可。但有些低洼的河道，航运、湖泊、海岸的闸坝工程，最低水位要高出闸底板很多，必须设置检修闸门才能定期检修支撑。当今世界上尚无好办法和好门型来解决大跨度闸门的检修门问题。根据国外钢索单板橡胶坝的工程实践经验，结合浮力程控自动闸门的推广应用条件和设计造型特点，构思设计了该发明。这是附加技术特征，没有它浮力程控自动闸门也能存在，只是限制它的推广应用范围。其特征是①两根承载钢索用特制的拉紧螺杆在强化锚座上由人力张拉固定，钢索与尼龙橡胶板的联结，用特制弯板焊接件和双螺帽压紧固定；②为了便于安装，运输和保管，尼龙橡胶门板，可由1～7块组装成，其装配组合方式，见图8组装简图，连接处用标准螺栓和垫圈压紧封水即可；③设置特殊的门框埋设件，尼龙橡胶板与水下埋设件的螺栓联结与拆卸，由穿潜水服的工人来完成；④利用浮力程控闸门主闸板顶部曲面形状和特制弧形钢结构焊接件，安装特制木质楔块，直接承受一部分水压力，可以较好地改善尼龙橡胶板和钢索的受力状况和荷载分配，并提高其安全可靠性；⑤该发明可用于跨度12～152m，挡水高度2～8m的泄水孔口作为检修闸门；但如能形成系列化标准配件，统一制备，保管和社会化检修服务，则可共用于所有浮力程控自动闸门。
10.设置多功能的廊道、管道、阀门、机电设备操作管理系统，为闸门的现代化操作运行，综合经营管理和旅游景观创造必需的条件。浮体闸和所有水力自动闸门，都有自己独特的充排水廊道和阀门操作管理系统，但过于简单粗放，功能很不完善，给操作运行管理造成诸多因难和不便。该创新系统将是当今世界上最先进和功能最完善的操作管理系统它既有水力自动化(无人管理)操作运行系统和微机遥控操作管理系统；又有微型整装水力发电机组(自备动力电源)，潜水泵站、管道加压泵站、高压水罐和压力输水管道网，为封水橡皮压力水、生活供水、农业喷灌供水，旅游景观喷射水，定期冲沙排淤射水等提供廉价水源；还有微型空压机组、高压储气罐和输气管道网，为气动蝶阀、高压空气喷射防冰冻和压缩空气掺气提供安全可靠的气源；还有交通、观测、排水、灌浆廊道系统、充排水廊道阀门操作管理系统和闸底板空心板系统。这套阀门、廊道操作管理系统的平面布置、断面立交布置和细部装配关系，见图9、图10、图11所示和有关文字说明。其技术特征是①设置新型的水力自动化操作系统和装置，实现水力自动化操作运行的充排水阀门，一律改用具有当代先进水平的冲气式气动蝶阀(LCL-10型，江苏省宜兴市第一轻工机械厂首创产品，通径50mm～500mm)，这样只需很小容量的电瓶，用电磁阀打开通气管，就能操作多套冲气式气动蝶阀，从而实现水力自动升降闸门。简略的设计程序是在正常运行时，所有排水阀门都关闭，进水阀门打开，浮力程控自动闸门随上游水位的变化而自动升降挡水，不需人员管理；当来水量超过发电灌溉供水等用水量，水位超过门顶溢流，自动平衡进出水量，也不需人员管理；当洪水来量较大，水位达到设计泄洪水位，这时水流自动通过特设连通管流入塑料瓶，充满水的重量会自动拉开拉线开关，从而将特制的电磁阀打开，就能自动关闭充水的气动蝶阀，并同时打开支铰喷射水流撞击消能排水管的气动蝶阀和闸墩排水孔道的气动蝶阀，浮力程控自动闸门就能实行自动降落泄洪；洪峰过后或在正常泄流过程中，当上游水位降至最低兴利限制水位时，特设连通管内的浮筒装置会自动拉开拉线开关，从而按预定的设计程序，相继地将输气管的特制电磁阀打开，先关闭有关排水孔道的气动蝶阀，后打开进水管道的气动蝶阀，浮力程控自动闸门即能快速升起挡水，并随水位的变化而自由浮动，不需要人员来管理；如果万一出现特大暴雨和洪水袭击，库水位猛涨至最高洪水位，这时，虽然第一套水力自动化装置已打开运行，但由于降落速度缓慢或出现意外故障，闸门尚未全开泄洪，为了确保工程防洪安全，设计了第三套水力自动化操作装置(过去的水力自动闸门一般都没有这套保险装置)，水流通过特设的连通管流入塑料瓶，充满水的重量会自动拉开拉线开关，由闸墩内安设的微型整装水力发电机组提供的电源打开由电动缸操作的圆盘射流门槽悬臂定轮闸门，该闸门设置在大型等惯性排水管道挑流坎出口处，可确保浮力程控自动闸平稳快速地降落到底进行安全泄洪，在水力自动闸门中采用大型等惯性排水管道是首创。②设置微机遥控操作管理系统和配套装置，不仅浮力程控自动闸门的全部操作管理可由微机遥控操作，其他设施如水力发电机组，有关泵站、排淤冲沙专用管道阀门、灌渠引水，喷射水撞击消能，掺气消能，压力管道喷灌、旅游景观灯饰等，也由微机遥控操作，还有水力自动化系统和装置也可由微机遥控双重操作，即当库水位尚未达到水力自动设计水位时，可提前遥控操作开闸泄流，泄空出较大的防洪库容，以便增加滞洪效益。但这套微机遥控操作管理系统的电气部分安装，一般不与工程建设同步进行(重大工程除外)，其费用不计人工程投资，而是在工程建成运行数年后，由滚动开发筹措的资金来扩建安装，并由电气工程师根据每项工程的运行实况进行专门设计和安装验收。还要指出，这套微机遥控操作的重大特征，是浮力程控自动闸门能卓有成效地实现快、慢速灵活升降和局部开启运行，并由大型等惯性排水管道出口的圆盘射流门槽悬臂定轮闸门来控制，该闸门由新型电动缸来操作，这是一项首创的新技术。③微型整装水力发电机组安设在闸墩的预留空间内，进行低水头、小功率发电，为闸门自动化操作运行和闸坝工程管理单位开展综合经营服务，提供廉价又可靠的电源，这在世界闸门建设史上是首创。初步选用甘肃工业大学水机教研室研制的“全贯流微型整装水轮发电机组”，其水头1～7m，机组容量1～100kW；当水头较高时，则可采用湖北省陆水枢纽工程局自动化设备厂生产的“MAA-1型全自动整装微型水轮发电机组”，其水头6～20m，机组容量5～40kW。另外，从小流域和梯级工程滚动开发的发展战略考虑，在一岸的闸墩边上，预留小水电站机组位置，见图11标记8～12所示，用综合经营滚动开发和抵押贷款来筹措资金，按小流域规划和小水库群所能提供的发电水量，设计建造配套的小水电工程，为水利行业和水利工程管理走向企业化提供新模式。有电、有水、有滚动筹措资金和技术人才，一种社会主义市场经济的新兴企业—供电、供水、供饲料、供食品、供冷库，结合现代化养殖、种植的综合实业公司，一定会兴旺发达起来。这是由兴电引发出来的最大经济效益和社会效益。④生活供水和工农业供水操作管理系统，利用浮力程控自动闸门操作运行的潜水泵、管道加压泵、常压水罐和输送管道系统，先开展小规模、小范围的生活自来水和农田喷灌用水服务，后逐步推广扩展服务区域，待配套小水电站建成后，则发展成专业化的生活供水、工业供水和农业喷灌、滴灌社会化服务，发挥水利基础产业的优势。⑤发展现代化养殖和种植经营管理系统、利用廉价可靠的电源、压力喷灌、雾灌水源，库区水域和消力池水域，先搞中等规模的网箱和消力池养鱼，当年投资，当年赚大钱，用此当龙头来带动其他生物链养殖业和暖棚、果林种植业，其经营布局范围由规划设计文件明确规定，原则上与有关院校的技术入股联合经营，并对附近居民实行技术培训和示范经营，也是水利行业职工走向企业化经营必由之路。⑥旅游景观和旅游服务设施，这是当代水利水电工程建设必须认真考虑的新课题。浮力程控自动闸门结合闸墩管理房、泵站、公路桥、果林绿化区、养殖区的建筑美术设计，已构成一座很有观赏价值的景观工程，特别是主闸板溢流、喷射水撞击消能、高压水喷雾设施，再配合现代化的霓虹彩灯相辉映，构成一幅很瑰丽的动态立体旅游景观，并利用滚动开发筹措的资金再兴建一些水上娱乐场所、垂钓公园，四季花公园、水上餐厅、渡假村庄等，就会形成水利水电效益、现代化养殖种植效益和社会旅游效益三结合的新模式。⑦交通、检查、观测廊道系统，每个闸墩增两个楼梯井和相应的交通廊道和观测设备，管理人员可方便地到有关部位进行操作、检查和观测，这是过去的设计未曾有过的。⑧射流撞击消能和冲沙排淤管道阀门系统，这是一般闸门设计上很少考虑的。为了保证射流撞击消能有足够的压力水源，设置专用压力水管道和由潜水密封电动缸操作的半球体阀门。当浮力程控自动闸门升起挡水，可旋盖上铜制喷嘴，改装成喷雾景观，喷射时间和长短可由微机遥控操作控制。闸底板上的端部设置冲沙排淤管道，在岸闸墩的出口处，设置圆盘射流门槽悬臂定轮闸门控制，由电动缸操作。为了提高冲沙排淤效果，可配合射流泵船定期开闸泄洪冲沙排淤，使它具有抗泥沙淤积性能。⑨交通公路桥的设置问题，原则上不同时修建公路桥，因为其造价接近或超过浮力程控自动闸门，而该闸门的最大优点之一，就是大跨度水力自动升降，省掉许多闸墩和机架桥工程量。但考虑到社会经济发展的需要，闸墩上预留建桥的条件，该桥只能是大型拱桥、新型预应力钢筋混凝土箱形桥或斜拉桥，即中间不宜有闸墩。如果一定要设置较多的桥墩，可改在消力泄末端建简易公路桥。
本发明的优特点突出，共有八项①操作运行性能安全可靠，在任何恶性灾害情况下(如强烈地震、特大洪水、凌汛排冰、严重的泥沙淤积、巨量的推移质，电源线路中断等)，都能进行正常操作运行和水力自动化快速升降、并能稳定在不同开度控制泄量；②使用寿命很长，耐磨抗冻性能很高，一般可连续使用100～500年，其中每隔20～30年拆换侧封水橡皮和柔性组合型上副闸板，并对少量钢结构埋件表面刷涂料保护，维修量和维修费都较小；③闸门的设计跨度可达100～150m，挡水高度可达10-20m，可建造成世界上最大孔口尺寸的水力自动闸门；④工期最短，一座大型浮力程控自动闸门工程(含水工结构)的工期约3～6个月，闸门的施工安装可与水工结构流水作业和就地就位交叉进行，其他闸门无法做到；⑤造价最低，目前世界各国一致公认，橡胶坝是最经济的一种闸坝，一般比常规闸坝节约投资30～70％，节约钢材30～75％、水泥30～50％、木材约60％，但据分析对比，同样泄洪规模(非孔口尺寸)的浮力程控自动闸门(含水工结构)将比橡胶坝还节省投资10～30％；⑥具有真空堰的流量系数和新型联合消能工效益，即比常规闸门所采用的宽顶堰形式减少30％的闸孔宽度和消力池长度；⑦具有较高的综合经营和滚动开发效益，由于在闸墩内安设了简易的全贯流微型整装水发电机组、生活供水和工农业供水泵站系统，并在总体规划设计上，增设了旅游景观、工商市场、交通路桥和现代化养殖、种植基地，利用水、电、资金、科技、人才优势，为综合经营和滚动开发创造十分有利条件，预计2～4年可还清工程贷款本息，5～8年可滚动建成水利型农工商联合企业；⑧具有广泛的实用性和很高的推广价值，不仅可用于各种河道的拦河泄洪闸，河口地区挡潮闸，现代化大型船闸，还特别适用于滞洪区分洪闸、水库溢洪道泄洪闸、多泥沙河流的灌溉引水闸、节制闸，以及新型水电工程的多功能拦河、导流、泄洪、冲淤闸。另外，不仅可在中小型水利水电工程上推广应用，也可在大型、巨型水利水电工程上推广应用。
下面结合附图和具体实施方案，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明多功能支铰封水联合装置图。
图2是图1的细部详图。
图3是本发明主闸板顶部结构和抗暴风浪冲击弹性锁定限位装置图。
图4是本发明柔性组合型上副闸板、柔浮中间链板和新型下副闸板的装置关系图。
图5是本发明新型主闸板、新型下副闸板和柔性组合型上副闸板的横断面图。
图6是本发明所采用的新型封水装置图。
图7是本发明通用型检修支撑装置图。
图8是本发明双道钢索尼龙橡胶板检修闸门图。
图9是本发明所采用的各种阀门装配关系图。
图10是本发明闸墩廊道阀门系统断面关系布置图。
图11是本发明廊道阀门系统的平面布置图。
图12是本发明实施方案的工程结构断面图。
图1所描述的是多功能支铰封水联合装置的结构装配和工艺条件，铰链钢结构焊接件8是由优质无缝钢管，其外径80～160mm，壁厚4～6mm，每节长5m，与钢板焊接工字梁、腹板、端部接缝封水钢板、加劲板、锥形射水管9、三角棱形铸铁件31组装焊成，其关键的工艺条件是组装焊接必须在特制的标准台模上，先夹紧点焊固定，经检验合格，两个焊工按设计顺序和方向同时焊接，严格控制焊接变形，特别是无缝钢管，其任何方向都不允许有弯曲变形，如有变形发生则需加热顶压纠正。铰座型钢焊接件6，主要由槽钢、角钢、埋设螺栓固定角钢与压缩空气输送管3、弧形止轴板焊接件7组装焊成，工艺条件与上述铰链焊接件相同。耐老化封水橡胶管4是双保险设置，老化后可钻孔热灌聚氯乙烯胶泥补救。铰轴永久性密封装置，是采用“镜面密封”新技术进行设计，由二硫化钼润滑剂15、镍铬不锈铜垫圈13，不锈钢螺钉18、精加工镀铬轴承16、锡焊铝板密封盖17、镀铬铰轴11、不锈钢止动螺钉12、油毡垫圈14、镀铬铰轴座圈19组装成，其中镀铬铰轴座圈与铰轴座板埋件5的焊接不是在铰轴座圈边缘的焊缝，而是有一段距离的弧线上，以保证接不破坏铰轴座圈的镀层；还有一项工艺要求是镍铬不锈铜片20的粘接固定，为了保证该转动间隙封水寿命长达数百年，故采用侧面锡焊来固定镍铬不锈铜片，并要求工厂用铣床对铰链焊接件的端部封水钢板铣出该弧段。特制混凝土管1及特制钢丝网水泥管2的埋设位置和倾角必须准确。铸铜喷雾旋盖10是在非汛期增加喷雾景观才安装，汛期喷水撞击消能取掉。压缩空气掺气消能喷气嘴装置，是防止水自由进入输气管道，铸铜套管29是便于螺纹连接，特制塑料半球形阀门28用特制弹性橡胶座27粘接固定在铸铜旋盖26，当接通压缩空气储气罐，弹性橡胶座会压缩变形，即自动喷气；关闭输气管阀门则会自动封闭防水侵入。
本图还显示主闸板与多功能支铰封水联合装置的衔接关系，其中特制钢丝网水泥管21的端部接缝处，要设置沥青毡垫和刷涂防水涂料，严防有漏射水现象。在闸墩侧面的端部设置直径400mm的气动蝶阀22，作为闸室排水阀门使用。连接钢管23要用水泥砂浆填缝并与锥形射水管9点焊固定。主闸板钢筋与铰链锚筋连接采用北京市建筑工程研究院研制的锥螺纹钢筋接头24新技术，省掉大量焊接工作量，不仅可加快施工进度，还可减少焊接变形，提高施工质量。特制混凝土排水管25是按船闸等惯性输水理论设置，即靠近排水廊道出口的数量少，远离的数量增多，不是等距离布置。
图2是图1的端部详图，其中镀铬铰轴法兰盘1，由焊接的不锈钢螺帽2来固定，与精加工镀锌永久封水座盘焊接件3是轻压配合，待整个支铰封水联合装置总装配调整验收合格后，用二期混凝土5来固定。闸门开度指示器镀锌座盘6与镀锌套管4用压配合固定，滑动铜套7与水管接头8是动配合装配，保证镀锌套管4能随闸门铰链转动，而与水管接头8的转动面不致漏水。同样，镀铬轴套9与滑动铜套10是动配合装配，保证连接铜管14随闸门铰链转动时，不致漏气。闸门开度电气线路刻度盘13，需经电气工程师专门设计，以便微机遥控显示屏能看到闸门的开度和相应的泄量。装有干电池的指示针12用螺栓11与镀锌座盘6联结。特制铸铜水气分流器17与输气铜管18及输水铜管20均为螺纹连接，并涂抹胶泥封水。铸铜弯头16与输气铜管14及输水铜管18的螺纹连接端部要设置特制铜质挡圈防止漏气或漏水。镀铬螺纹封盖15与特制铸铜水气分流器17的连接也要涂抹胶泥封水。管道标准铜质螺帽旋紧件19埋入混凝土内。橡胶垫板21与水压式橡皮封水22的斜切面粘接固定，为了便于与铰链钢管封水的衔接，增设特制不锈钢板焊接件25和圆形橡胶条封水26，用不锈钢焊接螺帽接件24联结，螺帽端部用锡焊铝板盖23密封。在主闸板挡水的极限位置设置特别形状的橡胶板27进行压紧密封，并用相似形状的钢板28，由标准螺栓29联结固定。
必须指出，全部多功能支铰封水联合装置加工制造完成后，要在工厂进行总装配验收，检查合格后，甲、乙方代表要在验收报告上签字，并在各单元构件上编写上装配顺序号，在接缝处打印上中心线对接标志。最后用喷砂除锈法将焊接钢结构外观表面(埋入混凝土的表面除外)清理干净，涂刷新一代防腐涂料(北京房山区交通特种防腐涂料厂产生的NSJ特种涂料，该涂料应用核技术辐射改性而成，极大地优于常规涂料)，并用北京市建筑工程研究所和江苏省泰州市电器开关厂共同研制CGJ-8型高压无气喷涂机，比空压机喷涂设备提高工效22倍。另外，文中所提电刷镀铬，不是传统的直流电刷镀工艺，而是采用辽宁师范大学实验中心研制的脉冲电刷镀设备及工艺，其镀层质量和镀层厚度才能达到永久性封水要求。
图3所描述的是主闸板在最高极限位置时，顶部结构装配关系和抗暴风浪冲击弹性锁定限位装置的细部详图。该装置潜没在最高挡水位以下，一般看不见其外形，并在扇形封水工作面以外，保证闸墩的埋设件与侧封水装置无干扰。主闸板顶部曲线段的侧封水角钢特制埋件是一个独立的混合结构包括抗暴风浪冲击弹性锁定限位装置的支架焊接件1；顶部钢梁焊接件2的一小段(约1000mm长)；侧封水装置曲线过渡段角钢埋件3；局部扩大的钢板埋件4；喷气镀锌钢管5，这些构件都需在工厂装配焊接。闸墩预留坑槽二期混凝土钢架埋件6是解决风浪冲击荷载的应力扩散问题。用废木条钉制成型的内模7与竹筒内模8是减轻端部重量，利于减少起动水头。预制钢丝网水泥弧形板9是当内模使用，并强化顶部结构，要用水泥砂浆固定两侧端部。强化肋板10共3块，即两端封堵各一块，中间专设一块。二期钢筋混凝土12的浇筑要用特制钢模板成型，并严格控制其施工质量，两端的接缝17要凿毛处理，钢筋网端部要用锥螺纹钢筋接头13。钢筋混凝土圆形封堵板15。周边要凿毛处理，并用高强度水泥砂浆14填缝密封，防止长期累积渗水相互影响。用充气胶袋作活动内模成型的空腔16，必须清除施工过程中的积水和杂物，才能用封堵板15密封。顶部钢梁焊接件2的单元接缝处，设置强化微动镀铬铰轴18，轴孔也要电刷铬层保护，代替浮体闸的鱼尾板微动铰接。
抗暴风浪冲击弹性锁定限位装置的限位盘焊接件24的埋设，不能按传统的观念和设计座标尺寸去进行，必须等待到浮力程控自动闸门竣工验收试运行，反复升降操作多次，并检验通用型检修支撑装置合格，最后焊死支撑座板，蓄水升起闸门，拆除全部通用型钢管支撑，挡水至最高水位，这时将限位盘埋件24与限位轴装配定位，用微螺栓23固定，经检验合格，再与钢架埋件6焊牢，这样可以有效地消除全部施工安装累积偏差和各闸板结构承受最大设计荷载后的累计变形偏差，但考虑到长期运行后的永久变形会增大，因此微调固定限位盘埋件时，还宜预留5mm间隙，暴风浪冲击时，这个间隙将会自动弥合。限位轴焊接件25是镀铬保护，其与支架焊接件1的焊接，是在园盘周边进行，影响镀铬层质量较小。挡圈26是连接转动施工台模才使用。为了增强弹性锁定作用，设置不锈钢弹性卡具，用不锈钢抗剪梢钉19来定位，再用不锈钢埋头螺钉20来固定。不锈钢开口限位板22与限位盘埋件24，在工厂焊接固定。弹性锁定盘埋件32的调整固定是按支架焊接件1的弹性锁定轴的中心线为依据，即弹性锁定盘埋件的中心点沿闸门转动轨迹方向偏离弹性锁定轴中心线约90mm(偏向上游侧)，保证在限位时，弹性锁定轴球面中心点在锁定滑块28的峰顶附近。其中，焊接锁定轴27的端部加工成球面体，表面进行淬火处理，整个焊接件进行镀铬保护。特制锁定滑块28需进行精加工和表面淬火处理，并镀铬保护。弹性橡胶垫板30可由旧轮胎割制成，老化失效后，定期拆换新的。不锈钢螺钉29与焊接固定的不锈钢螺帽31联结。
图4新描述的是柔性组合型上副闸板，柔浮中间链板和新型下副闸板的装配关系图。其中，塑料浮筒1是柔性组合型上副闸板与柔浮中间链板的分界标志，但实际上柔性组合型上副闸板延伸至与新型下副闸板联结处，两者相互依存，相互制约，相互成型，该浮筒长度不受闸板单元宽度限制，而由采购的实际长度来选定，两端需用塑料板热焊密封，并经浸水检验，不能有渗漏水现象，在工地安装现场用尼龙橡胶板条粘接在柔性组合型上副闸板上。耐老化的发泡塑料浮体2，其断面尺寸约为400×100mm，长度粘接成连续体与闸门宽度相同，为了防止浸水和老化掉块，采用工程塑料薄膜包封粘接在柔性组合型上副闸板上。特制弧形钢结构焊接件4，是柔浮中间链板直接成型和传递分向水压力的骨干部件，其外形尺寸和构造与上副闸板顶部的特制弧形钢结构接件略有差别，即弧形钢板加长约100mm，但省掉弹性支承钢板16。除弧形钢结构焊接件外，主要配件有连接螺栓6；抗剪精制螺栓7；特制焊接钢丝绳滑轮17。
柔性组合型上副闸板的构造是选用7～12mm厚的尼龙橡胶板13，其宽度不分闸板单元，而粘接成连通性整幅；每个闸板单元配置4根直径6.2～12.5mm的钢丝绳14，来限制尼龙橡胶板的弹性变形和老化所产生的永久变形，用特制焊接滑轮17固定在弧形钢结构焊接件上，并用120×5mm尼龙橡胶板15来粘贴固定，另外，考虑长期运行的弹性变形和永久变形，钢丝绳和尼龙橡胶的安装长度要比设计尺寸小30～50mm，链条状水压式橡皮封水装置是柔性组合型上副闸板最关键的组成部分，因为柔性尼龙橡胶板在闸门升降过程中，会产生较大的水位差(经大量模型研试测定其数值达4.2m以上水头)，必然导致尼龙橡胶板的大幅度自由变形，并产生巨大的水流通道，而破坏浮力程控自动闸门的优良升降性能，形成所谓水力自锁现象。如果把柔性组合型上副闸板的侧封水改成刚性结构，则破坏主闸板、柔浮中间链板及新型下副闸板良好的过程衔接，接头处的寿命会极大地缩短，唯有链条状水压式橡皮封水装置才能出色地解决此难题。其装配和工艺条件见图6的文字说明。
新型下副闸板的主要特点，就是把传统的四点支承钢筋混凝土板式结构，改进为优化型简支梁板式钢筋混凝土结构8，并把施工工艺由高精度标准台模预制吊装，改进为就地就位土模成型连续性施工，极大地节省了钢筋用量、施工期和工程造价。其中角钢焊接件5是连接柔性组合型上副闸门的埋件，混凝土支承梁是新型下副闸板就地就位施工的标准台模，又是直接支承面，省去了钢垫块埋件。同样闸底板混凝土斜面和闸板单元间的肋形梁20也起到标准台模和均匀支承作用，这样新型下副闸板在卧倒位置的支承计算跨度比常规结构减少1/3以上，这对高水位操作运行的校核计算特别有利，又可节省大量钢筋。弹性橡胶垫块10是减缓主闸板在失控区的冲击荷载，可用废轮胎割制粘接拼装成，并用U形螺栓11固定。把主闸板卧倒位置支承在新型下副闸板的铰链焊接件12的竖向钢板上，并用连通的园钢18作为支承体兼永久性封水，保证不致产生自浮现象，也利于消除应力集中问题，另外，在铰链焊接件12的胶板上，焊接通用型检修支撑装置的凹形球面座板和弹性限位板，也是一项重要特征。如果有安设双道钢索尼龙橡胶板检修闸门要求，则需安设门框埋件19，为了在施工过程中安装调整有关封水零件，需增设密封孔口3，施工安装验收完成后，用钢筋混凝土预制板封堵，周边用水泥砂浆填充密封。
图5所描述的是新型主闸板，新型下副闸板和柔性组合型上副闸板的横断面图，其中新型主闸板横断面显示三种结构组合一是主闸板上部空心板结构断面3，闸板单元接缝处的沥青木屑竹筒预制封水内模板2及永久性装饰封水1，封水装置的细部详图见图6，空腔由充气橡胶袋活动模制作，空心板最薄厚度为100mm，钢筋布置按均布荷载连续梁设计；二是主闸板下部梁板式消能结构4，这是创所改进的重要标志，但当基础为岩石可放宽消能要求，或设计水头较大，为了改善闸板结构受力的状态，也可改为与上部相同的空心板结构，梁板式结构的钢筋设置，按T形梁和连续梁双向设计，肋板的设置主要是增加消能效果；三是主闸板工字梁转动施工台模的断面装配关系，钢筋混凝土工字梁6的纵断面外形与主闸板完全相同，并承担埋设侧封水角钢埋件，施工后期把连接插筋焊接并用二期混凝土填筑，即构成主闸板组成部分，该工字梁设计宽度是1000mm，实际制作宽是800mm，工字梁下翼板边缘距闸墩侧面为400mm，是保证最小的安装空间。施工安全拦杆7是临时焊接固定，施工完后烧割掉可供重复使用。防滑踏板8也是临时绑扎固定，施工完后要拆除清洗干净。最关键的是利用侧封角钢埋件的螺孔安设固定平直精制的标准基面木模10，用来严格控制钢丝网水泥扇形封水工作面11。
新型下副闸板的钢筋混凝土梁板结构16是按筒支T形梁设计布筋，并验算最高水位卧倒简支条件的布筋，闸板单元接缝采用沥青木屑竹筒预制板封水内模15简化处理，两侧的闸板单元宽度增加1m连续浇筑，侧封水角钢埋件17与主闸板侧封水角钢埋件不相同，详见图6。
柔性组合型上副闸板的横断面为连通性，不分闸板单元，但每个闸板单元内要安设4根钢丝绳来强化和减少拉伸变形，其中钢丝绳14用尼龙橡胶板13粘结在连通的尼龙橡胶板12表面，侧封水只需弯折过来与链条状水压式橡皮封水联结成整体即可。
图6所描述的是所采用的新型封水装置图，其中主闸板侧封水装置图显示侧封水角钢埋件2安设在主闸板转动施工台模1的边缘上，如果工程有压缩空气吹冰防冻要求，则需焊接输送压缩空气的镀锌钢管3，输送压力水的镀锌钢管4需安装铜管5并点焊固定，特制水压式橡皮封水10，需用盖板6，垫图7，套筒8和螺栓9来联结固定。与该封水装置相配套的闸墩扇形封水工作面的横断面设计是在浇筑闸墩混凝土时，用模板预设60mm深的标准扇形坑槽15，并埋没足够的插筋17，当扇形封水工作面开始施工前，先将坑槽表面凿毛和冲洗，后焊接固定少数的钢筋网格16，便于把钢筋网14点焊固定，接着用高标号细骨料混凝土填筑坑槽15，并掺足量的早强剂，便于人工自下而上分层填筑，当混凝土开始初凝，紧接着分层绑扎钢丝网13，其后用高标号水泥砂浆12抹平，并用转动施工台模基准面木模板条来控制平整度，整个扇形封水工作面需连续作业完成，如遇下雨，需遮盖防护，经检查验收合格，挂草席浇水养护七天，后喷涂耐老化的新型仿瓷涂料层11，装饰要平整光滑耐磨，减少封水橡皮的磨损。
柔性组合型上副闸板链条状水压式橡皮封水装置，把尼龙橡胶板18弯折后，用双螺栓压板19，垫图20，套筒21，夹板22及螺栓23联结成型，作为第一道封水装置。同样用压板垫圈、套筒、夹板及螺栓将水压式橡皮10联结成第二道封水装置。采用双排螺栓及加长压板是增加横向刚度，防止在闸门升降过程中产生的水位差，迫使柔性的橡胶板大幅度变形，形成水流通道影响浮力程控自动闸门的升降性能；而水压式橡皮封水的功能更突出，由于高压水使橡皮在闸墩侧面产生很大摩阻力，限制柔性橡胶板不能自由变形和产生水流通道，这是改用柔性组合型上副闸板条件下，必须妥善解决的重大技术课题。
新型下副闸板的侧封水装置，由于安装和维修条件所限，不宜采用水压式橡皮封水，而改用工程塑料管34和橡胶弹性支承组合成的封水装置，侧封水角钢埋件25埋设在新型下副闸板边梁24上，为了创造拆换焊接不锈钢螺帽27的条件，设置一个特别的空间，不锈钢螺帽端用锡焊冲压成型的铝板帽盖26密封，内装黄油防锈保护联结螺钉29，盖板28设置钻孔30是起平衡水压力作用，橡胶管32粘接在橡胶板31上，起弹性支承作用，粘贴成型的橡胶板33，则用强力粘接剂粘牢在盖板28上。新型下副闸板单元接缝处的封水，采用预制沥青木屑板35及钢板模预制的六角形沥青木屑内模封水37，其中竹筒36是强化便于搬运，顶部接缝设置一层沥青毡片38。作为就地就位浇筑的成型土模40的浇筑表面要用泥浆涂抹并粘贴一层塑料薄膜39。
新型主闸板单元接缝封水造型最有创新性和耐久性，就地就位施工的主闸板41要用钢板模预制的八角形沥青木屑内模封水52作接缝内模板，其中竹筒50要用园木51钉成排架，便于成型和搬运，每节长度约2m，接缝处用防水涂料粘接。用特制钢模预制漏斗形沥青木屑内模封水51，每节长度约1.5m，所有接缝都需用防水涂料粘接，其中锚柱钢架50，钢板与混凝土边接触的要磨园，每隔500mm焊接一根钢筋柱便于其端部与锚固钢筋47焊接固定，然后，从主闸板铰链焊接件工字钢边缘算起，每隔500mm钻孔点焊固定冲压成型薄钢板球面体46，并要求沿闸门宽度方向拉线，控制其中心点在一条直线上，接着用万能胶把彩色玻璃球粘牢，同时点焊固定钢筋网48，随后填充热拌沥青木屑49，其表面呈拱形，冷却后填抹钢纤维水泥粗砂浆44，层厚仅约10mm，初凝后再涂抹一薄层硅粉彩色水泥砂浆强化保护和美化。值得指出，接缝顶部封口的浇筑成型，需用优质木料特制形状相同的模板，浇筑混凝土前涂抹废机油，填筑完后，用砌刀刮出三角形，初凝时再用硅粉水泥砂浆42填补，并把棱角磨成园弧。
图7所描述的是通用型检修支撑装置装配关系，其中通用型钢管支撑由优质无缝钢管3、精加工球面支承座2焊接座架4连接板5微调螺钉6及焊接螺帽7组装焊成，但必须在特制标准台模上进行，严格控制和消除焊接变形，并保证设计尺寸不超过允许偏差值。最关键的技术是支撑座板焊接件9的工艺条件，工厂只能根据1∶1断面木板模型来选定焊接标准台模的主闸板顶部钢梁焊接件10的倾角和标准位置，然后在标准台模的孔位板上用特制长螺栓将已焊好的通用型钢管支撑和支撑座板焊接件9装配固定在标准台模的孔位板上，即自动固定通用型钢管支撑的标准倾角和准确位置，接着用3个临时固定的螺栓14将联结加劲板15固定，并焊接在主闸板顶部钢梁上，待冷却后卸下孔位板上的特制螺栓，即算工厂装配焊接完成。还须指出每个闸板单元的两套通用型检修支撑装置需在标准台模上同时装配焊成。而将支撑座板焊接件焊死，并将3个临时固定螺栓改焊抗剪焊锚钉，是在工地试运行验收合格，并经潜水员水下检验调整合格，然后放空水位，在现场检修支撑荷载条件进行焊死。最后，关闭有关阀门升起该闸门，卸下全部通用型钢管支撑备用，全部工序才算完成。其中微调螺钉6是检修前在水面上安装好各通用型钢管支撑，调整各球面支承座中心点在一直线上使用。凹形球面座板1与下副闸板铰链腹板的焊接，也应在标准台模上与通用型钢管支撑调整合格后焊死，并把弹性限位板20装配焊上，接着装配焊接弧形止轴限位架16及不锈钢镶板17，后转动铰链焊接件至极限位置(如图中想象线所示)，把不锈钢抗剪限位板19及橡胶弹性垫块18粘接固定，保证弧形抗剪面与不锈钢镶板17精加工弧形紧贴，检验合格焊死不锈钢抗剪限位板19。图中弧形条状钢板楔块固定架13、固定螺栓12及园钢抗剪柱11，只有设置双道钢索尼龙橡胶板栓修闸门时才备有。
图8所描述的是双道钢索尼龙橡胶板检修闸门的结构装配，其中钢索4.5，用特制螺纹拉杆9、螺帽10、垫圈11、座架埋件12、套管13及门框埋件14联接固定，上层中部尼龙橡胶板2双幅悬挂在钢索4上，后用螺栓8、垫圈7、特制弧形弯板焊接件6与下层中部尼龙像胶板1联结挂在钢管5上面。另外为了便于尼龙橡胶板的搬运、保管和与门框埋件的螺栓联结，靠闸墩两则分出整幅的尼龙橡胶板3，用螺栓垫圈拼装成整幅尼龙橡胶板检修门，如图8组装简图所示。承受设计水压力后，必将产生较大的弹性变形，如图示的双弧形状。为了大幅度减少双道钢索尼龙橡胶板检修闸门的荷载，提高其安全可靠性，利用弧形条状钢板楔块固定架20，安设木质楔块把水压力直接传递到主闸板弧面上，这样该检修闸门的水压力荷载将由三大构件承担双道钢索；门框埋件螺栓固定联结；主闸板顶部弧面及木质楔块。从而比钢索单板橡胶坝更安全可靠。底槛角钢埋件15及两侧门槽埋件18，用有螺孔的钢板16及螺栓17来联结。
图9所描述的是本发明采用的各种阀门装配关系，其中主要的充、排水阀门，采用江苏省宜兴市第二轻工机械厂首创产品(CL-10型)冲气式气动蝶阀28，用特制锥形焊接件30和不锈钢螺钉29来联结，该锥形焊接件埋设在预制钢筋混凝土管31的端部。微机遥控的大型排水阀门，则采用射流门槽园形钢结构悬臂定轮闸门，该闸门由园形钢板焊接门体17、连接销轴16、悬臂轴20、黄铜滑动轴承21、铸铁定轮22等组装成。为了永久性封水和消除射流现象，取消传统的橡皮封水，改用精加工表面电刷铬层接触式封水，并在锥形管埋件18的下半部焊接半园形封水座27，同时在门体的上半部焊接半园形封水盖26，以便在闸门关闭时起密封作用。出口处半园形挑流坎19是根据浮体闸的运行经验，利用挑射水流封闭孔口，可防止消力池的高水位紊乱流态倒灌入闸室，而产生自浮现象，影响泄洪安全。焊接机座架15应根据厂家提供的HDG系列电动缸1的机座尺寸进行设计，并用不锈钢螺栓9固定。
射流撞击消能输水管进口和岸边闸墩发电管进口的控制闸门，具有特殊的运行检修条件—简便又良好的水下操作性能和耐久性能，为此特意设计一种新型半球形钢结构闸门，其操作作运行采用江苏省无锡县引进国外先进技术生产的HDG系列电动缸1，在水下用钢结构密封罩保护，并与特制园盘机架4及拦污栅管柱焊接成型，用不锈钢地脚螺栓9来固定。半球形钢结构门体7用镀铬销轴6与电动缸传动轴连接，然后用热拌沥青木屑8填充成型，门体的导向定位由3根不锈钢导轨来控制，导轨焊接在钢结构埋件10上面，并在门体的对应位置焊接3块导向座板13，用不锈钢螺钉14来固定铜滑块12。钢结构埋件10与半球形钢结构门体接触面用电刷铬层保护。整套闸门和电动缸可由潜水员在水下把吊环2安上吊索，并卸下固定螺帽，后用起重机吊出水面进行维修，也可在浮力程控自动闸门定期拆换零部件时，放空水位进行维修。
高压水锥形喷水阀灯饰装置，主要是为了增加旅游景观而设置，与浮力程控自动闸门微开溢流挑流坎瀑布和喷射水流撞击消能等景观相辉映。彩色灯罩32固定在标准灯座33，按选用灯座条件设计与螺纹套管38连接，该螺纹套管与十字钢管架座39焊接固定，电线通过钢管架座与灯座接通，精加工的铸铁锥形阀门36可用手沿螺纹套管转动，用螺帽34和垫圈35来固定，用以调整喷射间隙和水量。铸铁锥形阀座37和螺栓40与铸铜锥形管41连接，镀锌钢管42则埋设在混凝土预制块43，该预制块与闸墩浇筑埋设的输水钢管接通粘牢。铸铜锥形管也可直接与输水钢管烧焊对接。
本图还显示了水力自动操作运行拉线开关控制系统装配关系，其中特制混凝土管容器55，两端用预制混凝土块和水泥浆封堵成型，人工填筑混凝土固定，铜弯管50埋入其内并用水泥砂浆堆填成锥体固定，同样，铜套管54也用水泥浆与该容器连接，铸铜多孔螺纹旋盖53是防污物进入，铜管加工的套嘴51便于橡胶管52用铜丝绑扎固定，塑料瓶57用拉线开关44的拉线把胶管绑结在瓶嘴56，网架58是防止塑料自由幌动，并当塑料瓶装满水拉动开关后自动坐落其上。当库水位降落后提高塑料瓶将水倒空以备下次再用。上下两套水力自动拉线开关控制系统装置完全一样，只是控制水位有所不同，水力自动控制的程序是当洪水位升至开门设计水位60，连通管的水会很快充满塑料瓶，其重量足以拉动拉线开关，立即通过蓄电瓶电源的电气线路打开特制电磁铁气管阀门，充水管的气动蝶阀即会自动关闭，而排水管的气动蝶阀会自动打开，这时浮力程控自动闸门会缓慢降落泄洪，如果洪水来量很大，洪水位继续猛涨，当达到最高洪水位59前约半小时，第二套水力自动拉线开关起作用，这时电气线路接通的是电动缸操作的大型排水阀门，保证在10分钟内把浮力程控自动闸门全卧到底，这时的泄洪流量等于设计最大洪水流量，确保洪水位不会继续上升。当洪水过后，库水位会快速降落，当水位降至设计安全兴利水位61(或发电最低水位)，这时第三套水力自动拉线开关装置起作用，电气线路控制器关闭所有排水阀门，同时打开进水气动蝶阀，使浮力程控自动闸门能在数分钟升起挡水，并随库水位变化自行浮动，不需人员操作管理，在大型泄洪闸门上实现水力自动化无人管理，世界上是首创，而且所需电源是由闸墩内微型整装水力发电机组提供，不需任何电源和一套昂贵的输变电系统。第三套水力自动拉线开关装置的装配关系是分段埋设机械压制混凝土管49，用尼龙线46悬吊塑料瓶浮器47，内装铁砂48，其重量是以拉动拉线开关44，而塑料瓶浮器的大小则以装铁砂后能浮在水面上为宜，特别滑轮架45把拉线开关的线与悬吊塑料瓶的线绑结，其长度保证在设计兴利水位61时，恰好能拉动拉线开关。
图10所描述的是闸墩廊道阀门系统关系布置，其中，等惯性排水廊道1，是根据国外大型船闸等惯性排水系统的经验而设置。闸墩排水口6的上游侧设置半环状挑流坎，是根据浮体闸的运行经验，挑流坎后形成负压区可有效地封闭孔口，防止下游高水位尾水倒灌入闸室。该廊道的排水孔口用射流门槽园形钢结构悬臂，定轮闸门45来控制，微机遥控电动缸44操作运行。是浮力程控自动闸门不同开度操作运行的主要设备。该排水廊道的观测检修由闸墩排水口搭软梯进入，不另设检修通道。射流撞击消能专用钢丝网水泥预制管2，在闸墩用预制弯管与钢丝网水泥预制管38连接。射流喷水管3为等距布置每米宽一个。管状钢筋混凝土预制件40，埋设有新型半球形钢结构闸门的圆环钢结构埋件39，并通过现场浇筑的弯管与钢丝水泥预制管38衔接，从而构成独立专用的射流撞击消能的管道阀门系统。空心闸底板成型预制混凝土管30是作为内模使用，每节接头处刷涂新型防水涂料对接，以防振捣时跑浆。钢筋混凝土输气管4也是作为内模使用，接头处理同上。闸墩支铰侧封水预留二期混凝土孔口5，待全部支铰封水联合装置安装调整验收合格后，浇筑二期混凝土固定。全贯流式微型整装水力发电机组7，其容量约15～30kW，原则上先安设2台机组供操作运行使用，以后利用滚动开发筹措的资金逐步扩建装机，为了安全运行和便于维修，机组前配套设置简化型手动蝶阀8为事故检修门。排水管道出水口9由水力自动系统的冲气式气动蝶阀43控制。高压输水镀锌钢管10与锥形喷水阀灯饰装置13并联，由微机遥控阀门控制供水时间。生活供水蓄水罐11由闸室底板过渡砂砾层净化水源泵站管道系统18提供水源，顶盖19为钢筋混凝土预制板，由管道加压泵12和生活供水管道系统输送到各居民用水区。压缩空气球形罐15由小型空压机14的定期运行保持恒压，主要为各种气动蝶阀提供气源，高水位泄洪运行时也为掺气消能提供气源。常压力水球形罐17由生活供水管道供给水源，由微机遥控的阀门16控制水压式橡皮封水的充水要求，顶盖20为特制钢结构构密封门，兼施工安装和检修人员进出孔道。遥测电动水位计22，可用重庆水文仪器厂生产的DS-3型电传水位计或更先进的遥控水位计，可以及时观测到闸室水位变化情况，并在闸室水位达到最高值和最低值时，设有自动报警装置，闸室水位是通过检修人行孔道25相连通。水力自动化进水口21及有关操作运行装置，布置在楼梯井23内，便于安装和检修。双道钢索尼龙橡胶检修闸门的门框埋件24，也与楼梯井发生关系。安装维修专用密封门26使用的机会很少，采用钢筋混凝土预制板结构，周边用聚氯乙烯胶泥密封，使用时加热撬开，用完后再加热封堵。闸室充水管道进水口安设特制拦污栅27，以防止木头、树枝、污物进入。多功能廊道28具有交通、检修、观测、排水、灌浆、旅游等用途，并安设有观测管道29，可直接观测到闸室水位波动变幅和泥沙淤积情况。冲砂排淤专用管道31，只用于多泥沙河流，由特制钢丝网水泥预制管作内模成型，在中间闸墩立交处，需设置翻水涵管，由预制水泥管42与立模现浇的混凝土管41连接构成。射流撞击消能专用管道进水口，设置特制钢筋混凝土管40及闸门埋件39。水力自动排水管道出口，由冲气式气动蝶阀43来操作控制。
图11所描述的是廊道阀门系统的平面布置，显示出多孔的浮力程控自动闸门的岸边闸墩和中间闸墩的结构布置有所不同，并示意布置新型全贯流式机组预留位置和厂房结构简况，具体机组数量由工程设计选定，如果经过论证研究认为不可能增设机组发电，即可取消该预留位置。对于不重要的浮力程控自动闸门工程，一侧岸墩的廊道阀门系统可完全取消，集中在一个岸墩上进行操作运行管理，这样可以节省较多的工程量和投资。其中射流撞击消能专用管道的进水口1，也可取消中间闸墩的两个进水口，仅保留岸边闸墩一个进水口。大多数浮力程控自动闸门都不需设置双道钢索尼龙橡胶板检修闸门，为此所显示的底槛角钢埋件4可取消。闸墩和闸底板工作缝3的处理是一项新技术(江苏省水利建设新经验)，过去是按独立结构工作缝处理，尚需要设止水带，结构各自独立承受荷载，互不影响，现改进为简化的浇筑工作缝，结构相互传递荷载，把闸墩底板和库室底板设计成楔形体，闸室底板的抗滑动安全设计，全部由两岸的闸墩来承担，而闸墩和管理房的巨大垂直荷载，除由桩基承受外，两侧各增加一米宽悬臂板，即增加50％的基础面积，并在接缝处布置桩群来限制沉陷变形，这样抗地震的整体性和安全度会更高。如闸室宽度很大，中间需设置一条简化型浇筑工作缝，该接缝的断面加厚成梁状，并布置灌注桩来限制自由变形，该工程缝将起到微动铰接作用。射流撞击消能喷水管5的间距约为1m。为了强化闸底板结构刚度和便于按标准形控制就地就位土模成型施工，每个闸墩单元分缝处设置支承梁肋体系按下副闸板形状成型的梁肋6，连续支承梁7，检修通道加劲梁8，大型支承工字梁9，主闸板支承梁肋10。岸边闸墩发电管道进水口11由新型半球形钢结构闸门控制，并安设最大型号的全贯流微型整装水力发电机组13，其容量约为150～300kW。在岸边闸墩内设置生活供水管状沉井12，可安设多台潜水泵按需水量供水。专用冲砂排淤管道的出口14，由射流门槽圆形钢结构悬臂定轮闸门控制。预留机组斜面竖井式进水口16，由新型浮动拦污栅检修闸门16，新型全贯流式机组17，新型尾水管检修拍门18等一整套新设备，将使水电站的厂房结构极为简化，造价和工期大幅度降低。
本发明的最佳实施方案之一，是精心选择一个工程项目，它曾按常规的技术条件编制了可行性研究报告，水文、地质勘测资料具备齐全，但因地基条件差、技术保守、工期长、投资大、效益差、资金难于筹措，而暂停等待机遇。其主要技术经济指标是以灌溉、供水、发电、养殖、旅游、公路桥等为综合开发目标，灌溉引水量20m3/s，发电装机容量1500kW，总工期2年，总投资1500万元；地基为深厚有夹层的砂质壤土，复式河槽宽约230m，年平均流量37m3/s，设计洪水流量4600m3/s，灌溉渠道发电水头6m，由于供水要求，引水渠道常年不能断流，即要求拦河闸要设置检修闸门和冲淤设施。
经与业主部门联系商定，同意由本发明人与有关设计、施工单位协商认可，并正式签定合同协议，共同负责该工程项目的总承包，并实行设计、施工、管理、运行、维修、效益一条龙服务。另外，由于是第一项总承包工程，为了让业主消除风险顾虑，在合同协议上明文写出如果总承包的设计和施工，达不到国家质检部门验收的质量标准要求，可按《合同法》索取高额赔偿费，并扣留较大工程费款待运行5年，达到预估的滚动开发筹资效益，才予以支付清帐。可以概括地说，如能改用浮力程控自动闸门和一整套新技术、新工艺，定能得出突破性设计方案——投资工期倍减，综合经济效益倍增。经呈报有关上级部门审核批准后，正式开工建设。
突破性设计方案要点是选用2孔80×6m浮力程控自动闸门，作为拦河、泄洪、排淤、导流闸坝，并设置冲淤、排砂孔道和双道钢索尼龙橡胶板检修闸门；在滩台地堤岸上布置4台600kW的新型全贯流式水力发电机组或贯流轴伸式水力发电机组，厂房、进水口、拦污栅、事故检修闸门，冲砂孔道和尾水闸门均采用新型简化结构，并利用副厂房安装间设计15m宽的导流临时闸孔，与4孔电站进水口共同承担枯水期施工导流；利用电站尾水渠作为灌溉供水渠道引水口，设置迷宫堰分流口，超过渠道设计流量的发电尾水，自动分流于原河道，公路桥暂定为采用新工艺滑动钢模板平衡施工的钢筋混凝土箱形结构，最后由招标设计来选定更经济合理的桥型，该桥是三年后利用滚动开发筹措的资金来建设，其投资未计及在工程投资之内；旅游景观造型美术设计，聘请建筑美术工程师进行专门设计，景观项目有两岸闸闸墩管理房、电站厂房经营管理楼、两岸引桥喷水彩灯及栏杆、两岸对称的鱼池花坛喷景、两岸对称的工农业压力管道供水泵站管理房景点、护岸工程、水面游乐景点、工程管理区花园式绿化景观等；现代化的养殖、种植场所和附属食品、饲料、包装、建材、冷库、商贸企业，按地形和发展规划进行精心策划布局，严禁无规划的自由化乱建，工程货款投资约600万元，两年内还清贷款本息660万元，5年内工程总投资约2000万元，其中1460万元为以电养电滚动开发筹措；总工期4年，但第一台机组投产发电仅4个月，主体工程建成及第二台机组投产发电约半年，管理房、护岸、养殖等为二期工程，第3台机组及公路桥、种植等为三期工程，第4台机组及旅游景观等为四期工程。
施工组织设计的进度安排是根据我国气象条件和河流的枯水季节，选定9月初正式开始建设，在不导流的情况下，机械化开挖滩台地闸孔和电站灌渠坝段基础，并按设计条件设置施工排水沟和抽水沉井，紧接着采用先进的机具流水作业快速施工振冲碎石桩和灌注桩，并进行振冲密实闸基处理。采用一台中型混凝土泵，一台0.5m3拌和机配合轨道式塔吊浇筑混凝土，先集中力量三班制浇筑电站坝段底板混凝土和相邻岸边闸墩混凝土，预计20天可浇筑完4台机组导流临时过水底层结构和导流孔结构，接着分两个工作面平行施工闸底板结构和消力池结构。另外，与闸基土方开挖的同时，利用小型分节移动式皮带机和弃土，在河道对岸的水中，填筑约40m宽的平台，高出水面约0.5m，以便在上面施工闸墩沉井基础和消力池岸墙沉井基础，便于闸孔的快速施工和兼施工导流的纵向围堰，预计11月初建成第一个闸孔底板结构，消力池和中间闸墩，活动的主副闸板结构暂不施工，以备较大的洪水慢洪过流。然后，选择枯水流量进行截流围堰施工，让水流从电站坝段导流孔口和闸墩沉井岸边的导流缺口(把回填土挖开)通过。争取4个月内(12月底)初步建成两孔浮力程控自动闸门和水工结构，并于次年元月初第一台机组投产发电，3月初第2台机组发电，随后进行一期竣工验收和工程资金结算。接着二期工程开工，即修建电站综合经营管理楼和闸墩上部管理房以及有关护岸工程，并按计划开始第一年度的网箱养鱼和消力池养鱼，年底第三台机组投产发电，并进行二期工程竣工验收和资金结算。第三年主要是建成公路桥及引桥景点，并筹建现代化种植基地。第四年首先是装好第4台机组投产发电，并初步建成有关旅游景观工程。第五年初步建成现代化养殖场和种植场，建成有关的生物链、企业链厂库企业。
综合经济效益评估简况灌溉供水引水量年平均10m3/s，即每年总引水量约3亿m3，每立方米水收取工程投资折旧管理费一分钱(其余水费由有关部门收取)，年收入约300万元，总装机容量(含闸墩内4台贯流整装微型机组)2840kW，年平均发电量约1000万kW·h，年平均上网电费收入约400万元，电力泵站管道工农业生活供水每年盈利收入约100万元；现代化养殖、种植、旅游、附属企业等每年盈利收入约100万元，工程开工后第二年，水管费收入约150万元，电费收入约200万元，偿还工程首批货款本息330万元；第三年水管费收入约250万元，电费收入约350万元，偿还工程第二批贷款本息330万元，余款用于公路桥建设，并进行商业贷款200万元，用于附属企业建设；第四年水管费收入300万元，电费收入400万元，企业盈利费收入约20万元，偿还商业贷款本息230万元，余款用于滚动开发；第五年四项收费款共900万元，开始全方位滚动开发，筹建新的配套梯级工程，从而，具有更高的经济效益和社会效益。
现结合本实施方案的附图12，作如下简要说明其中闸基的设计采用复合地基新技术，即采用置换土层、振冲碎石桩、灌注疏桩复合基础，替代传统的密布灌注桩群基础。置换土层为振冲碎石桩和灌注桩的机械化快速施工创造良好的条件，而振冲碎石桩的密实闸基，将有效地消除地震液化和过大的沉陷变形。灌注桩施工和振冲碎石桩钻孔，采用河南省项城华宝钻机厂与中国农机研究院研制的QGJ-1000多速高效轻型工程钻机，一天可完成50m深的灌注桩5个，比常规技术提高工效约20倍。
附图标记说明如下图中圆管状沉井1，既是施工现场井点排水系统的组成部分，又是永久性生活供水的泵站水源，振冲碎石桩2、灌注桩3、闸基排水管4、砂砾过渡层5、掺砾石土压实层6，兼作施工交通路面及场地，最后清理平整，并铺上一薄层水泥土7夯实，作为闸底板混凝土浇筑土模；排水孔8的封堵除设置滤层外，增设土工织物滤层；上游防渗铺盖10改用水泥土护面，砾石土防渗，水泥土与闸底板接缝处，用热灌聚氯乙烯胶泥9来处理。工农业供水泵站管理房12、喷水景观13、地面花坛11、闸墩管理房14、以及公路桥两岸的喷水鱼池18、喷水管网17、斜坡踏步19等，均由建筑美术工程师另作专门设计；公路桥16由招标设计优化选定，但需增加压力水输送管道15；消力池29与闸底板的接缝28，用热灌聚氯乙烯胶泥封水处理，接缝位置的施工排水沟27，埋设透水的水泥管26，并与施工排水沉井连通；消力池底板设置排水孔30，并铺设反滤层31；采用二级消力池以缩短海漫长度，并使消力池获得较大的消能水深和养鱼池面积，其结构由现场浇筑的钢筋混凝土矩形梁20及24，预制钢筋混凝土板梁22，纵向隔墙23组成网状桥梁结构，格梁内用浆砌块石21填满，格梁顶部埋设一些钢筋弯钩25，便于固定养鱼网。
海漫结构和抛石防冲槽的设计，区别于常规技术在钢筋混凝土矩形梁20的下游侧面，设置钢筋弯钩，其中心间距约1.0m，并与预制的钢筋混凝土板32、梁33柔性联结，空格内干砌块石；在抛石防冲槽36的表层，同样设置预制的钢筋混凝土梁板强化砌护，并在底部增设一层工程薄膜37，其余表层干砌大块石34防护，下垫碎石35和反滤层35。
权利要求
1.浮力程控自动闸门，它具有一般水工闸门必须持有的基本特征能安全拦蓄最高设计水位；能安全渲泄最大设计流量；闸门升降灵活方便，操作运行安全可靠，并能稳定在局部开启条件下，可靠地控制泄量；闸门易损坏的零部件，有良好的维修拆换条件；闸门有较高的耐久性和使用寿命；必要时能安设检修闸门进行大修；闸门有良好的抗暴风浪冲击和地震灾害的能力，抗泥沙淤积性能，广泛的实用性能；必要时能在闸门上设置有效措施来消除冰冻和冰压力；闸门便于施工、制造和安装，并有较好的经济性；另外，它还具有五连杆浮体闸的机构传动原理、闸板结构的荷载分配和良好的操作运行性能。它区别于现有的各种闸门的一个完整的技术方案，其特征是①首创多功能永久性支铰封水联合装置来替代传统的支铰封水装置；②采用新型的主闸板结构来替代常规的直线型空心板结构；③采用柔性组合型上副闸板结构来替代钢筋混凝土闸板结构；④采用柔浮中间链板来替代钢结构中间链杆；⑤采用优化型简支梁板式钢筋混凝土结构的下副闸板来替代四点支承的钢筋混凝土板式结构；⑥采用新型的封水装置来替代常规的封水装置；⑦首创主闸板工字梁施工转动台模来解决两岸闸墩扇形封水工作面高质量高精度的工艺要求；⑧首创通用型检修支撑装置来解决浮力程控自动闸门的维修检查和易损零部件的大修拆换；⑨首创双钢索尼龙橡胶板检修闸门来解决浮力程控自动的闸门的水下检修难题；⑩采用一整套先进的阀门管道系统和装置来解决浮力程控自动闸门的水力自动化和微机遥控操作管理课题。
2.根据权利要求1所述的浮力程控自动闸门，其中多功能永久性支铰封水联合装置的特征是①铰链钢结构焊接件[8]，由优质的无缝钢管与钢焊接工字梁、加劲板、端部接缝封水板及锥形喷水管[9]组合焊成；②铰座型钢焊接件[6]，由标准槽钢与等边角钢，埋设固定角钢及压缩空气输送钢管[3]组合焊成；③闸门转动时，铰链的无缝钢管与铰座型钢相接触的切线弧面支承传递主闸板的均布荷载，该切线支承面即形成永久性封水，为了提高耐久性，在转动支承的工作面；采用电刷铬层新工艺保护。另外，为了提高封水的严密性增设耐老化的橡胶管[4]；④在每个闸板单元的接缝处，设置共用的铰轴装配永久性密封装置，采用“镜面密封”新技术进行设计，由二硫化钼润滑剂、不锈铜垫圈[19]、不锈钢和镀铬零件密封组装成，按设计程序进行总装配和施工后，所有铰轴不需维修拆换，而具有与钢筋混凝土主闸板共寿命的特征；⑤为了减少铰轴传递主闸板水压力向上分力的集中荷载，每个闸板单元增设3个弧面止轴板[7]，共同承担向上分力；⑥在支铰两侧的端部封水与主闸板侧封水相交处，设置特殊的钢结构封水传动装置，即安设三套传动装置一是压缩空气输送装置；二是侧封水专用压力水输送装置；三是闸门开度泄量指示器。其结构装配及工艺条件见图2的文字说明。
3.根据权利要求1所述的浮力程控自动闸门，其中新型的主闸板结构的特征是①主闸板顶部改进为折线形和真空堰曲线，在设计最高挡水位时，主闸板顶部潜入水面下约0.4m；②主闸板的上半部为空心板结构，充气胶袋空心模由曲线段的预留缺口拉出，用特制的钢丝网水泥砂浆预制弧形板作内模，配合特制钢模板浇筑二期钢筋混凝土封堵；③主闸板下半部为梁板消能结构，与支铰挑流坎掺气消能，射流水撞击消能，齿槛消力池消能构成“联合消能工”；④主闸板的有关钢结构埋件与主闸板就地就位土模成型一次性浇筑施工，不用任何吊装机具和模板。
4.根据权利要求1所述浮力程控自动闸门，其中柔性组合型上副闸板结构的特征是①闸板材料由7～12mm厚的尼龙橡胶板与直径6.2～12.5mm的钢丝绳粘结组合成，橡胶板不分闸板单元而粘接成一块整幅的胶板，但钢丝绳的配置则按闸板单元来划分，每个5m宽的闸板单元设置4根，用特制焊接滑轮[16]固定在弧形钢结构焊接件[4]上，并用120×5mm尼龙橡胶板[18]粘接固定；②其两端用弧形钢结构焊接件[4]和镀锌螺栓M30[6]联结，并在钢丝绳滑轮固定处增设抗剪不锈钢螺栓M16[7]，但要指出，其每节的标准长度为2.2m，以便与闸板单元的接缝错开，增强主闸板顶部钢梁焊接件[10]接缝的“微动铰接”作用；③柔性组合型上副闸板的一个部分和一个弧形钢结构焊接件直接组成柔浮中间链板的主要部分。
5.根据权利要求1所述浮力程控自动闸门，其中柔浮中间链板结构的特征是①为了加强横向刚度和限制其有效高度，采用粘接固定的耐老化塑料管，管径约140mm，其长度不受闸板单元宽度限制，而由采购的实际长度来选定，每节塑料管的两端要用硬质塑料板热焊密封，以保证浮力成型；②为了更好的浮力成型，采用耐老化的新型发泡塑料浮体[2]，其断面尺寸约400×100mm，用强力粘接剂和橡胶板牢固地粘接在柔性组合型上副闸板上，并刷涂新型防水涂料保护；③弧形钢结构焊接件[4]是直接成型和传递中间链板方向水压力的骨干构件，其弧面长度要比顶部的弧形钢结构焊接件长约100mm。
6.根据权利要求1所述的浮力程控自动闸门，其中简支优化型梁板式钢筋混凝土结构的下副闸板，其特征是①其纵横断面形状见图4[9]、图5[16]，实际简支跨度只有计算跨度的一半左右，较安全保险；②简支优化型梁板式钢筋混凝土结构的设计钢筋用量要比传统的四点支承钢筋混凝土板式结构节省一半左右；③施工工艺改进为就地就位“土模”成型浇筑钢筋混凝土，省掉繁重的预制吊装工序；④每个闸板单元设置2块旧轮胎弹性垫块[10]和一条连通的园钢，主闸板直接支承其上；⑤其支铰封水结构装置与主闸板的多功能永久性支铰封水联合装置相似，但该支铰以承受拉力为主，故每个闸板单元要分成两套支铰装置，即中间增加一套铰轴装配润滑永久性密封装置，另外再增加两套弧面止轴限位装置，共同抗拉。
7.根据权利要求1所述的浮力程控自动闸门，其中新型封水结构装置的特征是①主闸板单元接缝的封水改进为骨干钢筋[46]焊接固定钢筋网[47]，配合钢纤维彩色水泥砂浆[44]拱形封堵，其中彩色玻璃球[45]的间距为500mm，起装饰美化作用，硅粉水泥砂浆[43]则为强化成型；②下副闸板单元接缝的封水较简化，中部空间为钢模预制的竹筒骨架[31]沥青木屑[32]成型模板，上部接缝用优质油毡[33]封堵即可；③主闸板的侧封水改进为水压式橡皮封水结构装置，其中特制水压式封水橡皮[10]用镀锌标准螺栓[9]和套筒[8]、垫圈[7]、盖板[6]与角钢焊接件[2]联结，镀锌压力水管[4]，用铜管[5]与封水橡皮的充水孔道连接；④柔性组合型上副闸板结构的侧封水改进为链条状水压式橡皮封水结构装置，其中特制水压式封水橡皮[10]用双道镀锌标准螺栓[9]、夹板[18]、压板[19]与双层尼龙橡胶板[17]联结；⑤下副闸板侧封水改进为耐老化塑料管橡胶垫块弹性压紧封水结构装置，其中不锈钢螺帽[23]，用强力粘接剂与角钢焊接件[21]粘牢，螺帽的端部用冲压成型的白铁皮帽盖[22]粘接封堵，另外，在角钢焊接件上粘接连续的橡胶板[26]和弹性变形量较大橡胶筒[27]，在盖板[24]上面粘贴橡胶板[29]，共同将耐老化的封水塑料管[28]双向弹性限制。
8.根据权利要求1所述的浮力程控自动闸门，其中主闸板工字梁施工转动台模的特征是①就地就位架立木模浇筑800mm宽的钢管混凝土工字梁[6]，其外形轮廓尺寸与主闸板完全一样，并按设计要求埋设好侧封水角钢焊接件[9]和抗暴风浪冲击的弹性锁定限位装置的钢结构支架焊接件[1]；②安设一条平直的基准面木质板条[10]，作为测量检验扇形工作面施工平整精度的依据；③焊接固定施工专用拦杆脚手架[7]和踏板[8]，并安装安全拦网，确保高空作业安全；④在焊接锁定轴[25]的悬臂轴上，安设4倍率的滑轮组，并用螺帽和垫圈[26]来锁定，由闸墩顶部的一台电动卷扬机操作转动台模。
9.根据权利要求1所述的浮力程控自动闸门，其中通用型检修支撑装置的特征是①通用型钢管支撑构件，由标准长度的无缝钢管[3]与精加工的球面支承板[2]、精加工的焊接座架[4]、连接加劲板[5]、微调螺钉[6]、标准螺帽[7]组装焊成，必须严格控制和消除焊接变形，宜在高精度的特制台模上进行组装焊接，冷却后再松开有关卡具；②精加工的凹形球面支承座板[1]焊接在下副闸板铰链的腹板上，并与弹性限位板[21]装配焊接，点焊固定后要严格检验其中心线间距的误差精度，取得检验合格证后才允许焊接，最后在凹形球面上电刷铬层保护；③在标准的台模上，把主闸板顶部钢梁焊接件[10]的联结板[15]与支撑座板焊接件[9]，用3个螺栓临时固定就位，并检验其中心线间距误差合格后，将联结板[15]焊牢；④最关键的工艺条件，是何时才能把3个临时固定的螺栓卸下，用焊锚钉将支撑座板焊接件[9]与联结板[15]焊死，方准正常使用。允许进行焊锚钉固定的时间和条件是必须在浮力程控自动闸门竣工验收和试运行操作检验合格后，特意按排进行一次通用型检修支撑装置操作表演检验，当反复修正支撑装置的累计误差，最后水下支撑定位，经潜水员水下检验合格，放空水位，在实际支撑条件下，在现场进行3个螺栓的焊锚钉和周边焊缝的焊接，最后用红漆标明编号，以便使用时对号入座。
10.根据权利要求1所述的浮力程控自动闸门，其中水力自动化和微机遥控系统的特征是①采用具有当代先进水平的冲气式气动蝶阀，作为充排水管道的控制阀门；②利用水位特制连通管和平衡重原理设计的自动化装置，通过小容量蓄电瓶提供的电源，自动打开拉线开关和输送压缩空气管的电磁阀，就能自动操作气动蝶阀的开关；③平时，排水管道的气动蝶阀是关闭状态，充水管道的充气蝶阀是打开状态，浮力程控自动闸门随上游库水位的升降而自由浮动，不需人员来管理；④当洪水出现时，先是自动溢流泄洪，如果上游水位继续上涨超过设计限制水位时，水的特制连通管[50]会自动将塑料瓶[57]充满水，靠塑料瓶的设计水重使连接的软胶管[52]拉伸变长，自动拉开拉线开关[44]，通过蓄电瓶的电源打开输气管的电磁阀，即能自动关闭充水管道的气动蝶阀，相继打开闸墩排水管道和主闸板底铰射流撞击消能排水管道的气动蝶阀，这时浮力程控自动闸门就会缓慢地自动降落到全开位置泄洪；⑤当洪峰过后，上游库水位开始大幅度降落，当水位降至最低兴利水位时，特制连通管[49]内的平衡重塑料瓶[47]会通过导向滑轮架[45]拉开拉线开关[44]，电瓶的电源打开输气管的电磁阀，充水管道的气动蝶阀自动打开，排水管道的气动蝶阀相继自动关闭，浮力程控自动闸门即能快速浮出水面挡水，并随水位上升而自动升高，迎接下场洪水的出现，这样汛期重复多次，都是水力自动化操作运行，管理人员只需将有关装置和拉线开关恢复正位；⑥在遭受特大洪水袭击时，上游库水位涨速很快，虽然水位升至设计限制水位时，已自动开闸泄洪，但属缓慢降落的设计程序，或因意外故障浮力程控自动闸门尚未降落到全开位置，而上游库水位已猛升至最高洪水位，为了确保库区堤防和居民安全，特别设计了第三套水力自动化装置，按上述相同的原理和程序，水力自动打开拉线开关，接通闸墩微型整装水力发电机组的备用电源，由新型电动缸[1]操作的园盘射流门槽悬臂定轮闸门就能快速打开，通过大型等惯性排水管道的快速排水，就能确保浮力程控自动闸快速落到全开位置安全泄洪；⑦这套大型等惯性排水管道和阀门装置，又是微机遥控操作浮力程控自动闸门的主要设施，它的任意开度的局部开启泄流运行，可由微机遥控来操作排水阀门的电动缸，并按显示屏上的闸门开度泄量曲线和闸室水位传感器显示的变化来控制园盘射流门槽悬臂定轮闸门的开度，就可使浮力程控自动闸门稳定在任意开度进行控制性泄流；⑧所有的水力自动化操作系统和装置，均安装微机遥控操作线路，实现双重保险操作管理，其他全部有关设施也实现微机遥控操作管理。
11.根据权利要求1所述的浮力程控自动闸门，其中双道钢索尼龙橡胶检修闸门的特征是①两根承载钢索用特制的拉紧螺杆[9]，在强化锚座上由人力张拉固定；②钢索与尼龙橡胶板的联结，用特制弯板焊接件[6]和双螺帽压紧固定；③设置特殊的门框埋件，由穿潜水服的人员来完成尼龙橡胶板与水下埋件的螺栓联结或拆卸；④利用浮力程控自动闸门主闸板顶部曲面形状和特制弧形钢结构焊接件[20]，安装特制木质楔块[19]，直接承担一部分水压力，可以较好地改善尼龙橡胶和钢索的受力状况，并极大地提高其安全可靠性；⑤尼龙橡胶板可由1～7块组装成，连接处用标准螺栓和垫圈压紧即可。
全文摘要
浮力程控自动闸门属水利水电技术领域,它是认真总结我国第一、二、三代浮体闸的科研成果和工程实践经验,广泛采用新技术和新工艺,而发明创造的新型闸门。它由十项发明专利技术组合成,具有良好的操作运行性能和技术经济指标,可广泛地用于拦河闸、分洪闸、挡潮闸,大型排冰闸、大型船闸等,并为中低水头水电工程的施工导流和一次性截流围堰挡水提前发电开创新途径。
文档编号E02C1/00GK1229160SQ9810456
公开日1999年9月22日 申请日期1998年3月18日 优先权日1998年3月18日
发明者卢树春, 王留荣, 卢冰, 吴力行, 卢江 申请人:卢树春