简述充气橡胶坝在水电工程中的作用是什么??
简述充气橡胶坝在水电工程中的作用是什么??
橡胶坝可以分为充气式和充水式两类。充气式橡胶坝横断面较小,需要的橡胶体也较小,因此具成本效益。充气式橡胶坝重量较轻,能够更好地应对寒冷气候,在寒冷地区不受冰冻气温的影响。充气式橡胶坝的另一优点是调节( 充、放气) 速度快,在相同尺寸下,通常比充水式橡胶坝的调节速度快很多。其缺点之一是在高水头漫坝( 水头超过坝体高度的20%时)时,可能会出现不稳定现象,导致坝袋振动,坝袋排气坍落时,会出现水流集中,导致V 型切口现象。相反,由于充水式橡胶坝坝袋内部水体的重量使其更为稳固,因此充水式橡胶坝能够经受较高的漫坝水头(可达坝体高度的50%)。在某些特定情况下,可通过逐步排水,使坝袋坍落,以此控制上游水位。
由于充水式橡胶坝的底板较宽,因此可能不太适合安装在现有的结构上,尤其是反弧形泄洪道,但就调节性能和其他特点而言,充水式橡胶坝具有一定优势。充气式橡胶坝用于升级改造现有建筑物时,首先需要改造泄洪道以适应橡胶坝坝袋排气坍落,需要制定适合橡胶坝锚固系统及管路系统的规程。液压钢闸门跨度有限,且需要仔细平衡、准确操作,橡胶坝可以在其总长度范围内均匀承受水压力荷载。
橡胶坝的跨度可以很大( 单体橡胶坝跨度为190 m),而且可在工厂制作成曲线形状,便于安装在现有的泄洪道上??悸堑桨沧?、运行及运输等条件,橡胶坝的跨度以50 m 左右为宜。大跨度橡胶坝重量较重,需要更大的起重机械来吊装。这些因素不得不考虑,主要因其与运输、安装成本直接相关。就调节上游水位而言,选择多个短跨度橡胶坝方案还有额外的优势。充气式橡胶坝可以较好地适应寒冷气候,加拿大和美国东北部地区有许多充气式橡胶坝,有记录表明,这些地方的橡胶坝已经抵御了100 a 一遇的洪水而未受到任何损坏。
不管是充气式还是充水式,橡胶坝的密闭性能优异(渗漏量小)、操作环境干净、几乎免维护,可以减少投资及运行成本。此外,区别于液压钢闸门,橡胶坝不需要使用润滑油,不存在向河里排放有害物质的风险,因此业主也没有被重罚的风险。由于橡胶材料抗腐蚀性较好,橡胶坝不仅可以建在淡水环境中,也可建在咸水环境中。在潮汐位置,可以将橡胶坝横断面设计成对称形状(半圆形)以承受来自上、下游的水荷载。橡胶坝的锚固组件通常采用球墨铸铁制成,并进行热镀锌,在咸水环境中则使用不锈钢材料。锚件的设计寿命通常为50 a,甚至更长。此外,橡胶坝外观低调,尤其是少量水流漫坝,坝体浸入水流中时,坝体与周围环境融为一体。因此,城市河道中建设了许多橡胶坝用于休闲娱乐、水力发电及城市改造等。
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