钢坝在我国的应用范围非常广泛,它可以用于一些河流或水库的泄洪、排水等,还可以用于一些渠道的拦截拦沙,保护生态环境。它的原理其实并不复杂。因为钢材料是一种强度较高的材料,所以可以用较小的截面尺寸和较小的钢材厚度来建造大型水工建筑物。值得一提的是,钢坝可以使用焊接技术和连接技术以获得足够的整体强度,并避免混凝土裂缝。而且,水能使建筑物内部产生塑性变形而不会引起水流作用,因此钢坝施工不需要进行灌浆,可采用预制、现场安装等方法进行施工。
钢坝学术名称是底轴驱动翻板闸门,早在2008年7月29日,中国电机工程学会和中国水力发电工程学会在杭州共同组织召开了“大跨度底轴驱动翻板闸门技术研究和应用”项目的技术鉴定会。市面上钢坝的应用越来越广泛,不了解其中的门道,很难选到符合工程需求的产品,终交付的建筑物也会差强人意。所以,购买之前,先来了解钢坝的优势及原理,不盲目抓瞎,才能采购到理想的钢坝产品。
钢坝整体布置钢坝闸孔总宽度需综合考虑过流能力、河道宽度、景观要求等因素。根据实践经验,目前国内钢坝单孔闸门大宽度不超过50 m。如闸孔总宽较大,可通过考虑增设中墩,采用多孔布置。闸孔数量的确定需综合考虑闸室过流能力、结构稳定、投资经济、管理维护方便等因素。
每孔闸室两侧需布置启闭机室,启闭机室宽度需满足启闭机安装、检修及附属设施布置要求,左右坝肩启闭机室宽度一般为2~3 m,中墩(兼做相邻两孔闸室启闭机室)宽度一般为4~5 m。
钢坝由于其特殊的运行方式,对结构不均匀沉降较为敏感。根据国内相关研究[1],当底轴变位超过2 mm时,底轴受力瞬间陡增,甚至抱死,引起设备及结构破坏,故钢坝设计中应充分考虑结构的不均匀沉降问题。当闸室宽度较小时,尽量采用整体式底板;当闸室宽度较大,超过规范[2]允许的分段上,经技术论证,也可采用分离式底板,底板间可考虑采用键槽缝、骑缝筋等消除不均匀变位的措施。无论底板如何布置,均应做好地基处理工作。