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江能公司成功制造国内最大跨度平面提升式浮雕景观型闸门

发布日期:2020-10-19

  国内最大跨度平面提升式金属浮雕景观型闸门—宁波姚江西分大闸挡洪闸,近期内由浙江江能建设有限公司制造成功并完成安装调试,即将交付使用(见附图)。
  这扇释放着江能公司水利情怀的科技创新型闸门具有两大特点:一是创国内平面提升式闸门跨度规模之最,二是首创金属浮雕同闸门一体的景观型闸门,引起业内广泛关注。
  该闸门为姚江西分大闸挡洪通航用闸门,跨度46.5m、宽度47.6m、高度8.3m、厚度4.2m,为整体焊接结构平面滑动型闸门。在此之前,该类型闸门在国内制造的最大跨度为37m,目前世界上也仅有日本、荷兰等少数发达国家制造过跨度达45m以上同类闸门。该闸门在关闭时拦蓄洪水、调节水位;开启后将闸门提升到通航高度后锁定在闸墩上,通水通航。
  按照国内外惯例,制造跨度超过30m以上同类型闸门时,都采用在使用现场整体制造,并利用特大型起重机一次性整体吊装到位的方案。由于姚江西分大闸现场场地不具备整体制造条件;同时还受闸室空间结构尺寸的限制,闸门安装时只能分块吊装入槽,在槽内拼焊成整体,这就使该闸门的制造和安装面临着前所未有的难度。
  江能公司技术研发部展开技术攻关,最终确定采用闸门制造领域前沿技术的模块化生产制造和安装技术方案,以闸门结构三维有限元分析成果为依据,将原设计的整体闸门从高度和宽度方向设计分拆成八块空间结构对称、四周封闭的单元体模块,控制单模块自重在50t左右,以实现公路运输和每个单模块能在江能公司杭州工厂内完成制造;通过公路运输到姚江西分大闸,在现场闸室内分层次拼装,再分别吊入闸门门槽内分区位立式焊接总拼装;其间采取精准定位和焊接收缩矢量控制措施,实现了设计基准、制造加工基准和安装基准统一重合,确保了这一特大跨度闸门的制造、安装质量达到设计要求。
  江能公司同有关单位的配合创作了巨幅彩色金属浮雕作品,以焊接型式固定在闸门上游侧整体面板上,使闸门成为有观赏价值的景观型闸门,这在国内尚属首次。
  该浮雕长45m、高8m,全部采用紫铜板、黄铜板、不锈钢板精细锻造而成;浮雕表面经机械加工和氧化处理成彩色;浮雕内涵丰富,以高浮雕型式塑造了大禹治水、河姆渡文化以及治水带来的安宁和农耕文明的形象。浮雕中人物高达8m,浮高0.3m左右,其中人物、动物、山脉、云彩、河流、星辰等采用多层次精细锻造结构,纳阳纳阴效果明显,层次分明、立体感强,适合各种天气环境下远近距离进行观赏。
  由于景观闸门的金属浮雕经常处在水中浸泡的特殊环境中,与陆地上浮雕在空气环境条件下有很大的区别。江能公司在无现成经验可借鉴的情况下,大胆创新,采用新工艺、新技术,有效地解决了金属浮雕在水中承受水波浪和漂浮物冲击以及水中淤积物挤压造成损坏,闸门在不同状态下的挠度变化造成浮雕变形,浮雕受有污染水质的腐蚀造成浮雕表面颜色褪色、失真等多项关键性技术问题,取得良好效果。如:浮雕中主要人物的服饰色彩,采用对黄铜板表面先机械加工再进行氧化处理,使黄铜表面今后几十年不断生成浅翡翠绿色氧化铜作为有古朴质感的人物服饰颜色,长期在江水浸泡中仍可保持不褪色、不失真。
  该浮雕景观闸门的研制成功,成为姚江大闸最靓丽的名片。随着近期大闸全面建成通水通航,途径看到的不再是以前巨大的闸门悬挂在空中的情景,而是一幅形象逼真、古朴典雅的巨型彩色金属浮雕景观展现在眼前,引人遐想,从而产生一种过闸游览观赏浮雕艺术品的感觉。


  图为江能公司在下闸通水前对特大跨度金属浮雕景观闸门和启闭配套用的2台2500kN启闭机进行机电联调的情景。

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