一种闸首及船闸

摘要

本申请提供了一种闸首及船闸，属于航运技术领域。其中，闸首包括底板、闸门和两个边墩。底板沿第一预设方向延伸。边墩沿第二预设方向延伸，两个边墩分别连接于底板在第一预设方向上的两端，底板与两个边墩围合形成门腔。闸门可活动地设置于边墩，闸门用于打开或关闭门腔。其中，底板的顶部开设有凹槽，凹槽的两端分别贯穿底板在第三预设方向上的两侧，第一预设方向、第二预设方向和第三预设方向两两垂直。采用这种结构的闸首避免了吃水深度超过闸首门槛水深的船舶在经过闸首时出现触底碰撞的现象，从而消除了闸首底板在受到长期碰撞的情况下发生损坏的隐患，进而保障了船舶的通航安全和闸首的结构安全。

说明书

技术领域

本申请涉及航运技术领域，具体而言，涉及一种闸首及船闸。

背景技术

船闸是“通航建筑物”的一种。在天然河流由于调节流量、渠化通航以及在运河上因地形条件及水面坡度的限制，必须具有阶梯形的纵断面形成集中水面落差。所以必须借助专门的通航建筑物使船舶直接通过落差。现代通航建筑物应用最多的是船闸，船闸主体通常由上闸首、下闸首和闸室组成，根据连通器原理通过开启和关闭充泄水阀门，调控闸室水位，实现闸室内船舶的阶梯状升降，克服航道水位落差造成的航行困难。但是，近年来船舶大型化的趋势越来越明显，且为了保护船舶的螺旋桨，在船舶的底部普遍加设了拖泥设施，使得船舶的吃水深度进一步加大，从而导致船舶在经过现有的船闸的闸首时经常出现与闸首发生碰撞的现象，进而造成闸首在长期碰撞的情况下出现损坏，极大地影响了船闸的通航安全和结构安全。

发明内容

本申请实施例提供一种闸首及船闸，以改善现有的闸首因经常出现与船舶发生碰撞的现象而影响了船闸的通航安全和结构安全的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种闸首，包括底板、闸门和两个边墩；所述底板沿第一预设方向延伸；所述边墩沿第二预设方向延伸，两个所述边墩分别连接于所述底板在所述第一预设方向上的两端，所述底板与两个所述边墩围合形成门腔；所述闸门可活动地设置于所述边墩，所述闸门用于打开或关闭所述门腔；其中，所述底板的顶部开设有凹槽，所述凹槽的两端分别贯穿所述底板在第三预设方向上的两侧，所述第一预设方向、所述第二预设方向和所述第三预设方向两两垂直。

在上述技术方案中，闸首设置有底板和两个边墩，底板和两个边墩围合形成门腔，以供船舶通过，且设置在边墩上的闸门能够打开或关闭门腔，通过在底板的顶部开设凹槽，并将凹槽的两端分别贯穿底板在第三预设方向上的两侧，从而便于船舶经过，以防止船舶经过闸首时与闸首的底板发生碰撞。采用这种结构的闸首避免了吃水深度超过闸首门槛水深的船舶在经过闸首时出现触底碰撞的现象，从而消除了闸首底板在受到长期碰撞的情况下发生损坏的隐患，进而保障了船舶的通航安全和闸首的结构安全。

另外，本申请实施例提供的闸首还具有如下附加的技术特征：

在一些实施例中，所述底板包括底板本体和加强板；所述底板本体的顶部开设有安装槽，所述加强板铺设于所述安装槽的槽底壁上，所述加强板的上表壁形成所述凹槽的槽底壁。

在上述技术方案中，通过在底板本体的安装槽的槽底壁上铺设加强板，以形成凹槽的槽底壁，从而对底板本体进行保护，提高了凹槽的槽底壁的耐磨性能，延长了底板的使用寿命。

在一些实施例中，所述底板包括两个锚固装置；两个所述锚固装置分别设置于所述加强板在所述第一预设方向上的两侧，所述锚固装置安装于所述安装槽内，所述锚固装置具有外表壁，所述外表壁形成所述凹槽的槽侧壁；所述底板本体预埋有两组第一钢筋，两组所述第一钢筋分别位于所述凹槽在所述第一预设方向上的两侧，所述第一钢筋与所述加强板通过所述锚固装置连接。

在上述技术方案中，加强板在第一预设方向上的两侧均设置有锚固装置，且锚固装置具有外表壁，以形成凹槽的槽侧壁，从而增强了凹槽的槽侧壁的耐磨性能。此外，加强板的两侧分别通过对应的锚固装置与预埋于底板本体内且位于凹槽的两侧的第一钢筋固定连接，以使所述加强板与所述第一钢筋形成一个整体结构，从而增加了底板的结构强度。

在一些实施例中，所述锚固装置包括锚固件和浇筑层；所述锚固件设置于所述安装槽内，所述加强板与所述第一钢筋均与所述锚固件固定连接；所述浇筑层浇筑于所述锚固件的外侧。

在上述技术方案中，锚固装置设置有锚固件和浇筑层，加强板通过锚固件与第一钢筋固定连接，并通过浇筑层浇筑于锚固件的外侧，以使锚固件预埋于浇筑层内，采用这种结构的锚固装置使得锚固装置形成一个稳定的锚固体系，从而提高了加强板、第一钢筋和锚固装置之间的牢靠性和稳定性。

在一些实施例中，所述锚固件包括第一连接板和固定连接于所述第一连接板的多个第二连接板；所述第一连接板与所述加强板平行布置，所述第一连接板在所述第一预设方向上的一端固定连接于所述加强板在所述第一预设方向上的一端，所述第一连接板在所述第二预设方向上具有相对的第一侧和第二侧；多个所述第二连接板沿所述第三预设方向间隔设置于所述第一侧，所述第二连接板与所述第一连接板相互垂直，所述第一钢筋固定连接于所述第二连接板。

在上述技术方案中，通过在第一连接板的第一侧上固定连接多个第二连接板，第二连接板垂直于第一连接板，且多个第二连接板沿第三预设方向间隔布置，使得第一钢筋能够与锚固件的第二连接板相连，加强板能够与锚固件的第一连接板相连，从而实现了加强板和第一钢筋通过锚固件相连。此外，采用这种结构的锚固件的结构强度较大，稳定性较高。

在一些实施例中，所述锚固件还包括弯折板和多个第三连接板；所述弯折板的一端固定连接于所述第二侧，所述弯折板沿所述第三预设方向延伸；多个所述第三连接板沿所述第三预设方向间隔设置于所述第一连接板与所述弯折板之间，所述第一连接板和所述弯折板均与所述第三连接板固定连接。

在上述技术方案中，通过在第一连接件的第二侧固定连接弯折板，使得锚固件的底部形成凸榫结构，从而能够保证锚固装置的有效锚固，增加了锚固装置与底板本体之间的连接牢靠性。此外，弯折板沿第三预设方向延伸且弯折板与第一连接板之间沿第三预设方向间隔设置有多个第三连接板，从而加强了弯折板与第一连接板之间的连接强度，进而进一步增加了锚固件的结构强度。

在一些实施例中，所述底板本体内设置有第二钢筋；所述第二钢筋沿所述第二预设方向延伸，所述第二钢筋的一端贯穿所述安装槽的槽底壁并与所述加强板固定连接。

在上述技术方案中，底板本体内还设置有第二钢筋，且第二钢筋沿第二预设方向延伸，也就是说，底板本体内植入有第二钢筋，且第二钢筋与加强板固定连接，从而进一步加强了加强板与底板本体之间的结构稳定性，提升了底板的结构强度。

在一些实施例中，所述闸门的底部设置有与所述凹槽配合的凸出部；所述凸出部用于插设于所述凹槽内，以封堵所述凹槽。

在上述技术方案中，通过在闸门的底部设置与凹槽的轮廓相配合的凸出部，以使闸门的凸出部在闸门关闭门腔时能够插设于凹槽内，以对凹槽进行封堵，从而避免水流从凹槽漏出，这种结构简单，便于改造和实现。

在一些实施例中，所述闸门沿所述第二预设方向可移动地设置于所述边墩；所述闸门的在所述第一预设方向上的两端均设置有滚轮；所述门腔在所述第一预设方向上相对的两个侧壁上均设置有供对应的所述滚轮抵靠的引导斜面，所述引导斜面用于在所述闸门相对所述边墩移动时引导所述凸出部插设于所述凹槽内。

在上述技术方案中，门腔在第一预设方向上相对的两个侧壁上均设置有供对应的滚轮抵靠的引导斜面，也就是说，两个边墩均设置有供对应的滚轮抵靠的引导斜面，从而通过相对布置的两个引导斜面能够在闸门相对边墩移动时对闸门起到引导作用，减小闸门在第一预设方向上的窜动空间，以保证闸门的凸出部能够准确地插设于凹槽内，防止了闸门的凸出部不能有效入位的情况，进而实现对凹槽的封堵作用。

第二方面，本申请实施例还提供一种船闸，包括上述的闸首。

在上述技术方案中，具有这种闸首的船闸能够防止吃水深度进一步加大的船舶在经过船闸时与闸首发生碰撞，从而避免了闸首在长期碰撞的情况下出现损坏，进而提高了船闸的通航安全和结构安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的闸首的结构示意图；

图2为图1所示的闸首的俯视图；

图3为图1所示的闸首的底板的剖视图；

图4为图3所示的锚固装置的锚固件的结构示意图；

图5为图3所示的底板的A处的局部放大图；

图6为图1所示的闸首的闸门的结构示意图；

图7为图6所示的闸门的左视图；

图8为图7所示的闸门的B处的局部放大图；

图9为图2所示的闸首的C处的局部放大图。

图标：100-闸首；10-底板；11-凹槽；12-底板本体；121-安装槽；122-第一钢筋；13-加强板；14-锚固装置；141-外表壁；142-锚固件；1421-第一连接板；1421a-第一侧；1421b-第二侧；1422-第二连接板；1423-弯折板；1424-第三连接板；143-浇筑层；15-胶层；16-第二钢筋；20-闸门；21-凸出部；22-止水条；23-滚轮；30-边墩；40-门腔；41-引导斜面；X-第一预设方向；Y-第二预设方向；Z-第三预设方向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例

本申请实施例提供一种闸首100，其能够改善现有的船闸的闸首在船舶经过闸首时经常发生与船舶的底部发生碰撞的现象，从而造成闸首在长期碰撞下出现损坏，进而极大地影响了船闸的通航安全和结构安全的问题，以下结合附图对闸首100的具体结构进行详细阐述。

结合图1和图2所示，闸首100包括底板10、闸门20和两个边墩30。底板10沿第一预设方向X延伸。边墩30沿第二预设方向Y延伸，两个边墩30分别连接于底板10在第一预设方向X上的两端，底板10与两个边墩30围合形成门腔40。闸门20可活动地设置于边墩30，闸门20用于打开或关闭门腔40。其中，底板10的顶部开设有凹槽11，凹槽11的两端分别贯穿底板10在第三预设方向Z上的两侧，第一预设方向X、第二预设方向Y和第三预设方向Z两两垂直。

闸首100设置有底板10和两个边墩30，底板10和两个边墩30围合形成门腔40，以供船舶通过，且设置在边墩30上的闸门20能够打开或关闭门腔40，通过在底板10的顶部开设凹槽11，并将凹槽11的两端分别贯穿底板10在第三预设方向Z上的两侧，从而便于船舶经过，以防止船舶经过闸首100时与闸首100的底板10发生碰撞。采用这种结构的闸首100避免了吃水深度超过闸首100门槛水深的船舶在经过闸首100时出现触底碰撞的现象，从而消除了底板10在受到长期碰撞的情况下发生损坏的隐患，进而保障了船舶的通航安全和闸首100的结构安全。

其中，底板10与两个边墩30为一体式结构，边墩30为混凝土钢筋结构。

本实施例中，结合图1和图3所示，底板10包括底板本体12和加强板13。底板本体12的顶部开设有安装槽121，加强板13铺设于安装槽121的槽底壁上，加强板13的上表壁形成凹槽11的槽底壁。通过在底板本体12的安装槽121的槽底壁上铺设加强板13，以形成凹槽11的槽底壁，从而对底板本体12进行保护，提高了凹槽11的槽底壁的耐磨性能，延长了底板10的使用寿命。

其中，底板本体12为混凝土结构，底板本体12在第一预设方向X上的两端与两个边墩30一体浇筑成型。

示例性的，加强板13为钢板。

进一步地，底板10包括两个锚固装置14。两个锚固装置14分别设置于加强板13在第一预设方向X上的两侧，锚固装置14安装于安装槽121内，锚固装置14具有外表壁141，外表壁141形成凹槽11的槽侧壁。底板本体12预埋有两组第一钢筋122，两组第一钢筋122分别位于凹槽11在第一预设方向X上的两侧，第一钢筋122与加强板13通过锚固装置14连接。

加强板13在第一预设方向X上的两侧均设置有锚固装置14，且锚固装置14具有外表壁141，以形成凹槽11的槽侧壁，从而增强了凹槽11的槽侧壁的耐磨性能。此外，加强板13的两侧分别通过对应的锚固装置14与预埋于底板本体12内且位于凹槽11的两侧的第一钢筋122固定连接，以使加强板13与第一钢筋122形成一个整体结构，从而增加了底板10的结构强度。

其中，每组第一钢筋122均为多个。

在一些实施例中，锚固装置14包括锚固件142和浇筑层143。锚固件142设置于安装槽121内，加强板13与第一钢筋122均与锚固件142固定连接。浇筑层143浇筑于锚固件142的外侧。

锚固装置14设置有锚固件142和浇筑层143，加强板13通过锚固件142与第一钢筋122固定连接，并通过浇筑层143浇筑于锚固件142的外侧，以使锚固件142预埋于浇筑层143内，采用这种结构的锚固装置14使得锚固装置14形成一个稳定的锚固体系，从而提高了加强板13、第一钢筋122和锚固装置14之间的牢靠性和稳定性。

示例性的，浇筑层143的材料为环氧砂浆，环氧砂浆浇筑于锚固件142的外侧，以填充锚固件142与底板本体12之间的间隙并将锚固件142埋设于浇筑层143内。在其他实施例中，浇筑层143也可以为混凝土。

其中，结合图2、图3和图4所示，锚固件142包括第一连接板1421和固定连接于第一连接板1421的多个第二连接板1422。第一连接板1421与加强板13平行布置，第一连接板1421在第一预设方向X上的一端固定连接于加强板13在第一预设方向X上的一端，第一连接板1421在第二预设方向Y上具有相对的第一侧1421a和第二侧1421b。多个第二连接板1422沿第三预设方向Z间隔设置于第一侧1421a，第二连接板1422与第一连接板1421相互垂直，第一钢筋122固定连接于第二连接板1422。

通过在第一连接板1421的第一侧1421a上固定连接多个第二连接板1422，第二连接板1422垂直于第一连接板1421，且多个第二连接板1422沿第三预设方向Z间隔布置，使得第一钢筋122能够与锚固件142的第二连接板1422相连，加强板13能够与锚固件142的第一连接板1421相连，从而实现了加强板13和第一钢筋122通过锚固件142相连。此外，采用这种结构的锚固件142的结构强度较大，稳定性较高。

示例性的，第一连接板1421和第二连接板1422均为钢板，第二连接板1422焊接于第一连接板1421的第一侧1421a。

示例性的，第一钢筋122通过焊接的方式固定连接于第二连接板1422上，在其他实施例中，第一钢筋122也可以通过螺栓螺接的方式固定连接于第二连接板1422上。

需要说明的是，结合图3和图5所示，第一连接板1421在第一预设方向X上的一端抵靠于加强板13在第一预设方向X上的一端，第一连接板1421通过焊缝焊接的方式固定连接于加强板13。在其他实施例中，第一连接板1421也可以通过螺栓螺接的方式固定连接于加强板13。

进一步地，结合图2、图3和图4所示，锚固件142还包括弯折板1423和多个第三连接板1424。弯折板1423的一端固定连接于第二侧1421b，弯折板1423沿第三预设方向Z延伸。多个第三连接板1424沿第三预设方向Z间隔设置于第一连接板1421与弯折板1423之间，第一连接板1421和弯折板1423均与第三连接板1424固定连接。

通过在第一连接件的第二侧1421b固定连接弯折板1423，使得锚固件142的底部形成凸榫结构，从而能够保证锚固装置14的有效锚固，增加了锚固装置14与底板本体12之间的连接牢靠性。此外，弯折板1423沿第三预设方向Z延伸且弯折板1423与第一连接板1421之间沿第三预设方向Z间隔设置有多个第三连接板1424，从而加强了弯折板1423与第一连接板1421之间的连接强度，进而进一步增加了锚固件142的结构强度。

示例性的，弯折板1423和第三连接板1424均为钢板，弯折板1423焊接于第一连接板1421的第二侧1421b，第三连接板1424通过焊接的方式固定连接于弯折板1423和第一连接板1421的第二侧1421b。

需要说明的是，如图4所示，弯折板1423可以为一体式结构，也可以为分体式结构。弯折板1423可以为一个钢板通过冲压形成弯折结构，也可以通过两个钢板相互焊接形成弯折结构。本实施例中，弯折板1423为一体式结构。

可选地，结合图3和图5所示，加强板13和锚固件142均设置于安装槽121的槽底壁上，加强板13与安装槽121的槽底壁之间和锚固件142与安装槽121的槽底壁之间均通过胶层15连接。

其中，胶层15为结构胶。示例性的，结构胶可以为环氧树脂结构胶、聚氨酯结构胶或厌氧胶结构胶等中的一种。

本实施例中，继续结合图3和图5所示，底板本体12内设置有第二钢筋16。第二钢筋16沿第二预设方向Y延伸，第二钢筋16的一端贯穿安装槽121的槽底壁并与加强板13固定连接。

底板本体12内还设置有第二钢筋16，且第二钢筋16沿第二预设方向Y延伸，也就是说，底板本体12内植入有第二钢筋16，且第二钢筋16与加强板13固定连接，从而进一步加强了加强板13与底板本体12之间的结构稳定性，提升了底板10的结构强度。

其中，第二钢筋16为多个，多个第二钢筋16间隔布置于底板本体12内。

进一步地，加强板13上开设有多个通孔，每个第二钢筋16插设于对应的通孔内并焊接于加强板13。

示例性的，第二钢筋16在穿入通孔后通过塞焊连接的方式固定连接于加强板13。

综上所述，底板10的施工过程为：结合图1和图3所示，首先，在底板本体12上开设安装槽121，并将预埋于底板本体12内的第一钢筋122截断，以使第一钢筋122形成位于安装槽121两侧的两组第一钢筋122。然后在底板本体12对应安装槽121所在的位置植入第二钢筋16，并在安装槽121的槽底壁上涂设结构胶，之后将加强板13粘接于安装槽121的槽底壁上并使每个第二钢筋16穿设于加强板13上对应的通孔内，同时将锚固件142粘接于安装槽121的槽底壁上。在加强板13粘接于安装槽121的槽底壁上后，采用塞焊的焊接方式将加强板13与第二钢筋16进行固定连接。再之后将设置于加强板13在第一预设方向X上两侧的锚固件142与加强板13和对应的第一钢筋122进行焊接，最后在浇筑层143浇筑于锚固件142的外侧，也就是将环氧砂浆浇筑于锚固件142的外侧，并填充锚固件142与底壁本体之间的间隙。

本实施例中，结合图1和图6，闸门20的底部设置有与凹槽11配合的凸出部21。凸出部21用于插设于凹槽11内，以封堵凹槽11。通过在闸门20的底部设置与凹槽11的轮廓相配合的凸出部21，以使闸门20的凸出部21在闸门20关闭门腔40时能够插设于凹槽11内，以对凹槽11进行封堵，从而避免水流从凹槽11漏出，这种结构简单，便于改造和实现。

示例性的，闸门20的材质为钢。

示例性的，凸出部21采用焊接的方式固定连接于闸门20的底部，以便于改造原本的闸门20，降低制造成本。在其他实施例中，凸出部21也可以通过螺栓螺接等方式连接于闸门20的底部。

进一步地，结合图6、图7和图8所示，凸出部21上设置有止水条22，当凸出部21插设于凹槽11内时，止水条22能够封堵凸出部21与凹槽11的槽底壁和槽侧壁之间的间隙，以提升凸出部21与凹槽11的槽底壁和槽侧壁之间的密封性。

示例性的，止水条22的材质为橡胶。

示例性的，止水条22通过螺栓螺接的方式连接于凸出部21上。

可选地，结合图1、图2和图9所示，闸门20沿第二预设方向Y可移动地设置于边墩30。闸门20的在第一预设方向X上的两端均设置有滚轮23。门腔40在第一预设方向X上相对的两个侧壁上均设置有供对应的滚轮23抵靠的引导斜面41，引导斜面41用于在闸门20相对边墩30移动时引导凸出部21插设于凹槽11内。

门腔40在第一预设方向X上相对的两个侧壁上均设置有供对应的滚轮23抵靠的引导斜面41，也就是说，两个边墩30均设置有供对应的滚轮23抵靠的引导斜面41，从而通过相对布置的两个引导斜面41能够在闸门20相对边墩30移动时对闸门20起到引导作用，减小闸门20在第一预设方向X上的窜动空间，以保证闸门20的凸出部21能够准确地插设于凹槽11内，防止了闸门20的凸出部21不能有效入位的情况，进而实现对凹槽11的封堵作用。

示例性的，引导斜面41为设置在门腔40的侧壁上的楔形板，楔形板粘接于门腔40的侧壁上，楔形板的楔形面形成了供对应的滚轮23抵靠的引导斜面41。

可选地，如图6所示，闸门20在第一预设方向X上的两端均设置有两个滚轮23，位于闸门20在第一预设方向X上的一端的两个滚轮23沿第二预设方向Y间隔布置。

本实施例中，结合图2和图9所示，闸首100还包括驱动机构，驱动机构安装于闸门20的上方，驱动机构用于驱动闸门20相对边墩30沿第二预设方向Y移动。门腔40在第一预设方向X上相对的两个侧壁上均开设有导向槽，闸门20在第一预设方向X上的两端分别可移动地插设于对应的导向槽内。

示例性的，驱动机构为卷扬机，卷扬机设置于闸门20的上方，闸门20连接于卷扬机的钢绳，以通过卷扬机带动闸门20移动。

此外，本申请实施例还提供一种船闸，包括上述的闸首100。具有这种闸首100的船闸能够防止吃水深度进一步加大的船舶在经过船闸时与闸首100发生碰撞，从而避免了闸首100在长期碰撞的情况下出现损坏，进而提高了船闸的通航安全和结构安全。

其中，闸首100为两个，两个闸首100沿第三预设方向Z间隔布置，分别为船闸的上闸首和下闸首。船闸还包括沿第三预设方向Z延伸的闸室，上闸首和下闸首分别设置于闸室在第三预设方向Z上的两端。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。