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在对水闸、船闸等主要枢纽进行设计之后，还需要对枢纽的运行进行后期考虑。由于水闸在挡水和泄水或船闸等运行时，水流都会掺杂着许多污物，使闸门等枢纽建筑遭受损害，尤其是对一些设备的损害，导致枢纽运行后期需要对一些设备和建筑物进行检修。因此，需要采取一定的截污措施，避免不必要的损害。
在枢纽的取水输水建筑物中，设置拦污栅，可有效地将污物拦截。现对拦污栅的结构、拦污栅的布置、拦污栅的清污进行讨论。
一、拦污栅结构
拦污栅包括栅叶和栅槽埋件两部分。栅叶是由栅面和支承框架构成，栅面是数块栅片连接排列而成，栅片由平行置放金属栅条连接而成，连接的方式有螺栓连接和焊接两种。
螺栓连接的拦污栅，是一种栅片和栅条均可拆卸和更换的拦污栅，其栅片是用长螺栓将平行置放的栅条贯穿于一起。为了保持栅条间距，在栅条间设置等距的间隔环，长螺栓梁端用螺帽旋紧。栅片用U形螺栓固定在支承框架上。
焊接连接的拦污栅是不可拆卸的焊接结构，其栅条与肋板焊接在一起构成栅片，栅片上的栅条则直接焊在支承框架上，形成了栅面。这种结构形式的拦污栅不仅可以加强拦污栅的整体刚度，同时也简化了制造拦污栅的工艺流程。
栅条一般用扁钢制成，其截面常为矩形，有时为了减小水头损失，可采用流线型截面。对于矩形截面的栅条，其高度不宜大于12倍厚度，也不宜小于50mm；栅条的侧向支承间距不宜大于70倍栅条厚度。有清污要求的拦污栅，应满足耙齿进入栅面的要求。
拦污栅支承框架的结构与平面闸门一样，由主梁、边梁、纵梁向连接系和支承等组成，但构件较轻。当主梁高度较大时，为了增加拦污栅的横向刚度，可在主梁之间加设横向联系构件。对于高度的拦污栅，为了便于安装及运输，可以分节设置，分节的高度在3.5m以下。节与节之间的连接可在边梁腹板上用连接板和轴连接，并应考虑起吊拦污栅时的锁定装置；为减小起吊设备的容量，节与节之间可不设连接装置，但起吊设备应配置自动挂脱梁，如果拦污栅有机械清污的要求，节与节之间应设导向定位装置，使得节间栅条对齐，以免卡阻清污机的清污耙。
框架的主梁与边梁等高布置，主梁的间距应按等荷载要求确定，并应考虑栅条的强度与稳定。主梁的形式应更具跨度及荷载而采用轧成梁、组合梁或桁架。当主梁跨度较小时采用轧成梁，对于中等跨度的拦污栅一般采用工字型组合梁，对于跨度较大的拦污栅可以采用桁架式主梁。桁架式梁多用平行弦桁架，节间数目为偶数，跨中对称，桁架高度一般为桁架跨度的1/7。为减少水头损失，主梁可采用连线形轮廓。
拦污栅的支承一般采用滑动支承，当要求在一定水头下动水提栅时，为了减少启闭力，也可采用轮式支承。
拱形拦污栅的栅面结构与普通拦污栅相同，其支承框架采用拱形结构。
拦污栅槽埋件由主轨、反轨、侧轨和护角等构成，其结构形式及作用与平面闸门类似，但不需设置止水座板。
二、拦污栅的布置
1、影响因素
拦污栅的布置是否合适，对建筑物和拦污栅自身的安全运行是非常重要的。如果布置不妥当，会在经济上、运行管理上造成很大的损失和不便。
影响拦污栅布置的主要因素有：
（1）工程的大小、建筑物的等级及引水方式。
（2）进水口的形式、用途、位置及其在水下的深度。
（3）管道的引用流量及允许过栅流速。
（4）水流所挟污物的性质、大小及数量、机组、闸门或阀的类型尺寸等。
（5）当地气候条件及水库水位的变化情况。
（6）清污方式。
根据这些拦污栅布置的主要因素，在布置和设计拦污栅时，应尽可能地利用水流流向及地形等有利条件，尽量避免污物进入进水口，以减轻对拦污栅的威胁；要求过删水流平顺，水头损失小；此外，应考虑清污方便，便于安装、检修及更换。拦污栅最好设置清污平台。
2、布置形式
拦污栅的布置形式多种多样，但是主体上应根据河流中污物的性质、数量以及对清污的要求等来确定，在污物较少的地区，可设置一道拦污栅，在污物较多的地区，宜考虑排污设施，并宜考虑设两到拦污栅或采用连通式布置，此外尚应设置有效地清污及泄污设施。
拦污栅在平面上的布置形状有直线、折线、曲线、多边形布置等形式。当污物不多而进水口过流面积足够大时，一般采用直线布置；当污物较多，进水口为了获得较大的过水面积和降低过删流速，可采用折线、曲线布置。
拦污栅在立面上游有垂直置放和倾斜置放。垂直置放可以缩短进水口建筑物的长度，减少建筑物的投资，平面上采用折线、曲线、多边形布置的一般采用垂直置放；对于位于深水之下的进水口，其拦污栅受冰冻和污物堵塞的机会相对较少，一般不要求机械清污，其拦污栅一般垂直置放。高度不是太大的进水口的拦污栅，可采用倾斜置放，拦污栅倾斜置放较垂直置放扩大了栅面，因而降低了流速，减少了水头损失，并可提高清污机的清污效果。
拦污栅一般设置在进水口检修闸门和工作闸门的上游。有时也可将拦污栅设置在工作闸门和检修闸门之间，这时布置拦污栅可在孔口内检修。由于拦污栅和检修闸门不同时使用，为布置紧凑，有的进水口两者共用一个闸槽，这种布置形式虽节省了一道栅槽，但也增大了检修闸门的尺寸，其操作也不方便。
在污物较多而又不方便设置机械清污的进水口，可设置两道拦污栅，以便于轮换提出水面清除污物。在污物特别严重的大中型电站中，可将进水口布置成连通式或分段连通式。当某孔拦污栅被污物局部赌塞时，其他孔口可向该孔口补充水流，以保证机组的正常运行。
拦污栅可做成固定的或活动的。固定式拦污栅是用地脚螺栓将扇叶固定在栅槽内，但固定式拦污栅检修和清污困难，出现事故也不易处理，因此，拦污栅宜做成活动式的，以便提出孔口来维修、更换。
三、拦污栅的清污
设置拦污栅后，污物容易积聚在拦污栅前，造成拦污栅被堵塞，增加了水头损失，甚至压垮拦污栅，影响建筑物及设备的安全。为防止污物堵塞拦污栅，一般需要考虑清污措施。
（一）清污方式
拦污栅的清污方式主要有人工清污、提栅清污和机械清污。
1、人工清污
一般栅前水位较浅，过栅流速不太大的小型工程的拦污栅，由人工使用齿耙直接在拦污栅上将污物捞起或用竹筏、木船下到栅前清理污物。但在大中型工程中，由于没有有效地清污设备，也采用人工清污。当水深大于5m，污物数量较多时，水面清污有困难，有的电站派潜水员潜入栅前清理污物。
缺点：人工清污劳动强度大，工作条件差，特别是水下工作情况复杂，清理出来的污物十分有限。另外人工清污通常需要停机操作，很不经济。
2、提栅清污
有时，在进水口处会设置前后两道垂直拦污栅。第一道是经常工作的主栅，第二道是经常放置在平台上的副栅，当主栅需要提出来清污是，副栅下水工作后，主栅提升至平台清污，由人工清除污物时，副栅下水工作后，主栅提升至平台清污，由人工清除污物后再下水，然后提升副栅至平台清污，如此完成一次清污过程。为使栅叶提出水面时污物不易掉落，沿拦污栅高度设一至数道悬臂长度为200至400mm的集污钩。由于拦污栅是在动水中提升和降落，所以拦污栅可设置悬臂式或简支式主轮。
设置两道拦污栅可不停机清污，清污效果良好。但也有不足之处，当污物来量大时，清污频繁，工人劳动强度大。
3、机械清污
机械清污是使用清污机将污物从栅面捞起来。它适用于不同种类的污物，效率高，能节省大量的劳动力并降低工人的劳动强度，改善劳动条件，尤其能在动水情况下工作，是人工清污无法比拟的。
清污机的形式主要有耙斗式、悬吊式、回转式。
（1）、耙斗式清污机。
耙斗式清污机是在机架横向移动时，耙斗停靠在机架的导向斜板上。清污时耙斗为张开状态，在起升机构的牵引下沿着拦污栅的斜面下行，至污物聚集处，起升机构停止，开合机构启动，闭合耙斗抓取污物；抓取污物后耙斗在起升机构的牵引下上行至清污平台高程以上；待机构起升停止后，机架横向移动至清污平台；开合机构起动，张开清污耙，污物从耙斗中卸出，滑落到集污箱中。这样组成了清污机的一个清污循环。
清污机一般由机架、传动装置、行走机构、耙斗组成。传动装置安装在机架上，机架由行走机构驱动，沿平行拦污栅宽度方向的轨道移动。传动装置包括起升机构和开合机构。机架有门式、三角式或台车加混凝土排架式。耙斗可以是斗状和齿耙状，由活动部分和固定部分组成，活动部分在开合机构的控制下张开和闭合，整个耙斗可依靠自重沿着拦污栅的斜面上下行走，有的工程还在拦污栅上设置耙斗导向装置。
拦污栅倾斜布置时可依靠自重沿着拦污栅的斜面上下行走。受整机总重和轨矩的限制，倾覆力矩不能过大，爬斗的宽度和容积不可能太大。为增加耙斗的工作效率，开合机构有时选用液压装置。这类清污机清污能力和效率较高，但因此有机架和轨道，设备造价较高，适用于孔口数量多、宽度较大的工程。
（2）悬吊式清污机。
悬吊式清污机工作原理与耙斗式清污机相同。
悬吊式清污机一般由传动装置、行走小车和耙斗等组成。传动装置包括起升机构和开合机构。行走小车悬吊在拦污栅上方的工字梁轨道上。通常传动装置和行走小车的行走机构采用电动葫芦改装而成。耙斗为斗状的，一般在拦污栅和栅槽上设置耙斗导向装置。
悬吊式清污机可用于拦污栅垂直和倾斜两种布置方式的孔口。如果拦污栅倾斜布置，其顶部需要设置引导架，以利于清污机进入孔口，但清污机抓取污物后脱离拦污栅引导架的瞬间有个震动，污物容易重新掉落在拦污栅前。如果拦污栅垂直布置，为保证清污机与拦污栅的接触，必须在拦污栅和栅槽上设置清污机的导向轨道，所以耙斗一般与孔口等宽，但受启闭力的限制，耙斗的宽度和容积也不能太大。这类清污机清污能力和效率一般，需要增加一个混凝土排架，总的造价相对较低，适用于孔口数量少、宽度较小的工程。
（3）回转式清污机。
回转式清污机是把清污机和拦污栅结合在一起，有回转栅式和回转耙式两种。在平台以上的布置有支承架，支承架上一般设置有刮污装置，驱动装置安装在支承架上，两侧设置有链轮，在孔口宽度两边的支承架设置带滚轮的传动链条，在拦污栅底部设置导向轮，链条绕在链轮和导向轮上，可回转的短片状栅条或齿耙固定在链条上，栅条带有固定的耙齿。
回转式清污机工作原理：驱动装置驱动链轮旋转，链轮带动链条绕导向轮回转，使得栅条或齿耙沿拦污栅框架作回转运动，这样停靠在清污机前面的污物被栅条或耙上的固定的耙齿钩挂住，并随耙齿上行至平台，利用污物的自重和刮污装置的作用，污物掉落在平台上。回转式清污机把拦污栅和清污机合二为一，可垂直布置和倾斜布置。回转栅式的结构自重大，需要的传动装置庞大、较少采用。常用的是回转耙式，链条一般采用不锈钢或氮化钢。这类清污机整体布置简洁美观，自动化程度高。缺点之一是造价高，尤其是在孔口数量多及孔口数量多及孔口尺寸大时，更是如此；缺点之二是检修困难，孔口高度不大的可整体翻转至水面以上检修，孔口高度大地可设检修闸门，抽干水后检修；缺点之三是耙齿较短，不能清理体积较大的污物。
这样在对拦污栅的结构、布置、清污进行讨论之后，就可以根据枢纽的具体情况设置适当的拦污栅。
拦污栅的选用，虽然会有一定的一次性投入，但是对于其产生的潜在效益是不可忽视的。 | 
