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摘要：宽阔水域中的大型漂浮式喷泉，各种常用结构及升降技术的应用分析；
关键词：漂浮，升降技术，特点对比
1.前言
漂浮式喷泉是大型水域中的常见选择，形式也多种多样，所应用漂浮原理大同小异。但大型的升降式漂浮所采用的 工作原理和技术措施却多种多样，既各有特点又殊途同归，并在不断发展和提高。但如果遇到一个大型水域的漂浮升降水景项目，如何去选择和运用一个合理有效，综合指标最佳的升降技术方案呢？我们就此对大型漂浮式喷泉升降技术展开分析和研讨。
2.常见的喷泉漂浮体升降方式分析
2.1水箱水泵进排水方式
这种方式是根据所需浮体大小及设备荷载和使用要求配置浮箱，辅以连接钢体和设备支、托架结合。浮箱配给水泵及排水泵，通过浮箱浮力的变化控制浮排体上升或下降，配合液位控制器来保障多工位的准确定位。一般条件下需配置多组给排水泵来维持浮排的升降及平衡。注意：浮箱则需要设置排气口消除负压，保证动作能顺利进行。通常对于大型浮体来说，使用水泵进排水方式应配备10组以上的给排水水箱，以保证浮体有足够的调整余量。选择这种升降方式优点是能实现三工位动作，水泵抽排水快速，浮排升降较快。缺点：加工制作结构繁琐；升降时整体平衡性差；设备维护保养重要，一旦局部水泵出故障影响升降效果，甚至对浮排体造成损坏；耗用一定的用电量。
2.2卷扬机牵拉升降方式
卷扬机升降方式根据卷扬机安置位置的不同可分为卷扬机在水池内基础固定；卷扬机在浮体上固定和卷扬机在岸边设置机房固定三种方式。
2.2.1卷扬机在浮体外水池内安置
这种形式是将卷扬机放置在水池内基础上。浮排上设置多处拉动点，通过主钢丝绳牵引多处辅钢丝绳来拉动浮体升降，浮体各拉动点下部基础设置抛锚块或预埋块，锚点或预埋块通过辅助钢丝绳或转体连杆与浮排连接来控制浮体移动方位。
2.2.2卷扬机在浮体上安置
这种形式是将卷扬机放置在浮排上。浮排上设置多处拉动点，通过主钢丝绳牵引多处辅钢丝绳来拉动浮体升降，浮体下部基础设置固定锚点通过辅助钢丝绳与浮排连接来控制浮体移动。
2.2.3卷扬机在岸边机房安置
这种形式是将卷扬机放置岸边机房内。主钢丝绳通过钢丝绳通道进入水中，通过转向轮登上浮排与辅钢丝绳连接，浮排两边上设置多处拉动点，通过主钢丝绳牵引两侧辅钢丝绳来拉动浮体升降，浮体下部基础设置固定锚点通过辅助钢丝绳与浮排连接来控制浮体移动。
选择这种升降方式：靠电力驱动，能实现三工位动作，卷扬机功率大，牵拉力大，卷扬机维护检修方便，在浮排上设置多点拉动，可均衡受力，浮排升降平稳。缺点：需在岸边处设置卷扬机房，并设置一条钢丝绳通道连向浮排，工艺复杂，施工难度大，成本高，工作运行风险一般。
2.3液压缸牵拉升降方式
这种方式是将液压传动缸体安装在大型浮排上，通过主辅钢丝绳牵引来拉动浮体升降。
浮体下部通常在两侧设置多组锚点悬挂辅钢丝绳与浮排主钢丝绳连接。采用多点拉动，均衡受力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可适用超大型浮排（体量大于200米长度）升降，辅钢丝绳则连接浮排下方锚点来完成牵拉升降动作。液压缸传动需配置液压工作站，一般设置在岸边附件，通过输油管来完成控制动作。
2.4机械减力箱驱动型升降方式
这种方式是基于手动驱动机械升降方式。方式是在浮排上安置专用的减力传动箱，通过减力机构带动卷筒驱动钢丝绳牵拉浮排升降。浮体下部也通常在两侧设置多组锚点与浮排主钢丝绳连接。特点：该形式最大的亮点就在于采用非电控、非液压传动的人工手动升降大型浮排。
3.升降技术特点及对比
适应环境能力：卷扬机升降方式、液压缸升降方式、涡轮蜗杆升降方式能适应多数宽大型自然水域（注：一般指水深≤16m），而水泵进排水方式适用于稍浅水域。控制定位精准程度：水泵抽灌水方式进程较慢（因水泵性能及抽灌水一致性差异等），其余三者均能做到准确定位；节能环保：水泵抽灌方式、卷扬机升降方式耗电较大；液压缸升降方式小幅用电；涡轮蜗杆传动方式无需用电；动作稳定型：水泵抽灌方式一般、卷扬机升降方、液压缸升降方式、涡轮蜗杆传动方式升降匀速，平稳；生产成本：水泵抽灌方式成本费用高；卷扬机升降方式、液压缸升降方式相对低些；涡轮蜗杆传动方式成本最低；故障风险：水泵抽灌方式、卷扬机升降方式出现故障对设备危害性、风险性最高，两者维护维修成本也最高；液压缸升降方式出现故障时有一定高的风险指数，维护维修成本较低；涡轮蜗杆传动方式出故障风险指数最低，使用最可靠，维护成本最少。
4.升降技术方式的选择
工程实践中，在宽阔水域中的大型漂浮式喷泉升降方式的选择我们首先满足功能性要求，上述四种常见方式都能实现。但一个高效合理的方案，必须是优良的综合性能的体现。我们不仅满足功能性，同时还需兼有对环境的适应性匹配性，拥有较低的制作成本，另外须特别重视漂浮升降方式的故障风险。同时还满足绿色环保的时代要求。
通过上述升降技术特点分析，以下两种综合性能良好的升降方式液压缸牵拉升降方式和机械减力箱结构的牵拉升降方式。具备良好的综合性能和特点，推荐业内参考使用。
4.1液压缸牵拉形式
该种方式是基于传统的液压缸技术在浮排升降中的一种应用。只需配置一台液压缸设备即可。结构简单，推拉力强劲，设备故障率低。一般条件的维护保养就能保证正常工作。在主控台进行控制，配合位置传感器及定位自锁装置来保障工作状态的实现。漂浮体采用主辅钢丝绳多点均衡拉动，整体升降匀速，动作平稳，快速可靠。岸上设置一微型液压工作站，小型的供油加压泵，配合液压缸动作，有小的耗电需求。浮排体对水域下部要求不高，无需预埋预制施工，通过抛掷锚块连接固定钢丝绳完成牵拉工作。施工成本低，难度不大。对于综合实力一般的景观单位都具备完成实施的能力，推荐使用。
4.2机械减力箱驱动型升降方式
该种方式是基于独特设计的涡轮蜗杆驱动技术的一种应用。通过配置一台符合拉力要求涡轮蜗杆动力箱带动钢丝绳牵拉浮排升降。该结构安装方式简单，依靠人工手动操作，通过减力装置（动、定滑轮组合），同样依靠主辅钢丝绳多点均衡拉动系统，带动浮体平稳升降。牵拉力强劲，设备故障率低。一般条件的维护保养甚至不常维护都能保证正常工作。该装置通过人工观察识别工位点标志标识，来控制浮排体升降至所需的不同工位。该系统无耗电设备。浮排体对水域下部池底要求不高，池底无需预埋预制施工，通过抛掷锚块连接固定钢丝绳完成牵拉工作。施工成本低，难度不大。一般的景观单位都具备完成实施的能力。
5.总结
随着社会的发展和进步，人民不断增长的丰富文化需求，水面中大型景观漂浮式喷泉层出不穷的出现在人们的视野里。不同的环境条件和景观需求也使得大型水面漂浮式景观采用不同的技术和工艺方式来满足和匹配。我们文中所列举的，均为现今不断总结提高和技术创新的模式。目前实施运用的漂浮升降技术以稳定、可靠、简约、高效的基本特性与绿色节能的理念有机结合，不断推陈出新，不断发展与时俱进。
参考文献
[1]金儒霖 人造水景设计营造与观赏 中国建筑工业出版社
[2]《给水排水工程管道结构设计规范》 GB50332-2002
论文作者:杜桂森
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/20
标签：方式论文; 钢丝绳论文; 卷扬机论文; 液压缸论文; 水泵论文; 蜗杆论文; 水域论文; 《建筑学研究前沿》2018年第22期论文;