电拦鱼基建工程设计.doc

电拦鱼基建工程设计
西南大学计算机与信息科学学院 刘伟
Computer college of Southwest University
weiliu
发展生态鱼养殖智能装备，是解决水质安全与渔业养殖可连续发展是关系我国渔业发展、渔民增收、食品安全和维护生态的世界全局性重大战略问题，同时，也是保护珍稀鱼种、维护江河生态、保护水利发电设备安全运营等方面不可缺少措施。特别是随着我国运用江河、库区水利发电的进程加快，这项设施就显得更加重要，是《关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见》（国发【2023】1号）精神的一项具体措施。然而，在各种电拦鱼建设工程中，电栅的选型和合理的安装方式，是这项技术可靠性得以保证的关键性措施。基于重庆亘森电子科技有限公司生产的GS系列电赶/拦鱼设备，本文从不同角度对电栅选型、安装形式等方面进行了分析，提出了相应的设计方法。
【关键词】 类型分析 工程设计 电栅连接
The development of ecological fish farming intelligent equipment, is to solve the water quality safety and fishery sustainable development is the relationship between China's fisheries development, fishermen's income, food security and maintain the world's major global strategic issues, ecological protection at the same time, and is also a rare species, maintenance of ecological protection of water rivers, the safe operation of the power equipment and necessary measures. Especially with China's utilization of river, reservoir water power to speed up the process, this facility is becoming more and more important, is the "several opinions on strengthening reform innovation to accelerate agricultural modernization" (Guo Fa [2023] 1) a concrete measure of spirit. However, fish for construction projects in various electric in the electric grid, selection and reasonable installation, it is the key to ensure the reliability of the technology measures of. GS series of electric drive / block fish equipment through Chongqing Electronics Technology Co. Ltd. based on production, this paper analyzes on the electric grid selection, installation forms from different angles, the corresponding design methods.
[Key words] Analysis Design Connect
【关键词】 电栅 安装
一、类型分析
重庆亘森电子科技有限公司生产的GS系列电赶/拦鱼设备是一种脉冲宽度、电压大小自动调节的一种新型电赶/拦鱼设备。所以，无论拦顺水鱼或是拦逆水鱼，都采用单排式电栅排列方式，省去双排、多排方式的繁琐工作。
1. 基本类型
1.1 埋设式 —— 电极阵埋固在设计断面位置。
1.2 悬挂式 —— 电极阵悬挂在设计断面上方。
1.3 浮筒式 —— 电极阵联结在浮筒上，浮筒固定在设计断面水面上。
2. 选择参考依据
基本形式
选择因素
埋设式
河床规正，河道渣物少，并具有河床无水时施工的条件。
悬挂式
河床断面≤100米，岸边易于打桩。
浮筒式
河床断面≤100米，但岸边不易打桩 或 河床断面＞100米。

二、工程设计
1. 埋设式
1.1 竖式
1.1.1 模型图如下图所示：

1.1.2 电栅解决
用镀锌管作电栅，在上方管头（距边3-5厘米处，加工Φ10孔，见下图）。

1.1.3 链接电赶/拦鱼的节点机的链接
节点机的输出线已按照给定间距制作便于链接的OT象鼻头端子，其链接方式如下图所示。（注意螺丝拧紧）

1.1.4 材料清单
材料名称
单位
参考价
备注
热镀锌管
米

电栅文献已定
螺栓、垫片、弹垫、螺母
套
7.50
六棱M8×20
直通管
个

电栅文献已定
膨胀螺栓
个
5.00

304不锈钢卡子
个

电栅文献已定
绝缘胶垫
块
50.00

绝缘子
个

电栅文献已定
6×19S-FC 6
米
8.00

不锈钢钢缆卡子-U6
个
9.00

1.2 横式
1.2.1 模型图及关键部位说明如下图所示：

1.2.2 材料清单
材料名称
单位
参考价
备注
热镀锌管
米

电栅文献已定
螺栓、垫片、弹垫、螺母
套
7.50
六棱M8×20
膨胀螺栓
个
5.00

304不锈钢卡子
个

电栅文献已定
绝缘胶垫
块
50.00

2. 悬挂式
2.1 钢缆选择
2.1.1主索选型
⑴ 单边受力T计算
垂吊比例L／H = 20／1（安全比例），在这种比例状态下，单边所受拉力T = 2×G。（其中G = 钢缆重量 + 垂吊物重量）

⑵ 最小破拉力P计算
考虑到自然风力和水流冲击作用，则有钢缆的最小破拉力P ≥ K×T。
（其中：安全系数K = 2.2）
⑶ 钢缆6×19 FC规格表（天然纤维芯）
钢缆公称直径（mm）
钢缆重量（Kg／100m）
最小破拉力（KN）
6
13.30
18.60
7
18.10
25.60
8
23.60
33.10
9
29.90
41.90
10
34.60
48.10
11
41.90
58.30
12
49.80
69.40
13
58.50
81.40
14
67.80
94.40
16
88.60
123.00
18
112.00
156.00
20
138.00
192.00
22
167.00
233.00
24
199.00
277.00
26
234.00
325.00
28
271.00
377.00
30
311.00
433.00
32
354.00
493.00
34
400.00
557.00
36
448.00
624.00
38
500.00
695.00
40
554.00
771.00
⑷ 选择方法
Ø 略去钢缆重量，计算P并查表
Ø 代入钢缆重量，进行验证。
符合时 —— 直接选定； 不符合时 —— 采用下选后再做验证，直至符合。
2.1.2 水平索选择
通常采用GJ-25的镀锌钢绞线，外径6.6mm，每100米中22.77 Kg。
2.1.3 吊索选择
通常采用6×19FC-6的镀锌钢丝绳，外径6mm，每100米中13.3 Kg。
2.2 固定桩悬挂模式

2.2.1 受力固定桩制作
Ø 挖坑：深度1.5米，直径D = √（P／3600）。
其中 P单位：Kg；D单位：米
Ø 制作铁笼：直径小于坑直径，深度1.4米，挂钩高度1.6米，挂钩钢筋直径不小于20毫米，弯曲直径大于主索直径，如下图：

Ø 置入坑中，调整好位置，用C25F300混泥土浇灌夯实。
2.2.2 主索固定方式同2.3.4
2.2.3 水平索固定桩
Ø 挖坑：深度1米，直径D = √（P／3600）。
其中 P单位：Kg；D单位：米
Ø 制作铁笼：直径小于坑直径，深度1米，挂钩高度1.5米，挂钩钢筋直径不小于20毫米，弯曲直径大于主索直径，如下图：

Ø 置入坑中，调整好位置，用C25F300混泥土浇灌夯实。
注意：
土、石方均采用人工开挖，石方开挖至设计规定后，要尽快进行砼浇铸，在石方开挖中，要注意爆破药量不能太大，要注意保护基岩的完整性。基础开挖到设计规定后，要确认基础的岩层强度。
浇筑完毕后，要按规范进行养护，以保证砼质量。
2.2.4 水平索、吊索固定同2.3.5、2.3.6和2.3.7
2.2.5 材料清单
材料名称
单位
参考价
备注
主索固定桩
立方
750.00

水平索固定桩
立方
750.00

主索
米

以当时市场价为准
水平索
米

以当时市场价为准
吊索
米

以当时市场价为准
锁紧器
个

以当时市场价为准
304不锈钢卡子
个

电栅文献已定

2.3 立杆悬挂模式

2.3.1立杆选择
⑴ 依据：立杆长度 ≥ L／20 ＋ 2.5米 ＋ H1。
（其中：L = 两杆距离；H1 = 挖坑深度）
⑵ 水泥电杆规格为（mm）：
φ150х7000、φ150х8000、φ150х10000、φ190х10000、φ190х12023、φ190х15000、φ230х15000、φ190х18000。
2.3.2 立杆坑设计与立杆
⑴ 立杆位置，在岸边高出最高水位1.3米处，形成1～4平方平台。并在中心挖坑，其挖坑直径应为电杆直径的3倍，其深度与土质有关。
⑵ 土质与挖坑深度（H1）
土质
下埋深度（米）
沼泽地
1
黑土
1
粘土
1.5
沙粘土
2
沙土
5
⑶ 铁笼制作

⑷ 立杆工作环节
Ø 形成平台，并挖坑，在底部铺垫数块平放砖块；
Ø 放置铁笼并调好，用C25F300混泥土浇灌厚度0.1米的平层。
Ø 待底部混泥土变硬，将电杆插入，调整到中心位置，采用枝干在坑口位置对电杆进行简朴定位。
Ø 用C25F300混泥土浇灌夯实，并在表面形成厚度0.2米的平台，如下图：

2.3.3 电杆拉线设计与安装
⑴ 钢绞线（用于电杆拉线）选型，由破拉力拟定。
单向拉线的破拉力F ≥ K×P／COSθ （ 其中：安全系数K = 2.2）
双向拉线的破拉力F ≥（K×P／1.732）／COSθ。

拉线与地面夹角图 双拉线间夹角为60°（风大）布局图
注意：拉线与电杆的夹角一般在30°～60°，电拦鱼选不应大于45°。
表一 GJ25系列钢绞线规格表
型号
外径（mm）
股数×线股直径（mm）
破拉力（KN）
计算质量
GJ-25
6.6
7×2.2
31.97
227.7
GJ-35
7.8
7×2.6
44.65
318.2
GJ-50
9.0
7×3.0
59.45
423.7
GJ-70
11.0
19×2.2
86.76
615.0
GJ-100
13.0
19×2.6
121.09
859.4
GJ-120
14.0
19×2.8
140.54
995.0
GJ-135
15.5
37×2.2
168.97
1187.0
备注：计算质量单位为：Kg/Km
⑵ 制作固定桩
Ø 挖坑：深度1.2米，直径D = √（P／3600）。
其中 P单位：Kg；D单位：米
Ø 制作铁笼：直径小于坑直径，深度1.1米，挂钩高度1.3米，如下图：

Ø 置入坑中，调整好位置，用C25F300混泥土浇灌夯实。
⑶ 拉线与电杆链接，如下图：

⑷ 拉线两端应为心形环，其参考尺寸如下图，采用3个线卡将其固牢。

⑸ 拉线与固定桩链接
拉线通过收紧器与固定桩挂钩连接，如下图所示，收紧器采用M12型。
固定桩
收紧器
拉线

2.3.4 主索安装
⑴ 主索一头与电杆连接
将主索钢缆在抱箍上方绕电杆一周后，用R21型号的3个卡子卡牢，见下图：

⑵ 主索另一头与电杆连接
Ø 穿入收紧器孔眼后，形成心形环，同样采用3个钢丝绳卡子，将钢绞线卡牢。
Ø 通过手动葫芦收缆方法，将收紧器挂钩挂入电杆的抱箍挂钩孔中。
Ø 调节收紧器，将主索长／垂 =17／1。
注意：
主缆采用索引方式索引过江，主缆在过江后，要注意调整其在无应力作用下的垂度，（主索长／垂 =17／1）以保证跨河主索符合设计规定。
由于主索自身重量和承重的作用，开始时，伸长明显，故刚拉上的主索每隔二、三天要通过收紧器进行调整，直到垂点下降不明显时，才干固接定型。
2.3.5 水平索、吊索安装施工说明
水平索、吊索：采用平行作业方式，从岸边1头向另1头进行安装，注意吊索固牢。
2.3.6 水平索安装关键技术说明
⑴ 在最高水位上方1.5米高度位置，将抱箍箍在电杆上，注意箍牢
⑵ 水平索在此抱箍上方绕电杆二周后，用R7型号的3个卡子将钢缆卡牢。
⑶ 用手拉葫芦工具收缩水平索，将通过缠绕电杆二周后，用R7型号的3个卡子将水平钢缆固牢
2.3.7 吊索安装关键技术说明
⑴ 按5米左右间隔，通过钢缆卡子将吊索固定在主索和水平钢缆之间。以维持水平钢缆的水平度。
⑵ 每根吊索的具体长度，在现场根据实际施工决定。
2.3.8立杆需加避雷设施
⑴ 材料
材料明细
数量
备注
4平方单股单芯铜线
L米
L = (0.1+高度+H1)×1.1
水泥钢钉线卡（U-4）
N个
N = (高度÷0.3)
镀锌条（5cm宽、2-3mm厚）
长H1米
H1——埋土深度
M8×20螺丝、螺母、垫片、弹垫
1套
用作铜线与镀锌条连接

⑵ 材料预解决
将镀锌条的1头，钻∮10的穿孔，如图所示：

⑶ 安装环节
Ø 将“4平方单股单芯铜线”的1头去掉外层胶皮，长度0.15米。
Ø 将此线伸出杆梢0.1米，在杆梢下面0.15米处，用4个“水泥钢钉线卡”间距0.05米，依次将“4平方单股单芯铜线”卡在杆上，之后每间隔0.3米往下安装1个线卡。
Ø 将“4平方单股单芯铜线”的另一头剥去5cm胶皮，缠绕在穿过镀锌条的螺栓上，压入垫片、弹垫，用螺丝将其拧紧。

2.4 悬挂式重要技术指标
2.4.1 矢跨比：f/l=1/16～1/18；
2.4.2 风力：九级，风压强0.59KN/㎡；
2.4.3 使用寿命：2023。
2.5 重要材料清单
材料名称
单位
参考价
备注
电杆

以当时市场价为准
主索固定桩
立方
750.00

水平索固定桩
立方
750.00

主索
米

以当时市场价为准
水平索
米

以当时市场价为准
吊索
米

以当时市场价为准
锁紧器
个

以当时市场价为准
304不锈钢卡子
个

电栅文献已定

3. 浮筒式
3.1 无船道浮筒式
3.1.1模型图

3.1.2 工作流程

3.1.3 主索钢丝绳拟定（6×19 FC 系列）
依据
由于在使用过程中，电极线存在挂住渣物的现象，所以在力学分析时，必须考虑安全系数，按照GB/T 29086-2023 《钢丝绳 安全 使用和维护》的规定，则主索最小抗破拉力FS＝βF。β为安全系数，一般工程取值为3～5，为了使用的长效性，取5。
计算环节
⑴ 冲力计算
F = S×V （其中：S为受充面积；V为最大流速）
⑵ 主索的最小抗破拉力FS
按照可靠设计依据，则主索的最小抗破拉力FS＝5×F。
⑶ 主索钢丝绳公称直径D
主索钢丝绳的公称直径D = √（FS÷0.55）,查标准钢丝绳规格表，即可实现6×19S + FC 的钢丝绳选择。
3.1.4 浮筒拟定（采用两个塑料圆柱型浮筒并固而成）
⑴ 模型图

① 浮筒； ② 固定架； ③ 挂线钩
⑵ 浮筒拟定
理论计算：
式中：D — 圆筒直径； L — 圆筒长度； W — 总承重力。

3.1.5 施工说明
Ø 固定桩设立（参阅悬浮式部分）
Ø 浮筒与主索的定位固定
Ø 存在落差大时，电极、浮筒可方便取下和安装
3.1.6 重要材料清单
材料名称
单位
参考价
备注
岸边固定桩
立方
750.00

主索
米

以当时市场价为准
浮筒
个
820.00

手动绞缆机
个
1200.00
以当时市场价为准
304不锈钢卡子
个

电栅文献已定

3.2 有船道浮筒式
3.2.1 模型图

3.2.2 施工流程

3.2.3 浮箱拟定
⑴ 浮箱结构模型如右图所示：

⑵ 设计依据
Ø 按照浮箱最小阻力设计数据，有：设长为A，则宽为0.6A，高为0.18A。
Ø 按满负荷最大吃水深度0.3米。
Ø 浮箱钢板常规材料为钢板，底部、侧面板厚8mm，面板6mm，同时考虑形体减阻性的情况。
理论计算有：
浮箱重量 ≈[ 0.008（0.52A2＋2×0.18A2＋2×0.18×0.8A2）＋0.006×0.6A2 ]×7.85
＝ 0.1016104 A2 。
浮箱所受浮力 ＝ 0.3×0.63A2 ＝ 0.189 A2 。
单个浮箱最小承重力 ＝ （浮箱重量 ＋ 浮箱重量）×1.29

⑶ 浮箱大小选择见下表
船道宽度
浮箱（长×宽×高）
10米
3.49×2.01×0.70
20米
4.99×2.99×0.89
30米
7.48×4.48×1.2
40米
9.97×5.98×1.2
50米
12.96×7.97×1.2
60米
14.94×8.47×1.5
3.2.4 过船船道
⑴ 模型图

⑵ 组成
两锤体每个40Kg，两边各1台卷扬机，主索采用6×19 – 18.5的长度40米的不锈钢钢丝绳，双鉴传感器，红绿指示灯。
3.2.5 重要材料清单
材料名称
单位
参考价
备注
浮箱

与制造厂商议
岸边固定桩
立方
750.00

主索
米

以当时市场价为准
浮筒
个
820.00

手动绞缆机
个
1200.00
以当时市场价为准
手/电动卷扬机
个
4800.00

浮球
个
65.00

錘体
个
120.00

304不锈钢卡子
个

电栅文献已定

3.3 特别说明（针对水位落差大）
航空镀锌钢丝绳电栅，如下图方式制作。开口象鼻头、钢丝绳和铁棒坠组成。

3.3.1 主索两岸边应有收放的设施。
3.3.2 电极应有收放装置，其设计与安装如下：
⑴ 采用7字形实芯钢条（其中1头带丝口）和2个U型卡子，依图将其固定在主索上。
⑵ 将绕线盘穿入，并用螺丝固牢。
⑶ 将电极线的象鼻头置于绕线盘的上盘片定位孔的内侧，通过螺丝固牢。
⑷ 采用绕线盘进行收放，用边上插销（带螺母）卡住。
⑸ 电极之间的间距为2米±0.1米。
⑹ 电极定位处加装卡式浮筒，其浮力≥75 Kg。见下图：

说明： ①绕线盘； ②航空镀锌钢丝绳； ③插销
三、电栅连接
1. 航空镀锌钢丝绳电栅的连接。

2. 热镀锌管电栅的连接。