專利名稱：一種彎道導流坎結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水利工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于水利工程技術(shù)中河流河床治理結(jié)構(gòu)設計技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種控制彎道水流超高的導流坎結(jié)構(gòu)設計。
背景技術(shù)：
在實際水利工程中，由于地形地質(zhì)的原因，急流彎道廣泛地存在于溢洪道、泄洪涵洞、引水工程、河流航道、潰壩等工程。急流彎道一般由于坡度陡、水流速度快、水流沖刷厲害等原因，導致生產(chǎn)事故頻發(fā)。如部分彎道水流貼著凹岸壁面流動，而凸岸基本上卻處于無水狀態(tài)，導致凹岸水流翻出邊墻，將下游泄水道沖毀，將陡坡底板基礎(chǔ)掏空，嚴重影響工程的正常運行。目前，對于彎道水流的超高更多的是關(guān)注其控制超高，而對于其過流能力和綜合運行能力關(guān)注不夠，如斜檻法不能有效地過流、復合曲線法只能適用于特定渠道，斜底法過流比較小等。導流坎設計結(jié)構(gòu)也簡單，如中國專利CN200720033539.2，其底坎由所述的長坎和短坎構(gòu)成，其不符合流線型設計，容易遭到破壞，水流很難平順地落在底部，導流的效果不好。底坎背面懸空，更容易遭受空蝕破壞。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種彎道導流坎結(jié)構(gòu)。本實用新型要解決的問題是提供一種最大可能減少過流影響、結(jié)構(gòu)更合理、控制水流超高更有效的彎道導流坎結(jié)構(gòu)。本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):彎道導流坎結(jié)構(gòu)，包括設置在河床彎道凹岸的導流坎，導流坎包括擋水面和背水面，其特征是:所述擋水面是一垂直設置的平面，平面一端有凹形弧面與凹岸平滑連接，另一端有凸形弧面與導流坎過流側(cè)面平滑連接；背水面頂部到底部由平滑連接的凸形弧面和凹形弧面構(gòu)成。所述導流坎擋水面截面一種結(jié)構(gòu)為矩形。所述導流坎擋水面截面還可以為梯形，梯形與凹岸連接一端的高度高于另一端。所述導流坎擋水面截面還可以為直角三角形，三角形一直角邊與凹岸連接。進一步所述導流坎擋水面頂部有圓弧過渡面。上述導流坎擋水面與凹岸連接一端的高度是水深的0.1至0.5倍。上述導流坎背水面凸形弧面的弧面半徑是擋水面與凹岸連接一端高度的I至5倍。上述導流坎背水面凹形弧面的弧面半徑是擋水面與凹岸連接一端高度的3至9倍。本實用新型有益性，本實用新型導流坎擋水面和背水面分別設計，導流坎擋水面的頂部用圓弧過渡，可有效防止水流飛濺，在相同高度的導流坎結(jié)構(gòu)中，頂部圓弧結(jié)構(gòu)可進一步減少水流超高現(xiàn)象，導流坎擋水面兩端均分別采用圓弧面與凹岸和過流側(cè)面平滑連接，降低了水流阻力；導流坎的背水面用兩段圓弧連接，讓水流平順地過渡到渠底，便于下一個導流坎有效地導流，消除了空蝕破壞。采用本實用新型導流坎結(jié)構(gòu)能保證泄洪彎道充分降低超高，順利泄流，保證水流平順和延長建筑物使用壽命。

圖1是本實用新型導流坎在河流彎道布置示意圖；圖2是本實用新型導流坎底面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型導流坎一種立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型導流坎擋水面和背水面橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，即圖3EE截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型導流坎另一種擋水面和背水面橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，即圖3EE截面另一種結(jié)構(gòu)不意圖；圖6是本實用新型導流坎矩形擋水面截面示意圖，即圖3CC截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實用新型導流坎梯形擋水面縱截面示意圖，即圖3CC截面另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本實用新型導流坎三角形擋水面縱截面示意圖，即圖3CC截面又一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I是導流坎，Ia是擋水面，Ib是背水面，Ic是凹岸連接側(cè)面，Id是過流側(cè)面，2是導流區(qū)，3是過流區(qū)，6是凹岸，7是凸岸，B是河床寬度，F(xiàn)是水流方向，L是導流坎長度，h2是導流坎擋水面與凹岸連接端高度，Rl是擋水面凸形弧面，R2是背水面凸形弧面，R3是背水面凹形弧面，R4是擋水面頂部弧面，R5是擋水面凹形弧面。
具體實施方式
下面通過實施例對本實用新型進行進一步的描述，本實施例只用于對本實用新型進行進一步的說明，但不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述內(nèi)容作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整屬于本實用新型保護的范圍。實施例1彎道導流坎結(jié)構(gòu)，包括設置在河床彎道凹岸6的導流坎1，導流坎I包括擋水面Ia和背水面lb，擋水面Ia是一垂直設置的平面，平面一端有凹形弧面R5與凹岸6平滑連接，另一端有凸形弧面Rl與導流坎I過流側(cè)面Id平滑連接；背水面Ib頂部到底部由平滑連接的凸形弧面R2和凹形弧面R3構(gòu)成，本例導流坎I擋水面Ia截面為矩形，頂部可以有圓弧過度的頂部弧面R4。結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4，圖5和圖6，圖1是本實用新型導流坎I在河流彎道布置示意圖，圖2是本實用新型導流坎I底面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實用新型導流坎I 一種立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是本實用新型導流坎I擋水面Ia和背水面Ib橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，即圖3EE截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是本實用新型導流坎I另一種擋水面Ia和背水面Ib橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，即圖3EE截面另一種結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是本實用新型導流坎I矩形擋水面Ia截面示意圖，即圖3CC截面結(jié)構(gòu)示意圖。[0028]如圖1所示，在河流彎道凹岸6 —側(cè)，可等距離傾斜設置多組導流坎I，如圖中導流坎I長度方向與水流方向F夾角大于90度，通常導流坎I過流側(cè)面Id順水流方向F布置且過流側(cè)面Id與凸岸7的最小距離為河流河床寬度B的六分之一至二分之一。如圖2所示，導流坎I的底面呈不規(guī)則的平行四邊形，導流坎I的一側(cè)面是與凹岸6連接的凹岸連接側(cè)面lc，擋水面Ia與凹岸連接側(cè)面Ic有凹形弧面R5連接，在圖3中表示出凹形弧面R5為柱狀弧形與凹岸6平滑連接；擋水面Ia與過流側(cè)面Id有凸形弧面Rl連接，在圖3中表示出凸形弧面Rl為柱狀弧形平滑連接擋水面Ia與過流側(cè)面Id。如圖3所示，導流坎I的立體結(jié)構(gòu)示意圖，結(jié)合圖2，本例擋水面Ia的CC縱截面、即沿長度L方向的截面為矩形，擋水面Ia表面包括兩端柱狀弧形的凹形弧面R5和凸形弧面Rl ;結(jié)合圖4，背水面Ib頂部到底部由平滑連接的凸形弧面R2和凹形弧面R3構(gòu)成。本實用新型導流坎I擋水面高度是水深的0.1至0.5倍，當水流通過河流彎道時，受多組導流坎I的緩阻導流，流向凹岸6的水流導向凸岸7，水流能比較流暢地流向下游，保證了泄洪彎道能充分降低超高，同時又能順利泄流，保證水流平順和延長建筑物使用壽命。本實用新型導流坎I在實際應用中淹沒于水流中，導流坎I擋水面Ia兩端的柱狀弧形凹形弧面R5和凸形弧面R1、背水面Ib頂部到底部平滑連接的凸形弧面R2和凹形弧面R3均很好地減緩水流沖擊和避免形成更復雜的流態(tài)，讓水流平順地過渡到渠底，便于下一個導流坎有效地導流。本例中導流坎背水面凸形弧面的弧面半徑是擋水面與凹岸連接一端高度的I至5倍；導流坎背水面凹形弧面的弧面半徑是擋水面與凹岸連接一端高度的3至9倍。圖5中，導流坎I擋水面Ia頂部可以有圓弧過度的頂部弧面R4，導流坎I擋水面Ia的頂部用圓弧過渡，防止水流飛濺，減少阻力，更有利于過流。實施例2結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖7，本例導流坎I兩端側(cè)面的高度不同，在圖3的CC縱截面形成梯形結(jié)構(gòu)，如圖7所示。導流坎I其他各弧形面、平面均與實施例1相同，只需要根據(jù)擋水面Ia不同的高度平滑連接即可。降低過流側(cè)面Id的高度可以提高過流能力。實施例3結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖8，本例導流坎I在圖3的CC縱截面形成直角三角形結(jié)構(gòu)，如圖8所示，導流坎I無過流側(cè)面ld，背水面Ib與擋水面Ia形成的傾斜頂部平滑連接。導流坎I其他各弧形面、平面均與實施例1相同。
權(quán)利要求1.一種彎道導流坎結(jié)構(gòu)，包括設置在河床彎道凹岸的導流坎，導流坎包括擋水面和背水面，其特征是:所述擋水面是一垂直設置的平面，平面一端有凹形弧面與凹岸平滑連接，另一端有凸形弧面與導流坎過流側(cè)面平滑連接；背水面頂部到底部由平滑連接的凸形弧面和凹形弧面構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎道導流坎結(jié)構(gòu)，其特征是:所述導流坎擋水面截面為矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎道導流坎結(jié)構(gòu)，其特征是:所述導流坎擋水面截面為梯形，梯形與凹岸連接一端的聞度聞于另一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎道導流坎結(jié)構(gòu)，其特征是:所述導流坎擋水面截面為直角三角形，三角形一直角邊與凹岸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的彎道導流坎結(jié)構(gòu)，其特征是:所述導流坎擋水面頂部有圓弧過渡面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的彎道導流坎結(jié)構(gòu)，其特征是:所述導流坎擋水面與凹岸連接一端的高度是水深的0.1至0.5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的彎道導流坎結(jié)構(gòu)，其特征是:所述導流坎背水面凸形弧面的弧面半徑是擋水面與凹岸連接一端高度的I至5倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的彎道導流坎結(jié)構(gòu)，其特征是:所述導流坎背水面凹形弧面的弧面半徑是擋水面與凹岸·連接一端高度的3至9倍。
專利摘要本實用新型公開了一種彎道導流坎結(jié)構(gòu)。包括設置在河床彎道凹岸的導流坎，包括擋水面和背水面，擋水面是一垂直設置的平面，平面一端有凹形弧面與凹岸平滑連接，另一端有凸形弧面與導流坎過流側(cè)面平滑連接；背水面頂部到底部由平滑連接的凸形弧面和凹形弧面構(gòu)成。本實用新型導流坎擋水面和背水面分別設計，擋水面頂部用圓弧過渡，防止水流飛濺進一步減少水流超高現(xiàn)象；導流坎擋水面兩端均分別采用圓弧面與凹岸和過流側(cè)面平滑連接，降低了水流阻力；導流坎的背水面用兩段圓弧連接，讓水流平順地過渡到渠底，便于下一個導流坎有效地導流，消除了空蝕破壞。本導流坎結(jié)構(gòu)能保證泄洪彎道充分降低超高，順利泄流，保證水流平順和延長建筑物使用壽命。
文檔編號E02B3/02GK203160195SQ201320142378
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者吳宇峰, 劉小兵, 宋文武, 施浩然, 曾永忠, 符杰, 楊耀, 付成華, 劉曉輝, 徐良芳, 劉曉慶 申請人:西華大學