一種深槽式不積水挑坎的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種深槽式不積水挑坎，包括深槽、反弧挑坎和前段泄槽；深槽是同前段泄槽同水平高度或向下傾斜的深槽；所述反弧挑坎是半徑為R的上翹曲面；所述深槽和反弧挑坎段的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均豎立有側(cè)墻，并且深槽外側(cè)豎立的側(cè)墻長度L1等于反弧挑坎外側(cè)豎立的側(cè)墻長度L2；深槽和反弧挑坎段的起點(diǎn)都在AB斷面處，深槽的起始寬度和末端寬度分別為a1和a2，反弧挑坎的起始寬度和末端寬度分別為b1和b2。該型挑坎不僅有效的改善了小流量泄流時(shí)，挑坎邊坡安全問題，而且在大流量消能效果上和一般的挑坎有著類似的效果；當(dāng)上游泄流量達(dá)到一定流量時(shí)，此時(shí)流速快，能量大，水流不僅會通過水平段底板，而且還會通過反弧段形成挑流消能的效果。
【專利說明】
一種深槽式不積水挑坎
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水利工程中泄水建筑物下游消能工挑流消能技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種深槽式不積水挑坎。
【背景技術(shù)】
[0002]挑流消能是在泄水建筑物的下游修建一挑坎，以利用下泄水流的巨大動(dòng)能即流速，將水利挑入空中，然后降落在遠(yuǎn)離建筑物的下游。由于水流失去固體邊界的束縛，于是在湍動(dòng)及空中阻力的作用下先損失一小部分動(dòng)能，而大部分能量則是在水舌進(jìn)入下游水體后，與下游水體相互碰撞、混摻，加之水的粘滯性，在強(qiáng)剪切及強(qiáng)紊動(dòng)的作用下將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能而消耗掉。這種方式是中高水頭泄水建筑物中常采用的一種效能方式，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是構(gòu)造簡單，便于維修，工程造價(jià)相對較少。
[0003]對于現(xiàn)在修建的大壩的高度越來越高，采用的消能方式往往都選用挑流消能，對于一般的挑流消能所運(yùn)用的挑坎為半徑統(tǒng)一的反弧曲面，這對于大流量，高流速的工況是適用的，但是對于小流量運(yùn)用這種挑坎就會出現(xiàn)水舌較小，或者說不能將水體挑向空中，因此就會對挑坎的坡腳造成安全隱患，并且在泄流完后，挑坎內(nèi)會涌積大量水體，不利于結(jié)構(gòu)的安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種深槽式不積水挑坎，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種深槽式不積水挑坎，包括深槽、反弧挑坎和前段泄槽;所述深槽位于河岸的一側(cè)，并且深槽是同前段泄槽同水平高度或向下傾斜的深槽;所述反弧挑坎是半徑為R的上翹曲面;所述深槽和反弧挑坎段的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均豎立有側(cè)墻，并且深槽外側(cè)豎立的側(cè)墻長度LI等于反弧挑坎外側(cè)豎立的側(cè)墻長度L2;深槽和反弧挑坎段的起點(diǎn)都在AB斷面處，深槽的起始寬度和末端寬度分別為al和a2，反弧挑坎的起始寬度和末端寬度分別為bl和b2。
[0006]進(jìn)一步，所述反弧挑坎的半徑R在3倍L2和10倍L2之間。
[0007]進(jìn)一步，所述AB斷面為泄水建筑物出口。
[0008]進(jìn)一步，所述深槽的起始寬度al等于反弧挑坎的起始寬度bl，所述深槽的末端寬度等于反弧挑坎的末端寬度b2。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在水量較小或者流速不大時(shí)，不會造成對河床的破壞，可以沿著深槽底板段可以安全泄流，而反弧段不會過流，即使當(dāng)泄流完后，也不會涌積在挑坎內(nèi)；當(dāng)上游泄流量達(dá)到一定流量時(shí)，此時(shí)流速快，能量大，水流不僅會通過深槽段底板，而且還會通過反弧段形成挑流消能的效果。該型挑坎不僅有效的改善了小流量泄流時(shí)，挑坎邊坡安全問題，而且在大流量消能效果上和一般的挑坎有著類似的效果O
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明提供的深槽式不積水挑坎俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011 ]圖2為本發(fā)明提供的深槽式不積水挑坎剖視圖；
[0012]圖3為圖2中A處斷面圖
[0013]圖4為本發(fā)明提供的深槽式不積水挑坎水舌范圍與河道布置俯視圖；
[0014]圖5為本發(fā)明提供的深槽式不積水挑坎深槽底板呈俯角情況實(shí)施例。
[0015]圖中:1-深槽、2-反弧挑坎、3-前段泄槽。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]請參閱圖1-5，本發(fā)明提供的一種實(shí)施例:一種深槽式不積水挑坎，包括深槽1、反弧挑坎2和前段泄槽3;所述深槽I位于河岸的一側(cè)，并且深槽I是同前段泄槽3同水平高度或向下傾斜的深槽;所述反弧挑坎2是半徑為R的上翹曲面;所述深槽I和反弧挑坎2段的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均豎立有側(cè)墻，并且深槽I外側(cè)豎立的側(cè)墻長度LI等于反弧挑坎2外側(cè)豎立的側(cè)墻長度L2;深槽I和反弧挑坎2段的起點(diǎn)都在AB斷面處，深槽I的起始寬度和末端寬度分別為al和a2，反弧挑坎2的起始寬度和末端寬度分別為bl和b2。
[0018]作為本發(fā)明的優(yōu)化技術(shù)方案:所述反弧挑坎2的半徑R在3倍L2和10倍L2之間。
[0019]作為本發(fā)明的優(yōu)化技術(shù)方案:所述AB斷面為泄水建筑物出口。
[0020]作為本發(fā)明的優(yōu)化技術(shù)方案:所述深槽I的起始寬度al等于反弧挑坎2的起始寬度bl，所述深槽I的末端寬度等于反弧挑坎2的末端寬度b2。
[0021]具體使用方式:本發(fā)明由深槽式不積水挑坎有底板和沿底板兩側(cè)豎立的側(cè)墻構(gòu)成，底板由對稱軸分為兩側(cè):深槽I和反弧挑坎2，反弧挑坎2為半徑R的上翹曲面(離河岸較遠(yuǎn)的一側(cè))，深槽I為水平或向下傾斜底板(靠近河岸的一側(cè))，反弧挑坎2與深槽I的布置示消能工與河道的位置確定，在反弧挑坎2的底板靠軸線側(cè)和深槽I的底板軸線側(cè)也設(shè)置有豎立的側(cè)墻;深槽I的底板段可以向下傾斜與水平方向形成一個(gè)夾角Θ。本發(fā)明深槽式不積水挑坎在泄水量較小或者流速不大時(shí)，因此能量不大，不會造成對河床的破壞，可以沿著水平底板段可以安全泄流，解決了常規(guī)挑坎在小流量時(shí)水舌無法挑出的問題；當(dāng)上游泄流量達(dá)到一定流量時(shí)，此時(shí)流速快，能量大，水流就會通過反弧段形成挑流消能的效果。該型挑坎不僅有效的改善了小流量泄流挑坎內(nèi)積水及邊坡安全問題，而且在大流量消能效果上和一般的挑坎有著類似的效果。
[0022]如圖4、5所示，本實(shí)施例給出的深槽式不積水挑坎，其構(gòu)成為靠近河岸側(cè)的深槽1、遠(yuǎn)離河岸側(cè)反弧挑坎2、前段泄槽3;其中深槽I是與水平方向呈夾角為Θ = -8°的直底板，其產(chǎn)生較小的水舌范圍C，反弧挑坎2是半徑為R = 50m的上翹曲面，產(chǎn)生了較大的水舌范圍D;除了深槽1、2段外側(cè)豎立的側(cè)墻外，1、2段內(nèi)側(cè)也設(shè)有豎立的側(cè)墻，且Ll = L2 = 20m;l、反弧挑坎2段的起點(diǎn)都在AB斷面(泄水建筑物出口)處，左側(cè)深槽I起始寬度為al，末尾段為a2，右側(cè)反弧段起始段為131，末尾段為62，其關(guān)系為31=32 = 5111，131=62 = 51]1。
[0023]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深槽式不積水挑坎，包括深槽(I)、反弧挑坎(2)和前段泄槽(3);其特征是:所述深槽(I)位于河岸的一側(cè)，并且深槽(I)是同前段泄槽(3)同水平高度或向下傾斜的深槽;所述反弧挑坎(2)是半徑為R的上翹曲面;所述深槽(I)和反弧挑坎(2)段的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均豎立有側(cè)墻，并且深槽(I)外側(cè)豎立的側(cè)墻長度LI等于反弧挑坎(2)外側(cè)豎立的側(cè)墻長度L2;深槽(I)和反弧挑坎(2)段的起點(diǎn)都在AB斷面處，深槽I的起始寬度和末端寬度分別為al和a2，反弧挑坎(2)的起始寬度和末端寬度分別為bl和b2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深槽式不積水挑坎，其特征是:所述反弧挑坎(2)的半徑R在3倍L2和10倍L2之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深槽式不積水挑坎，其特征是:所述AB斷面為泄水建筑物出口。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深槽式不積水挑坎，其特征是:所述深槽(I)的起始寬度al等于反弧挑坎(2)的起始寬度bl，所述深槽(I)的末端寬度等于反弧挑坎(2)的末端寬度b2o
【文檔編號】E02B8/06GK105821814SQ201610181352
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】李連俠, 李秋林, 易文敏, 沈煥榮, 劉德偉
【申請人】四川大學(xué)