一种联合消能工的制作方法

本发明属于水利水电工程泄洪消能技术领域，特别涉及一种消能工。

背景技术：

泄能问题，往往是大型水利水电枢纽工程设计中一个重大而复杂的科学技术问题，它要求综合考虑挡水建筑物、泄水建筑物和兴利建筑物三者之间的关系和合理布局，并根据坝址的地形地质及水文条件，合理选择泄水建筑物的形式和安全可靠的消能方式，常用的传统消能方式主要有宽尾墩、消能台阶、消力池等或者其两两组合，但单一或者两两组合的传统消能方式要求消能工体型过大，存在造价高、工程量大，且消能效率不高的缺点。

技术实现要素：

本发明目的是，提供一种可有效缩短消能台阶和消力池的长度，减小工程量及工程造价且能够高效降能的联合消能工。

本发明的技术方案是，一种联合消能工，包括多个并排设置的消能工单体，所述消能工单体包括溢流坝、消能台阶、宽尾墩、消力池，所述消能台阶的踏步剖面形状为竖椭圆的靠下部分，该消能台阶上端与所述溢流坝坝顶相连，下端与所述宽尾墩前端相连，该宽尾墩后端通过反弧段与所述消力池相连；所述消能工单体之间设置有闸墩，所述闸墩从所述溢流坝前端一直延伸到所述宽尾墩后端。

采用上述联合消能工，水流自水库经水闸进入，流经所述溢流坝坝顶，先经过所述消能台阶使得水流受到阻力，且在所述消能台阶的踏步间发生上下选滚，水流由之前的二元流态变为三元流态并发生强烈地紊动，同时掺入大量的空气，从而达到一定的消能作用；接着水流经过所述宽尾墩，被收缩挑射到空气中，与空气再次发生充分接触，进一步实现消能；最后水流流经所述反弧段进入消力池，进一步增进消能。

优选地，所述消能台阶的踏步剖面形状是长轴为2—2.5m、短轴为1.25—1.75m、离心率为0.5—0.85的竖椭圆的靠下部分。

优选地，所述消力池中设置有梯形墩和t形墩。

优选地，所述梯形墩位于所述t形墩前方，且与所述t形墩1的横向平行。

优选地，所述梯形墩、所述t形墩均为并列的多个。

水流流经所述反弧段进入消力池后，依次经过所述梯形墩和t型墩，发生相互碰击，从而极大增强水流内部的紊动剪切和掺混作用，使水流的动能更多地转换为热能。

优选地，所述溢流坝坝顶表面为上凸的弧形面。

优选地，该消能工左右两端设置有边墙。

优选地，所述宽尾墩为常规的x型宽尾墩或y型宽尾墩。

本发明的有益效果是：

1、该联合消能工的消能台阶踏步截面形状为竖椭圆的靠下部分，使水流流经消能台阶时发生更加剧烈的三元水跃，与空气接触更加充分，消能效率得到大幅提高，可有效缩短消能台阶的长度，减小工程量及工程造价。

2、该联合消能工结构紧凑，设计合理，提高了消能效率，同时实现了充分消能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明效能工单体的横截面示意图；

图3是本发明消能台阶的横截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。

实施例1：

如图1-3所示，一种联合消能工，包括多个并排设置的消能工单体1，所述消能工单体1包括溢流坝11、消能台阶12、宽尾墩13、消力池14，所述消能台阶12的踏步剖面形状为竖椭圆的靠下部分，该消能台阶12上端与所述溢流坝11坝顶相连，下端与所述宽尾墩13前端相连，该宽尾墩13后端通过反弧段15与所述消力池14相连；所述消能工单体1之间设置有闸墩2，所述闸墩2从所述溢流坝11前端一直延伸到所述宽尾墩13后端。

优选地，所述消能台阶12的踏步剖面形状是长轴为2m、短轴为1.75m、离心率为0.48的竖椭圆的靠下部分。

优选地，所述消力池中设置有梯形墩141和t形墩142。

优选地，所述梯形墩141位于所述t形墩142前方，且与所述t形墩142的横向平行。

优选地，所述梯形墩141、所述t形墩142均为并列的多个。

优选地，所述溢流坝11坝顶表面为上凸的弧形面。

优选地，该消能工左右两端设置有边墙3。

优选地，所述宽尾墩13为常规的x型宽尾墩或y型宽尾墩。

实施例2：

如图1-3所示，一种联合消能工，包括多个并排设置的消能工单体1，所述消能工单体1包括溢流坝11、消能台阶12、宽尾墩13、消力池14，所述消能台阶12的踏步剖面形状为竖椭圆的靠下部分，该消能台阶12上端与所述溢流坝11坝顶相连，下端与所述宽尾墩13前端相连，该宽尾墩13后端通过反弧段15与所述消力池14相连；所述消能工单体1之间设置有闸墩2，所述闸墩2从所述溢流坝11前端一直延伸到所述宽尾墩13后端。

优选地，所述消能台阶12的踏步剖面形状是长轴为2.25m、短轴为1.25m、离心率为0.83的竖椭圆的靠下部分。

优选地，所述消力池中设置有梯形墩141和t形墩142。

优选地，所述梯形墩141位于所述t形墩142前方，且与所述t形墩142的横向平行。

优选地，所述梯形墩141、所述t形墩142均为并列的多个。

优选地，所述溢流坝11坝顶表面为上凸的弧形面。

优选地，该消能工左右两端设置有边墙3。

优选地，所述宽尾墩13为常规的x型宽尾墩或y型宽尾墩。

实施例3

如图1-3所示，一种联合消能工，包括多个并排设置的消能工单体1，所述消能工单体1包括溢流坝11、消能台阶12、宽尾墩13、消力池14，所述消能台阶12的踏步剖面形状为竖椭圆的靠下部分，该消能台阶12上端与所述溢流坝11坝顶相连，下端与所述宽尾墩13前端相连，该宽尾墩13后端通过反弧段15与所述消力池14相连；所述消能工单体1之间设置有闸墩2，所述闸墩2从所述溢流坝11前端一直延伸到所述宽尾墩13后端。

优选地，所述消能台阶12的踏步剖面形状是长轴为2.5m、短轴为1.5m、离心率为0.8的竖椭圆的靠下部分。

优选地，所述消力池中设置有梯形墩141和t形墩142。

优选地，所述梯形墩141位于所述t形墩142前方，且与所述t形墩142的横向平行。

优选地，所述梯形墩141、所述t形墩142均为并列的多个。

优选地，所述溢流坝11坝顶表面为上凸的弧形面。

优选地，该消能工左右两端设置有边墙3。

优选地，所述宽尾墩13为常规的x型宽尾墩或y型宽尾墩。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种联合消能工，包括多个并排设置的消能工单体，所述消能工单体包括溢流坝、消能台阶、宽尾墩、消力池，所述消能台阶的踏步剖面形状为竖椭圆的靠下部分，该消能台阶上端与所述溢流坝坝顶相连，下端与所述宽尾墩前端相连，该宽尾墩后端通过反弧段与所述消力池相连；所述消能工单体之间设置有闸墩，所述闸墩从所述溢流坝前端一直延伸到所述宽尾墩后端，该消能工可有效缩短消能台阶和消力池的长度，减小工程量及工程造价且能够高效降能。

技术研发人员：马东亮;杨中;祝云宪;王桂生;胡兆球;赵永刚;杨峰;冯治刚;韩福涛
受保护的技术使用者：中水淮河规划设计研究有限公司
技术研发日：2018.11.27
技术公布日：2019.04.16