一种深槽式不积水挑坎的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种深槽式不积水挑坎，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倾斜的深槽；所述反弧挑坎是半径为R的上翘曲面；所述深槽和反弧挑坎段的内侧和外侧均竖立有侧墙，并且深槽外侧竖立的侧墙长度L1等于反弧挑坎外侧竖立的侧墙长度L2；深槽和反弧挑坎段的起点都在AB断面处，深槽的起始宽度和末端宽度分别为a1和a2，反弧挑坎的起始宽度和末端宽度分别为b1和b2。该型挑坎不仅有效的改善了小流量泄流时，挑坎边坡安全问题，而且在大流量消能效果上和一般的挑坎有着类似的效果；当上游泄流量达到一定流量时，此时流速快，能量大，水流不仅会通过水平段底板，而且还会通过反弧段形成挑流消能的效果。
【专利说明】
一种深槽式不积水挑坎
技术领域
[0001]本发明涉及水利工程中泄水建筑物下游消能工挑流消能技术领域，具体为一种深槽式不积水挑坎。
【背景技术】
[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动能即流速，将水利挑入空中，然后降落在远离建筑物的下游。由于水流失去固体边界的束缚，于是在湍动及空中阻力的作用下先损失一小部分动能，而大部分能量则是在水舌进入下游水体后，与下游水体相互碰撞、混掺，加之水的粘滞性，在强剪切及强紊动的作用下将动能转化为热能而消耗掉。这种方式是中高水头泄水建筑物中常采用的一种效能方式，其最大的优点就是构造简单，便于维修，工程造价相对较少。
[0003]对于现在修建的大坝的高度越来越高，采用的消能方式往往都选用挑流消能，对于一般的挑流消能所运用的挑坎为半径统一的反弧曲面，这对于大流量，高流速的工况是适用的，但是对于小流量运用这种挑坎就会出现水舌较小，或者说不能将水体挑向空中，因此就会对挑坎的坡脚造成安全隐患，并且在泄流完后，挑坎内会涌积大量水体，不利于结构的安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种深槽式不积水挑坎，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种深槽式不积水挑坎，包括深槽、反弧挑坎和前段泄槽;所述深槽位于河岸的一侧，并且深槽是同前段泄槽同水平高度或向下倾斜的深槽;所述反弧挑坎是半径为R的上翘曲面;所述深槽和反弧挑坎段的内侧和外侧均竖立有侧墙，并且深槽外侧竖立的侧墙长度LI等于反弧挑坎外侧竖立的侧墙长度L2;深槽和反弧挑坎段的起点都在AB断面处，深槽的起始宽度和末端宽度分别为al和a2，反弧挑坎的起始宽度和末端宽度分别为bl和b2。
[0006]进一步，所述反弧挑坎的半径R在3倍L2和10倍L2之间。
[0007]进一步，所述AB断面为泄水建筑物出口。
[0008]进一步，所述深槽的起始宽度al等于反弧挑坎的起始宽度bl，所述深槽的末端宽度等于反弧挑坎的末端宽度b2。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明在水量较小或者流速不大时，不会造成对河床的破坏，可以沿着深槽底板段可以安全泄流，而反弧段不会过流，即使当泄流完后，也不会涌积在挑坎内；当上游泄流量达到一定流量时，此时流速快，能量大，水流不仅会通过深槽段底板，而且还会通过反弧段形成挑流消能的效果。该型挑坎不仅有效的改善了小流量泄流时，挑坎边坡安全问题，而且在大流量消能效果上和一般的挑坎有着类似的效果O
【附图说明】
[0010]图1为本发明提供的深槽式不积水挑坎俯视结构示意图；
[0011 ]图2为本发明提供的深槽式不积水挑坎剖视图；
[0012]图3为图2中A处断面图
[0013]图4为本发明提供的深槽式不积水挑坎水舌范围与河道布置俯视图；
[0014]图5为本发明提供的深槽式不积水挑坎深槽底板呈俯角情况实施例。
[0015]图中:1-深槽、2-反弧挑坎、3-前段泄槽。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例:一种深槽式不积水挑坎，包括深槽1、反弧挑坎2和前段泄槽3;所述深槽I位于河岸的一侧，并且深槽I是同前段泄槽3同水平高度或向下倾斜的深槽;所述反弧挑坎2是半径为R的上翘曲面;所述深槽I和反弧挑坎2段的内侧和外侧均竖立有侧墙，并且深槽I外侧竖立的侧墙长度LI等于反弧挑坎2外侧竖立的侧墙长度L2;深槽I和反弧挑坎2段的起点都在AB断面处，深槽I的起始宽度和末端宽度分别为al和a2，反弧挑坎2的起始宽度和末端宽度分别为bl和b2。
[0018]作为本发明的优化技术方案:所述反弧挑坎2的半径R在3倍L2和10倍L2之间。
[0019]作为本发明的优化技术方案:所述AB断面为泄水建筑物出口。
[0020]作为本发明的优化技术方案:所述深槽I的起始宽度al等于反弧挑坎2的起始宽度bl，所述深槽I的末端宽度等于反弧挑坎2的末端宽度b2。
[0021]具体使用方式:本发明由深槽式不积水挑坎有底板和沿底板两侧竖立的侧墙构成，底板由对称轴分为两侧:深槽I和反弧挑坎2，反弧挑坎2为半径R的上翘曲面(离河岸较远的一侧)，深槽I为水平或向下倾斜底板(靠近河岸的一侧)，反弧挑坎2与深槽I的布置示消能工与河道的位置确定，在反弧挑坎2的底板靠轴线侧和深槽I的底板轴线侧也设置有竖立的侧墙;深槽I的底板段可以向下倾斜与水平方向形成一个夹角Θ。本发明深槽式不积水挑坎在泄水量较小或者流速不大时，因此能量不大，不会造成对河床的破坏，可以沿着水平底板段可以安全泄流，解决了常规挑坎在小流量时水舌无法挑出的问题；当上游泄流量达到一定流量时，此时流速快，能量大，水流就会通过反弧段形成挑流消能的效果。该型挑坎不仅有效的改善了小流量泄流挑坎内积水及边坡安全问题，而且在大流量消能效果上和一般的挑坎有着类似的效果。
[0022]如图4、5所示，本实施例给出的深槽式不积水挑坎，其构成为靠近河岸侧的深槽1、远离河岸侧反弧挑坎2、前段泄槽3;其中深槽I是与水平方向呈夹角为Θ = -8°的直底板，其产生较小的水舌范围C，反弧挑坎2是半径为R = 50m的上翘曲面，产生了较大的水舌范围D;除了深槽1、2段外侧竖立的侧墙外，1、2段内侧也设有竖立的侧墙，且Ll = L2 = 20m;l、反弧挑坎2段的起点都在AB断面(泄水建筑物出口)处，左侧深槽I起始宽度为al，末尾段为a2，右侧反弧段起始段为131，末尾段为62，其关系为31=32 = 5111，131=62 = 51]1。
[0023]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
【主权项】
1.一种深槽式不积水挑坎，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)位于河岸的一侧，并且深槽(I)是同前段泄槽(3)同水平高度或向下倾斜的深槽;所述反弧挑坎(2)是半径为R的上翘曲面;所述深槽(I)和反弧挑坎(2)段的内侧和外侧均竖立有侧墙，并且深槽(I)外侧竖立的侧墙长度LI等于反弧挑坎(2)外侧竖立的侧墙长度L2;深槽(I)和反弧挑坎(2)段的起点都在AB断面处，深槽I的起始宽度和末端宽度分别为al和a2，反弧挑坎(2)的起始宽度和末端宽度分别为bl和b2。2.根据权利要求1所述的一种深槽式不积水挑坎，其特征是:所述反弧挑坎(2)的半径R在3倍L2和10倍L2之间。3.根据权利要求1所述的一种深槽式不积水挑坎，其特征是:所述AB断面为泄水建筑物出口。4.根据权利要求1所述的一种深槽式不积水挑坎，其特征是:所述深槽(I)的起始宽度al等于反弧挑坎(2)的起始宽度bl，所述深槽(I)的末端宽度等于反弧挑坎(2)的末端宽度b2o
【文档编号】E02B8/06GK105821814SQ201610181352
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】李连侠, 李秋林, 易文敏, 沈焕荣, 刘德伟
【申请人】四川大学