差动式挑流坎的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水利水电工程领域，尤其是一种差动式挑流坎。
【背景技术】
[0002]在水利水电工程重力坝建设中，重力坝溢流坝段消能工的正常运行及下游的消能防冲是事关乎大坝安全的重要问题。差动式挑流坎是坝工中常见的挑流坎体型之一，差动坎的齿可以使矩形、梯形或余弦形。水流射流至挑流坎时上下分散，在空中经过充分的扩散作用后，可减轻下游的局部冲刷。现有的差动式挑流坎的优点在于消能效率高，消能效果好，但在高速水流下易发生强烈的空蚀现象，齿的棱线和侧面易受到高速扰流的空蚀破坏，如柘溪工程中的差动式挑流坎发生了严重的气蚀问题，且未见有妥善的减免措施。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改进的差动式挑流坎。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种差动式挑流坎，用于减少坝体下游的水流冲刷，其包括设置在所述坝体下游的弧形挑流坎，以及设置在所述弧形挑流坎上、用于将坝体下游的水流分别向坝体左右两侧及竖向扩散的若干个圆弧曲面挑流齿。
[0005]本实用新型的差动式挑流坎中，所述若干个圆弧曲面挑流齿沿所述弧形挑流坎的宽度方向等距排列。
[0006]本实用新型的差动式挑流坎中，每个所述圆弧曲面挑流齿的迎水面上坡度为连续的。
[0007]本实用新型的差动式挑流坎中，每个所述圆弧曲面挑流齿的挑角大于所述弧形挑流坎的挑角。
[0008]本实用新型的差动式挑流坎中，每个所述圆弧曲面挑流齿与所述弧形挑流坎之间的挑角差为5°?10°。
[0009]本实用新型的差动式挑流坎中，每个所述圆弧曲面挑流齿的挑角为20°?30°。
[0010]本实用新型的差动式挑流坎中，所述弧形挑流坎的底边长度占所述坝体下游总长度的1/6?1/3。
[0011]本实用新型的差动式挑流坎中，所述弧形挑流坎的体型参数通过物理模型试验来确定。
[0012]本实用新型的差动式挑流坎中，每个所述圆弧曲面挑流齿的体型参数通过物理模型试验来确定。
[0013]实施本实用新型的技术方案，至少具有以下的有益效果:该差动式挑流坎在弧形挑流坎上设置若干个圆弧曲面挑流齿，若干个圆弧曲面挑流齿使得流经的水流中的一部分水流与两侧水流互相冲撞，提高了坝体的效能率。该若干个圆弧曲面挑流齿还使得流经的水流中的另一部分水流顺水流方向发生竖向扩散，增加了能量耗散，降低了水舌入水单位面积能量，减轻对坝址下游的局部冲刷。
【附图说明】
[0014]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中:
[0015]图1是本实用新型的一实施例中的差动式挑流坎的结构示意图；
[0016]其中，1、弧形挑流坎；2、圆弧曲面挑流齿。
【具体实施方式】
[0017]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0018]图1示出了本实用新型中的一种差动式挑流坎，该差动式挑流坎可减少坝体下游的水流冲刷。该差动式挑流坎适用于常见的各种水利水电工程重力坝，尤其适用于溢流坝段消能工的建设及下游的消能防冲。
[0019]图1是本实用新型的一实施例中的差动式挑流坎的结构示意图。如图1所示，该差动式挑流坎包括设置在坝体下游的弧形挑流坎1和设置在该弧形挑流坎1上的若干个圆弧曲面挑流齿2。若干个圆弧曲面挑流齿2可将坝体下游的水流分别向坝体左右两侧及竖向扩散。参阅图1，每个该圆弧曲面挑流齿2的挑角大于该弧形挑流坎1的挑角。一般情况下，每个该圆弧曲面挑流齿2与该弧形挑流坎1之间的挑角差为5°?10°。
[0020]该差动式挑流坎是在普通弧形挑流坎1的基础上，加入若干个圆弧曲面挑流齿2。当然，一般情况下，该若干个圆弧曲面挑流齿2沿该弧形挑流坎1的宽度方向等距排列。但不排除若干个圆弧曲面挑流齿2的排列方式有一定程度的改变，依然可将坝体下游的中部水流分别向坝体左右两侧及竖向扩散，则这样排列的若干个圆弧曲面挑流齿2也在本实用新型的保护范围内。
[0021]该差动式挑流坎的消能原理如下:溢流坝面的水流流经沿该弧形挑流坎1的宽度方向等距排列的若干个圆弧曲面挑流齿2时，流经若干个圆弧曲面挑流齿2的水流分别向左右两侧扩散，一部分水流经过扩散后与两旁槽面水舌发生碰撞、合流并抛落至下游。另一部分水流经过若干个圆弧曲面挑流齿2侧向扩散后，在空中向顺水流方向发生竖向扩散，水流竖向扩散后跌落到下游。且坝面两侧水流和中部水流会发送碰撞，并合流跌落至下游。因此，流经若干个圆弧曲面挑流齿2的一部分水流与两侧水流发生碰撞，同时另一部分水流顺水流方向发生竖向扩散，减轻了下游局部冲刷，降低了对坝址下游基岩的强度要求。
[0022]综上，该差动式挑流坎在弧形挑流坎1上设置若干个圆弧曲面挑流齿2，若干个圆弧曲面挑流齿2使得流经的水流中的一部分水流与两侧水流互相冲撞，提高了坝体的效能率。该若干个圆弧曲面挑流齿2还使得流经的水流中的另一部分水流顺水流方向发生竖向扩散，增加了能量耗散，降低了水舌入水单位面积能量，减轻对坝址下游的局部冲刷。
[0023]需要说明的是，根据上述的差动式挑流坎的消能原理，弧形挑流坎1和若干个圆弧曲面挑流齿2均进行了良好的体型设计，一般情况下，该弧形挑流坎1的体型参数可通过物理模型试验来确定，该圆弧曲面挑流墩的体型参数可通过物理模型试验来确定。
[0024]另外，在一些实施例中，每个该圆弧曲面挑流齿2的迎水面上坡度可为连续的。每个该圆弧曲面挑流齿2的挑角可为20°?30°。该弧形挑流坎1的底边长度可占该坝体下游总长度的1/6?1/3。
[0025]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改、组合和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
【主权项】
1.一种差动式挑流坎，用于减少坝体下游的水流冲刷，其特征在于，包括设置在所述坝体下游的弧形挑流坎(1)，以及设置在所述弧形挑流坎(1)上、用于将坝体下游的水流分别向坝体左右两侧及竖向扩散的若干个圆弧曲面挑流齿(2)。2.根据权利要求1所述的差动式挑流坎，其特征在于，所述若干个圆弧曲面挑流齿(2)沿所述弧形挑流坎(1)的宽度方向等距排列。3.根据权利要求1所述的差动式挑流坎，其特征在于，每个所述圆弧曲面挑流齿(2)的迎水面上坡度为连续的。4.根据权利要求1所述的差动式挑流坎，其特征在于，每个所述圆弧曲面挑流齿(2)的挑角大于所述弧形挑流坎(1)的挑角。5.根据权利要求4所述的差动式挑流坎，其特征在于，每个所述圆弧曲面挑流齿(2)与所述弧形挑流坎(1)之间的挑角差为5°?10°。6.根据权利要求4所述的差动式挑流坎，其特征在于，每个所述圆弧曲面挑流齿(2)的挑角为20°?30。。7.根据权利要求1所述的差动式挑流坎，其特征在于，所述弧形挑流坎(1)的底边长度占所述坝体下游总长度的1/6?1/3。8.根据权利要求1至7任一项所述的差动式挑流坎，其特征在于，所述弧形挑流坎(1)的体型参数通过物理模型试验来确定。9.根据权利要求1至7任一项所述的差动式挑流坎，其特征在于，每个所述圆弧曲面挑流齿(2)的体型参数通过物理模型试验来确定。
【专利摘要】本实用新型公开了一种差动式挑流坎，用于减少坝体下游的水流冲刷，其包括设置在所述坝体下游的弧形挑流坎，以及设置在所述弧形挑流坎上、用于将坝体下游的水流分别向坝体左右两侧及竖向扩散的若干个圆弧曲面挑流齿。实施本实用新型的技术方案，若干个圆弧曲面挑流齿使得流经的水流中的一部分水流与两侧水流互相冲撞，提高了坝体的效能率。该若干个圆弧曲面挑流齿还使得流经的水流中的另一部分水流顺水流方向发生竖向扩散，增加了能量耗散，降低了水舌入水单位面积能量，减轻对坝址下游的局部冲刷。
【IPC分类】E02B8/06
【公开号】CN205077460
【申请号】CN201520696714
【发明人】王斌, 何贞俊, 苏波, 穆守胜, 吕文斌, 潘文慰, 王建平, 瞿泓
【申请人】珠江水利委员会珠江水利科学研究院
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年9月9日