一种适用于无闸门有压涵洞进口结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，包括涵洞进口上方的进口顶部和涵洞进口下方的进口地面，进口顶部朝向涵洞外逐渐翘起设置，翘起形成的曲线截面为1/4的椭圆曲线结构，涵洞通道方向为该椭圆曲线结构的长半轴，该椭圆曲线结构长半轴的长度是其短半轴的两倍，长半轴的长度与涵洞内高度相同；进口地面从涵洞外至涵洞内依次分为平坡段、陡坡段以及涵洞底板，平坡段高于涵洞底板。与现有技术相比，本实用新型的一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，减小涵洞进口的水头损失，增加泄水速率，曲线形转弯就可以避免或减小负压，降低涵洞进口底板高程，增大了上游有效水头，增高了上游平坡进水口高程相对增加了防沙作用。
【专利说明】
-种适用于无阐口有压涵洞进口结构
技术领域
[0001] 本实用新型设及一种涵桐进口结构，特别是一种适用于无闽口有压涵桐进口结 构，属于水利工程领域。
【背景技术】
[0002] 当渠道采用填方通过沟溪、谷地(法地）、道路时，为了宣泄沟溪水流、通行车辆，往 往在渠下修建涵桐。有时渠道穿越填方道路。也有采用涵桐;涵桐是水利水电工程中一种常 用的建筑物形式，常规涵桐体型进口，桐身，出口。桐身底坡一般等于或睹于天然沟道坡底。 但若上游地形高，下游地形低。如果按地形低来布置，必定增加上游开挖量，上游底板高程 过低，起不到防沙作用。平坡接一段睹坡使得进口的孔口尺寸增大，泄水流量增大，加大了 排水规模，减小了涵桐流速使得水头损失减小。当上下游水位一定时，影响有压涵桐泄流能 力主要因素有进口体型，当底板不变时，直角进口水头损失大，易造成脱流形成负压，泄流 不稳定，使得流量系数减小，泄量减小，而进口采用曲线形式，使得进口流态得W改善，水头 损失减小，避免了脱流现象，更不易形成负压，流量系数增大，泄量增大，因此，进口采用直 角进口还是采用曲线进口是影响泄流的主要因素。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种适用于 无闽口增加泄水速率的有压涵桐进口结构。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
[0005] -种适用于无闽口有压涵桐进口结构，包括涵桐进口上方的进口顶部和涵桐进口 下方的进口地面，所述进口顶部朝向涵桐外逐渐翅起设置，翅起形成的曲线截面为1/4的楠 圆曲线结构，涵桐通道方向为该楠圆曲线结构的长半轴，该楠圆曲线结构长半轴的长度是 其短半轴的两倍，长半轴的长度与涵桐内高度相同；所述进口地面从涵桐外至涵桐内依次 分为平坡段、睹坡段W及涵桐底板，所述平坡段高于涵桐底板。
[0006] 作为更进一步的优选方案，所述睹坡段的坡比系数为1/4-1/6。
[0007] 作为更进一步的优选方案，所述进口顶部翅起的一端与睹坡段和涵桐底板的交点 处向上做铅垂线相切。
[000引有益效果
[0009] 与现有技术相比，本实用新型的一种适用于无闽口有压涵桐进口结构，减小涵桐 进口的水头损失，增加泄水速率，曲线形转弯就可W避免或减小负压，降低涵桐进口底板高 程，增大了上游有效水头，增高了上游平坡进水口高程相对增加了防沙作用，具体具有W下 优点：
[0010] 1.所述进口顶部朝向涵桐外逐渐翅起设置，翅起形成的曲线截面为1/4的楠圆曲 线结构，可减小进口的水头损失，水头损失的大小与固体边界密切相关，曲线形转弯要比直 角转弯水头损失小，并且直角转弯容易使水流脱离边界易形成负压，使得流态不稳，曲线 形转弯就可W避免或减小负压。
[0011] 2.所述进口地面从涵桐外至涵桐内依次分为平坡段、睹坡段W及涵桐底板，降低 涵桐进口底板高程，增大了上游有效水头，增高了上游平坡进水口高程相对增加了防沙作 用，同时使上游开挖量减小，并使得下游增加深度有压桐流速减小，水头损失减少。
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型的结构示意图；
[OOK]其中，1-进口顶部，2-平坡段，3-睹坡段，4-涵桐底板。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。
[0015] 如图1所示，本实用新型的一种适用于无闽口有压涵桐进口结构，进口体型改进分 两部分，其一进口顶部1，其二进口地面。常规涵桐底板是底坡沿程不发生变化的，涵桐顶板 直角进口，顶板与底板平行，适用于流量不大无压涵桐。对于上游较高水位出现时，涵桐水 流流态不稳定，随水位升高出现明满流过渡，变化至压力流。且常规涵桐进口体型不适用于 有压流。对压力流涵桐体型须进行改进。对其一的进口顶部1改进。进口顶部1直角进口改为 1/4楠圆曲线，h为桐高，长半轴a=h，短半轴b=a/2。进口采用1/4楠圆曲线形式，目的其一是 减小进口的水头损失，水头损失的大小与固体边界密切相关，曲线形转弯要比直角转弯水 头损失小;其二直角转弯容易使水流脱离边界易形成负压，使得流态不稳，曲线形转弯就 可W避免或减小负压。对其二的进口地面改进，进口地面从涵桐外至涵桐内依次分为平坡 段2、睹坡段3W及涵桐底板4,平坡段2接（1/4~1/6)的睹坡段3,睹坡段3后进入有压涵桐， 涵桐要布置什么形式是根据地形及工程需求而定。加一段睹坡段3,尽量降低涵桐进口底板 高程，增大了上游有效水头，增高了上游平坡进水口高程相对增加了防沙作用，同时使上游 开挖量减小，并使得下游增加深度有压桐流速减小，水头损失减少。
[0016] 具体的，上游进口地面依据地形设计，可W减小上游开挖量，平坡段2后接一段睹 坡段3,睹坡段3底板坡比范围1/4~1/6，坡比不易太睹，太睹容易脱流。增加睹坡段3目的 是隧桐进口面积增加，泄流量增加。睹坡段3后接涵桐底板4,由于涵桐底板4的涵桐属于有 压流，因此，涵桐底板4底坡可是缓坡，也可W是睹坡。
[0017] 进口顶部1为1/4楠圆，楠圆方程巧
^中11为桐高，长半轴曰=11,短半轴6= 曰/2。1/4楠圆曲线进口顶部1可使水流稳定，避免脱流造成负压。
[0018] 进口采用1/4楠圆曲线部分一端同睹坡段3与涵桐底板4交点处向上做铅垂线相 切，另一端同涵桐桐顶线相切;有压涵桐必须满足（1)当涵桐底坡为缓坡时，上游水头与桐 高h之比大于K2m有压流界限值。K2m通过水力计算手册(武汉水利电力学院水力学教研室编） 公式计算;（2)当涵桐底坡为睹坡时，上游水头与桐高h之比大于1.5要求。
[0019] W上所述，仅为本申请较佳的【具体实施方式】，但本申请的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该W权利要求的保护范围 为准。
【主权项】
1. 一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，包括涵洞进口上方的进口顶部（1)和涵洞进 口下方的进口地面，其特征在于:所述进口顶部（1)朝向涵洞外逐渐翘起设置，翘起形成的 曲线截面为1/4的椭圆曲线结构，涵洞通道方向为该椭圆曲线结构的长半轴，该椭圆曲线结 构长半轴的长度是其短半轴的两倍，长半轴的长度与涵洞内高度相同；所述进口地面从涵 洞外至涵洞内依次分为平坡段(2)、陡坡段(3)以及涵洞底板(4)，所述平坡段(2)高于涵洞 底板(4)。2. 根据权利要求1所述的一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，其特征在于:所述陡坡 段(3)的坡比系数为1/4-1/6。3. 根据权利要求2所述的一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，其特征在于:所述进口 顶部(1)翘起的一端与陡坡段(3)和涵洞底板(4)的交点处向上做铅垂线相切。
【文档编号】E01F5/00GK205529946SQ201620113212
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】周沛然, 倪小东
【申请人】河海大学