一种带挑压坎的土石过水围堰护板的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种带挑压坎的土石过水围堰护板，包括底板，所述底板为矩形平板，底板顶面的尾部设置有与底板为一体化结构的挑压坎，所述挑压坎为楔形块体，其上顶面为斜面、两侧面为相互平行的直角三角形，后端面为矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形块体位于底板尾部端面之外部段的底面与底板尾部端面形成衔接口。该护板在使用时，底板的顶面以及挑压坎的上顶面为过流面，此种结构的护板能够增加水流作用于下一级护板向下的稳定力，增加土石过水围堰堰面的稳定性，保障溢洪安全。
【专利说明】—种带挑压坎的土石过水围堰护板
【技术领域】
[0001]本发明属于水利工程【技术领域】，涉及一种土石过水围堰楔形护板。
【背景技术】
[0002]水利工程中，土石过水围堰参与溢洪可减小导流建筑物的规模，能够降低工程造价、缩短工期。采用土石围堰过流可以就地取材，解决按全年挡水设计时，工程量较大、水工布置困难的问题，是山区河流较为经济、合理的导流方式。
[0003]作为临时水工建筑物，土石过水围堰的抗冲刷能力较弱，溢洪时一旦堰面或堰脚的局部被冲开缺口、填充料被掏，最终可能导致溃堰事故。为此，有必要寻求能够保护土石过水围堰的护面结 构，以保障土石过水围堰的稳定和安全。目前工程上所采用的土石过水围堰的护面的形式有块石护面、铅丝笼护面、混凝土板护面等，其中，楔形混凝土护板是较佳的护面形式，其过流面为平面，护板在土石过水围堰的边坡上呈阶梯状布置，下一级护板的头部被压在上一级护板的尾部下面，相互衔接。但由于现有楔形护板的过流面为平面，水流流经楔形护板的跌坎时，水流的流向基本平行于楔形护板的过流面，因而水流作用于下一级护板的压力效果差，此外，水流流向基本平行于楔形护板的过流面还会使楔形护板容易沿土石过水围堰向下滑动，致使其在土石过水围堰上的稳定性差，而护板不稳定可能导致土石过水围堰坍塌，从而严重影响施工、危胁下游安全，上述问题在小洪水工况时表现得尤为明显。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有土石过水围堰楔形护板存在的不足，提供一种带挑压坎的土石过水围堰护板，此种护板能够增加水流作用于下一级护板向下的稳定力，增加土石过水围堰堰面的稳定性，保障溢洪安全。
[0005]本发明提供的带挑压坎的土石过水围堰护板，包括底板，所述底板为矩形平板，底板顶面的尾部设置有与底板为一体化结构的挑压坎，所述挑压坎为楔形块体，其上顶面为斜面、两侧面为相互平行的直角三角形，后端面为矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形块体位于底板尾部端面之外部段的底面与底板尾部端面形成衔接口。
[0006]上述技术方案中，所述挑压坎后端面的高度Hk = 0.4~0.7m。
[0007]上述技术方案中，所述挑压坎上顶面的长度Lk = IlkMrU^fn m,式中，η为土石
过水围堰堰面的坡度，Hk为挑压坎后端面的高度。
[0008]上述技术方案中，所述衔接口的长度W = 0.2~0.4m。
[0009]上述技术方案中，所述挑压坎的宽度b与底板的宽度相同，底板的宽度为4~6m。
[0010]上述技术方案中，所述底板的长度应使水体经过挑压坎的挑流作用后正好作用于下一级护板的质心位置，通常底板的长度L = 8~12m。
[0011]上述技术方案中，底板的厚度d为0.8~1.2m。
[0012]上述技术方案中所述的带挑压坎的土石过水围堰护板在使用时，底板的顶面以及挑压坎的上顶面为过流面。
[0013]上述技术方案中，所述护板由混凝土制作。
[0014]与现有技术相比，本发明具有以有益的技术效果:
[0015]1.本发明提供了一种新型结构的土石过水围堰护板，在底板顶面的尾部设置了挑压坎，水体流经护板时，由于挑压坎的挑流作用，水体的流向发生改变，以抛射流的形式流向下一级的护板，这增加了水流作用于下一级护板向下的稳定力，从而增加了土石过水围堰堰面的稳定性，更有利于保障溢洪安全。
[0016]2.由于护板挑压坎的挑流作用，水流作用于下一级护板的位置接近于护板的质心位置，这样能减小水流对下一级护板产生的不利弯矩，从而避免护板相对于质心转动，有利于增加护板在土石过水围堰上的稳定性。
[0017]3.护板挑压坎的挑流作用不但能改善水流流态，而且挑流能够增加水流与空气的接触，水流与空气摩擦还起到了消能的作用，这有利于减轻水流对下游护面及土石过水围堰堰脚的冲击破坏，避免发生溃堰事故。
[0018]4.本发明所述带挑压坎的土石过水围堰护板适合于山区河流上的土石过水围堰，特别是在小洪水工况时，可提高土石围堰参与溢洪的安全性。
[0019]5.本发明所述带挑压坎的土石过水围堰护板的结构简单，易于制作，有利于推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明所述带挑压坎的土石过水围堰护板的结构示意图；
[0021]图2为图1的俯视图；
[0022]图3为本发明所述带挑压坎的土石过水围堰护板在土石过水围堰上的安装示意图；
[0023]图4为本发明所述带挑压坎的土石过水围堰护板上的水流流态示意图；
[0024]图5为现有楔形土石过水围堰护板上的水流流态示意图；
[0025]图中，I一底板、2—挑压坎、3—衔接口、4一围堰顶、5—护板、6—消能平台、7—基坑、η—堰面坡度，W—衔接口长度、Hk—挑压坎后端面高度、Lk 一挑压坎上顶面长度、b—挑压坎宽度、d—底板厚度。
【具体实施方式】
[0026]以下通过实施例并结合附图，对本发明所述带挑压坎的土石过水围堰作进一步说明，但所给出的实施例不应理解为是对本发明保护范围的任何限制，因而本专业的技术人员根据上述本发明的内容和设计思想所做出的非本质的改进和调整也应属于本发明的保护范围。
[0027]实施例1
[0028]本实施例中，所述带挑压坎的土石过水围堰护板的结构如图1、图2所示，使用时，安装在堰面坡度η = 1:4.5的土石过水围堰堰面。
[0029]本实施例所述带挑压坎的土石过水围堰护板，包括底板1，所述底板为矩形平板，底板的长度L = 8m、底板宽度为4.0m、底板厚度d = 0.8m，底板顶面的尾部设置有与底板为一体化结构的挑压坎2，所述挑压坎2为楔形块体，其上顶面为斜面、两侧面为相互平行的直角三角形，后端面为矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形块体位于底板尾部端面之外部段的底面与底板尾部端面形成衔接口 3，衔接口的长度W = 0.2m。
[0030]所述挑压坎2后端面的高度Hk = 0.4m,挑压坎2上顶面的长度
η为土石过水围堰堰面的坡度，Hk为挑
压坎后端面的高度，挑压坎的宽度b = 4.0m。
[0031]上述护板采用混凝土浇筑而成，本发明所述护板在土石过水围堰上的安装方式见图3，各级护板5在土石过水围堰的堰面上呈阶梯状布置，下一级护板的头部位于上一级护板尾部的衔接口中，相互衔接。
[0032]现有楔形土石过水围堰护板上的水流流态示意图见图5，水体流经现有楔形护板时，水流的流向基本平行于楔形护板的过流面，水流对下一级楔形护板几乎没有向下的稳定作用，导致楔形护板容易失稳，不利于土石过水围堰上楔形护板整体的稳定，特别是在小洪水工况时，很难保证安全溢洪。本发明所述带挑压坎的护板上的水流流态示意图见图4，护板5底板的顶面以及挑压坎的上顶面为过流面，水体从底板的过流面到达挑压坎的上顶面，在挑压坎的挑流作用下，水体的流向发生改变，水体以抛射流的形式流向下一级的护板，并且水流作用于下一级护板的位置正好接近于护板的质心位置，这一方面增加了水流作用下一级护板向下的稳定力，另一方面减小了水流对下一级护板产生的不利弯矩，避免护板相对于质心转动，增加了护板在土石过水围堰上的稳定性。此外，挑压坎的挑流作用能够增加水流与空气的接触，水流与空气摩擦还起到了消能的作用，这有利于减轻水流对下游护面及土石过水围堰堰脚的冲击破坏，避免发生溃堰事故。
[0033]实施例2
[0034]本实施例中，所述带挑压坎的土石过水围堰护板的结构如图1、图2所示，使用时，安装在堰面坡度η = 1:4.8的土石过水围堰堰面。
[0035]本实施例所述带挑压坎的土石过水围堰护板，包括底板1，所述底板为矩形平板，底板的长度L = 10m、底板宽度为5.0m、底板厚度d = 1.0m，底板顶面的尾部设置有与底板为一体化结构的挑压坎2，所述挑压坎2为楔形块体，其上顶面为斜面、两侧面为相互平行的直角三角形，后端面为矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形块体位于底板尾部端面之外部段的底面与底板尾部端面形成衔接口 3，衔接口的长度W = 0.3m。
[0036]所述挑压坎2后端面的高度Hk = 0.5m,挑压坎2上顶面的长度
L1=4.9//,.=2.4加，η为土石过水围堰堰面的坡度，Hk为挑压
η Χ.8
坎后端面的高度，挑压坎的宽度b = 5.0m。
[0037]实施例3
[0038]本实施例中，所述带挑压坎的土石过水围堰护板的结构如图1、图2所示，使用时，安装在堰面坡度η = 1:4.0的土石过水围堰堰面。
[0039]本实施例所述带挑压坎的土石过水围堰护板，包括底板1，所述底板为矩形平板，底板的长度L = 12m、底板宽度为6.0m、底板厚度d = 1.2m，底板顶面的尾部设置有与底板为一体化结构的挑压坎2，所述挑压坎2为楔形块体，其上顶面为斜面、两侧面为相互平行的直角三角形，后端面为矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形块体位于底板尾部端面之外部段的底面与底板尾部端面形成衔接口 3，衔接口的长度W = 0.4m。
[0040]所述挑压坎2后端面的高度Hk = 0.7m,挑压坎2上顶面的长度
【权利要求】
1.一种带挑压坎的土石过水围堰护板，包括底板(I)，其特征在于所述底板为矩形平板，底板顶面的尾部设置有与底板为一体化结构的挑压坎(2)，所述挑压坎(2)为楔形块体，其上顶面为斜面、两侧面为相互平行的直角三角形，后端面为矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形块体位于底板尾部端面之外部段的底面与底板尾部端面形成衔接口(3)。
2.根据权利要求1所述带挑压坎的土石过水围堰护板，其特征在于所述挑压坎(2)后端面的高度Hk = 0.4?0.7m。
3.根据权利要求2所述带挑压坎的土石过水围堰护板，其特征在于所述挑压坎(2)上顶面的长度4 =Hjl + η2In m,式中，η为土石过水围堰堰面的坡度，Hk为挑压坎后端面的高度。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的带挑压坎的土石过水围堰，其特征在于所述衔接口⑶的长度W = 0.2?0.4m。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的带挑压坎的土石过水围堰，其特征在于所述挑压坎的宽度(b)与底板的宽度相同，底板的宽度为4?6m。
6.根据权利要求4所述的带挑压坎的土石过水围堰，其特征在于所述挑压坎的宽度(b)与底板的宽度相同，底板的宽度为4?6m。
7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的带挑压坎的土石过水围堰，其特征在于所述底板的长度L = 8?12m。
8.根据权利要求4所述的带挑压坎的土石过水围堰，其特征在于所述底板的长度L=.8 ?12m。
9.根据权利要求5所述的带挑压坎的土石过水围堰，其特征在于所述底板的长度L=.8 ?12m。
10.根据权利要求6所述的带挑压坎的土石过水围堰，其特征在于所述底板的长度L=.8 ?12m。
【文档编号】E02B8/06GK103981878SQ201410222431
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】陈云良, 杨秀玲, 王波, 田静杰 申请人:四川大学