溢洪道的尾墩及闸墩组件的制作方法

本实用新型涉及水力学技术领域，尤其涉及一种溢洪道的尾墩及溢洪道的闸墩组件。

背景技术：

溢洪道是水库等水利建筑物的泄洪设施，溢洪道布置可包括进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施及出水渠。溢洪道控制段连接进水渠与泄槽，过水宽度不连续，存在两个突变：控制段内布置闸墩后过水宽度束窄，由于水深大流速低，流态较为平顺；通常情况下控制段中墩采用半圆柱形墩尾，进入泄槽时过水宽度突然增加，水流速度突然增大，故下泄水流出控制段后具有较强的横向扩散趋势，溢洪道下泄的高速水流具有很强的冲出力，中墩两侧闸孔出流横向扩散至墩后碰撞交汇，在下游泄槽形成大角度菱形陡冲击波，使溢洪道内水流的流态复杂化。一方面泄槽上水深、压力、流速分布不均匀程度增加，另一方面急流的掺气和脉动现象十分显著常会产生剧烈的震动，给溢洪道的消能防冲效果和运行稳定性带来不利影响。

有研究将半圆柱形墩尾优化为三棱柱型尖尾墩或者从墩尾的头端向墩尾的末端圆滑渐变内收的流线型尖尾墩，以改善从控制段到泄槽之间过水宽度的连续性，增加过闸水流横向扩散的流程。优化后的墩型对于小流量工况或泄槽坡度缓的工程，可改善过闸水流扩散效果，但对于溢洪道泄槽段高速水流形成的大角度菱形陡冲击波收效甚微。由于控制段闸墩要承受闸门纵向推力以及垂向的工作桥及交通桥等荷载，墩尾占墩体的比例受闸墩结构稳定和强度安全的限制，另外墩尾长度受到工程量、工程布置和水流沿程阻力等因素的限制，通过现有的墩尾型式优化难以改善溢洪道泄槽流态。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种效果好、不影响过流、工程量少、施工简单的溢洪道的尾墩及溢洪道的闸墩组件。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种溢洪道的尾墩，设置在溢洪道控制段中墩下游端，包括第一端连接中墩的本体部，所述本体部的第二端向远离所述中墩的方向延伸；所述本体部的宽度自第一端向第二端逐渐减小。

优选地，所述尾墩还包括连接在所述本体部第二端端部上的圆弧倒角部。

优选地，所述圆弧倒角部一体形成在所述本体部上。

优选地，所述本体部的高度高于溢洪道控制段水面。

本实用新型还提供一种溢洪道的闸墩组件，设置在溢洪道控制段，包括中墩以及以上任一项所述的尾墩；所述尾墩连接在所述中墩的下游端。

优选地，所述尾墩本体部的第一端的宽度与所述中墩的宽度相等。

优选地，所述尾墩的高度小于所述中墩的高度。

优选地，所述尾墩的长度等于所述中墩宽度的3.5倍。

优选地，所述尾墩本体部的圆弧倒角部的半径等于所述中墩宽度的0.1倍。

本实用新型的有益效果：尾墩设置在溢洪道控制段中墩下游端，与中墩尾部相连接，布置在泄槽的起始端，可以明显改善从控制段到泄槽之间过水宽度的连续性，较多的增加了过闸水流横向扩散的流程，过闸水流出控制段进入泄槽后，水流速度突然增大，但横向扩散的趋势得到均化分散，中墩两侧闸孔出流横向扩散至尾墩下游以小角度交汇，在下游泄槽形成小角度菱形缓冲击波，冲击波对泄槽水流扰动影响小，泄槽横断面内流速、水深、压力分布不均匀度降低，泄槽流态得到改善，溢洪道出口水流单宽流量分布均匀，下泄水流对下游河床和岸坡的冲刷减轻，减少防护措施的工程量。

本实用新型效果好、不影响过流、工程量少、施工简单。

附图说明

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：

图1是本实用新型一实施例的闸墩组件在溢洪道中的平面图；

图2是本实用新型一实施例的闸墩组件的剖面图；

图3是本实用新型一实施例的闸墩组件的侧视图。

具体实施方式

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。

如图1-3所示，本实用新型一实施例的溢洪道的闸墩组件，设置在溢洪道控制段，包括中墩10以及连接在中墩下游端的尾墩20。

中墩10的结构形式可采用现有技术实现。尾墩20连接中墩10，并且布置在溢洪道泄槽的起始端，处于急流区，故不会顶托上游来流，不影响溢洪道控制段的过流能力。

其中，尾墩20包括本体部21，本体部21的第一端连接中墩10，相对的第二端向远离中墩10的方向延伸。并且，本体部21的宽度自第一端向第二端逐渐减小，从而尾墩10的宽度呈现第一端向第二端内收的形式，其横截面近似等腰三角形。

如图2、3所示，本体部21的第一端的宽度与中墩10的宽度b相等，从而本体部21的表面与中墩10两侧的表面流畅相接。

如图3所示，尾墩20的高度h(即本体部21的高度)小于中墩10的高度。尾墩20在溢洪道中主要只起到改善流态的作用，不用承担荷载，无结构和稳定上的特殊要求，因此尾墩20的高度只需高出控制段末端水面即可。

进一步地，尾墩20还包括连接在本体部21第二端端部上的圆弧倒角部22。圆弧倒角部22一体形成在本体部21上。

本实用新型中，尾墩20设置越长，对流态的改善效果越好，而工程量和施工难度随之增加。优选地，为实现较为简单的施工，尾墩20长度L等于3.5倍中墩10的宽度b，圆弧倒角部22的半径r等于0.1b时，可取得很好的改善泄槽流态的效果，尾墩20长度L值继续增大对泄槽流态的改善程度不明显。

本实用新型在溢洪道中使用时，中墩10尾部的尾墩20明显改善从控制段到泄槽之间过水宽度的连续性，较多的增加了过闸水流横向扩散的流程，过闸水流出控制段进入泄槽后，水流速度突然增大，但横向扩散的趋势得到均化分散，中墩两侧闸孔出流横向扩散至尾墩下游以小角度交汇，在下游泄槽形成小角度菱形缓冲击波，冲击波对泄槽水流扰动影响小，泄槽横断面内流速、水深、压力分布不均匀度降低，泄槽流态得到改善，溢洪道出口水流单宽流量分布均匀，下泄水流对下游河床和岸坡的冲刷减轻，从而减少防护措施的工程量。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。