一种鱼道观察室观察窗布置结构的制作方法

本实用新型涉及鱼道，尤其是一种鱼道观察室观察窗布置结构。

背景技术：

水电工程修建拦河建筑物阻断了原天然河流内的鱼类游动的通道，为此需修建过鱼设施。工程运行时水库内水位会存在一定程度的变幅，当过鱼设施采用鱼道型式时，在满足鱼类通行对水深要求的前提下，鱼道内水深也会随着库水位的变化而存在变幅。为降低工程投资，在满足鱼道正常运行的前提下，鱼道两侧墙顶高程设计为高于电站的正常蓄水位并留有适当的安全超高。为观察鱼类通过情况，观察室观察窗正常运行时需全部位于水下，正常运行情况下观察窗仅需承受鱼道内过鱼所需的设计水深，所承受的作用水头高度不大。但当水电工程遭遇洪水，库水位超出鱼道两侧墙顶高程时，将会存在库水翻过鱼道两侧墙而使得鱼道观察窗承担较高水头的情况。当采用面积较大的玻璃尺寸时，较高的作用水头将一定程度的恶化玻璃的受力状态。为降低玻璃运行安全风险，需采用力学指标更高强的玻璃品种。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种在确保正常观察鱼类通行状态的前提下，能改善观察窗玻璃的受力状态、结构型式简单、经济性较好、便于运输和施工安装的鱼道观察室观察窗结构布置结构。

本实用新型所采用的技术方案是：一种鱼道观察室观察窗布置结构，包括观察窗范围内设置的用以分割玻璃窗尺寸与面积的混凝土结构的竖向分割柱和横向分割梁，以及安装在竖向分割柱和横向分割梁上的形成观察窗的玻璃，沿水深高度方向设置的竖向分割柱为贯通柱，沿鱼类游动方向设置的横向分割梁包括上水平横向分割梁和下水平横向分割梁。

所述竖向分割柱沿鱼类游动方向将观察窗窗洞分割为两个相同的宽度的左右两个观察窗，上水平横向分割梁和下水平横向分割梁分别位于不同的观察窗中，且不位于同一高程。

所述上水平横向分割梁位于观察窗水深方向观察窗窗洞高度的三分之二处，下水平横向分割梁位于观察窗水深方向观察窗窗洞高度的三分之一处。

所述由竖向分割柱、上水平横向分割梁和下水平横向分割梁分割后的观察窗窗洞的最大尺寸不超出同类玻璃产品常规规格的最大尺寸，沿水深方向窗洞尺寸范围为1.5～2.4m，沿鱼类游动方向窗洞尺寸范围为1.0～1.5m；

所述竖向分割柱沿鱼类游动方向的宽度、上水平横向分割梁和下水平横向分割梁沿水深方向的高度，均为0.4～0.6m。

本实用新型的有益效果：通过在观察窗内设置混凝土结构的分割柱和分割梁梁，减小了观察窗的单块玻璃窗尺寸、面积。采用沿鱼类游动方向设置沿水深高度方向相互错开的上、下水平横向分割梁布置，满足鱼类游动水深高度范围内无视线遮挡死角的观察需求。此种观察窗结构布置，在确保正常观察鱼类通行状态的前提下，采用简单的结构型式，减小了单块玻璃尺寸，改善了玻璃的受力状态，进一步降低了玻璃运行安全风险，满足了鱼类游动范围内无视线盲区的观察要求，也降低了玻璃费用。减小尺寸后的玻璃更便于运输和施工安装，不对称的布置型式也一定程度的增加了观察窗的装饰效果。既满足了结构安全、正常使用功能要求，同时结构简单，具有较好的经济性，对其它类似工程的相关设计具有很好的借鉴作用。

附图说明

图1为本实用新型的鱼道观察室观察窗布置结构示意图。

图中：

1——竖向分割柱；

2——上水平横向分割梁；

3——下水平横向分割梁。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型的鱼道观察室观察窗布置结构，包括观察窗范围内设置的用以分割玻璃窗尺寸与面积的混凝土结构的竖向分割柱和横向分割梁，以及安装在竖向分割柱和横向分割梁上的形成观察窗的玻璃，沿水深高度方向设置的竖向分割柱1为贯通柱，沿鱼类游动方向设置的横向分割梁包括上水平横向分割梁2和下水平横向分割梁3。

优选，所述竖向分割柱1沿鱼类游动方向将观察窗窗洞分割为两个相同的宽度的左右两个观察窗，上水平横向分割梁2和下水平横向分割梁3分别位于不同的观察窗中，且不位于同一高程。

优选，所述上水平横向分割梁2位于观察窗水深方向观察窗窗洞高度的三分之二处，下水平横向分割梁3位于观察窗水深方向观察窗窗洞高度的三分之一处。

所述由竖向分割柱1、上水平横向分割梁2和下水平横向分割梁3分割后的观察窗窗洞的最大尺寸不超出同类玻璃产品常规规格的最大尺寸，沿水深方向窗洞尺寸范围为1.5～2.4m，沿鱼类游动方向窗洞尺寸范围为1.0～1.5m；

所述竖向分割柱1沿鱼类游动方向的宽度、上水平横向分割梁2和下水平横向分割梁3沿水深方向的高度，均为0.4～0.6m。

下面结合具体实施例进行详细说明：

某大型水电站工程，枢纽主要建筑物由混凝土闸坝及河床式厂房组成。电站永久性水工建筑物正常运用的洪水标准为100年一遇洪水，水库水位为240.25m；非常运用的洪水标准为1000年一遇洪水，水库水位为243.28m。水库正常蓄水位241.0m，死水位239.0m。在正常运行工况下，水库水位在正常蓄水位241.0m与死水位239.0m之间变化。

过鱼设施采用鱼道的布置型式。鱼道设计需要根据不同习性的多种过鱼对象，兼顾表层鱼和中底层鱼类，同时需要能够适应水库的水位变幅。因此，根据本工程过鱼对象对鱼道水深的要求，正常过鱼时，鱼道内设计水深在1.5m～2.5m之间变化；设计宽度为2.5m；纵坡坡度为2％。

鱼道观察室设置在枢纽建筑物上游左岸，位于观察窗处的鱼道底部高程为236.50m。为能够全面观察鱼道内通过的鱼类，观察窗的高度应与鱼道设计最大水深相适应。为增加观察窗运行的安全性及尽量降低观察窗玻璃成本，观察窗高度选取原则为在满足观察范围要求的前提下应尽量降低。考虑到运行时鱼道内水位的波动和全方位观察的要求，确定观察窗的高度为3m。根据观察需要，观察窗沿鱼类游动方向的净宽度要求为不小于2.0m。

鱼道正常运行对应的最高库水位为正常蓄水位241.0m，考虑一定安全超高后，鱼道两侧边墙顶设计高程为241.5m。当库水位为正常蓄水位241.0m高程以下时，正常运行时的鱼道内的水深不会超过2.5m，即此时观察窗玻璃需承担的最大水头为2.5m。但当水电工程遭遇洪水，库水位超出鱼道两侧墙顶高程241.5m时，将会存在库水翻过鱼道两侧墙而使得鱼道观察窗承担较高水头的情况，遭遇的最高洪水位将达到1000年一遇非常运用的洪水标准的243.28m，即此时观察窗玻璃需承担的最大水头约为6.8m，为正常运行时承担水头的约2.7倍。

为适应较高的水头需选用强化玻璃，同时为确保运行中万一玻璃损坏产生的碎片对通过的鱼类生产伤害，选取了强度高、抗弯曲强度、耐冲击强度比普通平板玻璃高3～5倍的、能够更好的适应长期处于水下的耐酸、耐碱、安全性能好、有均匀的内应力，破碎后呈网状裂纹的钢化玻璃。

按常规的设计思路之一，可采用一整块面积较大的玻璃，尺寸达2m×3m(长×高)，其最大尺寸超过目前市场中同类玻璃产品常规规格。如采用须进行定制，单块玻璃的费用将会增加；此外水电工程一般地处较为偏远，较大尺寸的玻璃不便于玻璃从厂家运输至工地，也不利于施工安装。常规的设计思路之二，是采用竖向分割柱、横向分割梁将玻璃均分成若干个等面积小块玻璃。由于在每块玻璃周边的分割柱或分割梁处均需设置止水结构，分成若干小块后，多个竖向分割柱、横向分割梁将侵占观察窗有效观察面积，导致视线不连续，存在视觉障碍，尤其是在水深的高度方向，多个贯通的水平向分割梁使得沿鱼类游动方向的视角存在多个盲区，对观察效果影响较大。综合分析常规做法的利弊，本工程以尽量减小对观察效果影响为前提条件，采用了减小竖向分割柱和横向分割梁数量，重点需保证沿水深的高度方向观察无视线遮挡的设计原则，将常规设计为贯通的水平横向分割梁设计为沿水深高度方向相互错开的不贯通梁。设计采用的方案为设置一根贯通的竖向分割柱，沿鱼类游动方向将窗洞分割为两个相同的宽度，每块玻璃净宽1.2m。再在等宽的两个窗洞内各设置一根水平横向分割梁，横向梁不位于同一高程，一个窗洞内设置一根上水平横向分割梁、另一个窗洞内设置一根下水平横向分割梁。根据玻璃周边分割柱或分割梁处止水结构及混凝土结构需求,分割柱、分割梁的宽度或高度设为0.4m。

综合分析上、下水平横向分割梁对观察效果及观察视角的影响，上、下水平横向分割梁位置沿高程方向应尽量错开，考虑分割梁宽度或高度影响后，上水平横向分割梁设置在观察窗窗洞高度的约三分之二处，即分割梁底距离窗洞底部2m；下水平横向分割梁设置在观察窗水深方向窗洞高度的约三分之一处，即分割梁顶距窗洞底部1m。按此布置方案，观察窗最大单块玻璃尺寸由原2m×3m(长×高)减小为1.2m×2m(长×高)，另一小块玻璃单块尺寸为1.2m×0.6m(长×高)。如此布置后最大单块玻璃尺寸未超出市场玻璃常规规格尺寸，由于玻璃面积减小，改善了玻璃的受力状态，进一步降低了玻璃运行安全风险，也降低了玻璃费用。减小尺寸后的玻璃更便于运输和施工安装，不对称的布置型式也一定程度的增加了观察窗的装饰效果。

依托工程的实践表明，本实用新型所述的结构型式，既满足了结构安全、正常使用功能要求，同时结构简单，具有较好的经济性，对其它类似工程的相关设计具有很好的借鉴作用。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。