一种仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅及使用方法与流程

本发明属于水利工程，具体涉及一种仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅及使用方法。

背景技术：

1、在水电站或水利工程中，拦污栅是用来拦阻可能进入机组或泵站等进水口的污物，如水草、树枝、杂木和生活垃圾等，以保护水轮机、闸门以及阀等设备的正常运转，并保证水工建筑物、水轮发电机或水泵安全运行的重要结构部件。拦污栅的正常运行与河流流域流态、进水口水工建筑物体型、漂浮物的性质和数量、过栅流速、机组流量等各种因素有关，携带各种污物的高速水流通过时，拦污栅呈现着复杂的动力特性，其实际承受的荷载及边界条件复杂难以精确量化，同时面临着振动、阻塞和锈蚀等各种问题。振动引起的拦污栅破坏在国内外并不少见。堵塞和锈蚀既损失电能，又对拦污栅动力特性极为不利，严重威胁拦污栅的安全。

2、拦污栅结构布置、体型和结构设计方式对于保证水工建筑物、水轮发电机或水泵的安全运行具有重要意义。根据《水利水电工程钢闸门设计规范》规定，拦污栅的设计荷载，应根据河流污物性质、数量及清污措施确定。引水发电系统的拦污栅宜采用2～4m水压差设计，特殊情况具体分析确定。实际工程运行过程中，有很多电站因各种原因拦污栅水压差超过4m。葛洲坝水电站曾因拦污栅严重堵塞，最大水压差达9m以上。有调查对48座水电站的调查中发现半数(26座)以上的进水口曾发生不同程序的拦污栅堵塞，有4个进水口拦污栅压差达6～7m，2个达11～12m，堵塞严重者，栅条受压变形或压断，机组减荷或被迫停机。实际设计应根据电站污物性质、数量及清污措施等综合评估确定合适的设计水压差。同时，要在进水口设置及时有效的清污装置，降低拦污栅超负荷运行的概率。

3、鉴于拦污栅结构布置、体型和结构设计方案的重要性，需研究采取更技术先进和更有利于运行安全的拦污栅结构方案，减少水流通过时栅体对水流的阻力，消除或减轻拦污栅的堵塞问题，提高拦污栅的结构安全可靠性。

4、公开号为cn218894039u，公开日为2023年4月21日的中国专利文献公开了一种水利拦污栅，包括通水道，通水道的内侧壁固定安装有拦截栅栏，拦截栅栏呈越靠近底部越靠近前侧的倾斜状分布，还包括；定位框，所述定位框呈“匚”字形状，定位框固定安装在通水道的顶部壁面上；定位杆，所述定位杆转动安装在定位框内侧壁靠近前侧的位置上；伸缩气缸，刮板，收集框，该文献通过伸缩气缸的输出端拉动刮板向上移动，使刮板推动拦截栅栏表面上的垃圾沿着拦截栅栏的侧壁向上移动，再落入收集框的内部，通过将收集框从定位框的内部取出，即可对收集的垃圾进行处理，方便对污水中的垃圾进行收集处理的效果；当堵塞物过多或者卡在栅栏内时，该文献的刮板存在推动困难或者无法推动的问题，同时该文献不能减少水流通过时栅体对水流的阻力，消除或减轻拦污栅的堵塞问题。

技术实现思路

1、本发明提供的一种仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅及使用方法目的是克服现有技术中水流通过时，栅体对水流的阻力大，无法有效减轻拦污栅堵塞的问题。

2、为此，本发明提供了一种仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅，包括栅楣、多个仿橄榄形梁、多个栅体、导轨装置、锚拉装置和底坎，导轨装置、栅楣、多个栅体和底坎自上向下依次连接，相邻两个栅体之间连接1个仿橄榄形梁，栅楣、导轨装置和底坎均连接锚拉装置。

3、优选的，所述多个仿橄榄形梁相同或不同。

4、优选的，所述每个仿橄榄形梁包括上弧面、工字钢和下弧面，上弧面的左端连接下弧面的左端，上弧面的右端连接下弧面的右端，工字钢连接在上弧面和下弧面之间。

5、优选的，所述工字钢为h型工字钢，h型工字钢的左翼缘连接相邻两个栅体。

6、优选的，所述h型工字钢腹板的方向与流经其仿橄榄形梁的水流方向一致。

7、优选的，所述导轨装置的轨道自上向下布置且轨道的下端与栅体衔接。

8、优选的，所述以工字钢的腹板为中心，上弧面和下弧面上下不对称设置。

9、优选的，所述栅体与坝面平行。

10、优选的，所述仿橄榄形梁长度与栅体长度相同。

11、一种基于所述的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅的使用方法，按照要求预埋锚拉装置并浇筑一期混凝土，待一期混凝土达到规定强度后，将导轨装置、栅楣、多个栅体和底坎自上向下依次连接，相邻两个栅体之间连接1个仿橄榄形梁，通过锚拉装置将连接好的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅调整定位后连接，在栅体上面安装栅叶，栅叶安装完成后，在规定位置上浇筑二期混凝土。

12、本发明的有益效果：

13、1.本发明提供的这种仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅及使用方法，通过水流流经拦污栅梁时的水流方向确定栅体的整体姿态和h型工字钢腹板的角度，仿橄榄形梁外表面为流线型能够减少水流通过时的阻力，符合流体力学规律。

14、2.本发明提供的这种仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅及使用方法，每个仿橄榄形梁包括上弧面、工字钢和下弧面，上弧面的左端连接下弧面的左端，上弧面的右端连接下弧面的右端，工字钢连接在上弧面和下弧面之间，从而形成的一种特殊截面，即中间材料分布少，外侧材料分布多，截面惯性模量大，抗弯性能好。

15、3.本发明提供的这种仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅及使用方法，导轨装置的轨道自上向下布置且轨道的下端与栅体衔接，清污装置可以自坝面沿导轨装置行至拦污栅的栅体进行清污工作，有效减轻拦污栅堵塞。

16、4.本发明提供的这种仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅及使用方法，上弧面和下弧面上下不对称设置，能够更好的适应水流方向，减少阻力。

技术特征：

1.一种仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅，其特征在于：包括栅楣(1)、多个仿橄榄形梁(2)、多个栅体(3)、导轨装置(4)、锚拉装置(5)和底坎(6)，导轨装置(4)、栅楣(1)、多个栅体(3)和底坎(6)自上向下依次连接，相邻两个栅体(3)之间连接1个仿橄榄形梁(2)，栅楣(1)、导轨装置(4)和底坎(6)均连接锚拉装置(5)。

2.如权利要求1所述的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅，其特征在于：所述多个仿橄榄形梁(2)相同或不同。

3.如权利要求2所述的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅，其特征在于：所述每个仿橄榄形梁(2)包括上弧面(2-1)、工字钢(2-2)和下弧面(2-3)，上弧面(2-1)的左端连接下弧面(2-3)的左端，上弧面(2-1)的右端连接下弧面(2-3)的右端，工字钢(2-2)连接在上弧面(2-1)和下弧面(2-3)之间。

4.如权利要求3所述的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅，其特征在于：所述工字钢(2-2)为h型工字钢，h型工字钢的左翼缘连接相邻两个栅体(3)。

5.如权利要求4所述的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅，其特征在于：所述h型工字钢腹板的方向与流经其仿橄榄形梁(2)的水流方向一致。

6.如权利要求1所述的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅，其特征在于：所述导轨装置(4)的轨道自上向下布置且轨道的下端与栅体(3)衔接。

7.如权利要求3所述的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅，其特征在于：所述以工字钢(2-2)的腹板为中心，上弧面(2-1)和下弧面(2-3)上下不对称设置。

8.如权利要求1所述的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅，其特征在于：所述栅体(3)与坝面平行。

9.如权利要求1所述的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅，其特征在于：所述仿橄榄形梁(2)长度与栅体(3)长度相同。

10.一种基于权利要求1-9中任意一项所述的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅的使用方法，其特征在于：按照要求预埋锚拉装置(5)并浇筑一期混凝土，待一期混凝土达到规定强度后，将导轨装置(4)、栅楣(1)、多个栅体(3)和底坎(6)自上向下依次连接，相邻两个栅体(3)之间连接1个仿橄榄形梁(2)，通过锚拉装置(5)将连接好的仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅调整定位后连接，在栅体(3)上面安装栅叶，栅叶安装完成后，在规定位置上浇筑二期混凝土。

技术总结
本发明属于水利工程技术领域，具体提供了一种仿橄榄形梁系支撑的进水口拦污栅及使用方法，包括栅楣、多个仿橄榄形梁、多个栅体、导轨装置、锚拉装置和底坎，导轨装置、栅楣、多个栅体和底坎自上向下依次连接，相邻两个栅体之间连接1个仿橄榄形梁，栅楣、导轨装置和底坎均连接锚拉装置，解决了现有水流通过时，栅体对水流的阻力大，无法有效减轻拦污栅堵塞的问题，本发明栅体能减小水流的阻力，有效减轻拦污栅堵塞。

技术研发人员：祁林攀,赵清静,王丹丹,高宁,张群刚,曲建军,杨新光
受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15