一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构的制作方法

本发明涉及水利水电工程，具体涉及一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构。

背景技术：

1、泄水消能建筑物是水利水电工程的必备设施，是保障工程及河道岸坡安全的关键，泄洪消能是水力学中最重要的问题之一。高拱坝泄水建筑物如坝身表孔、中孔、深孔以及岸边溢洪道等，而保证深孔泄水建筑物的泄洪安全尤为突出。高速水流携带的巨大能量不仅会威胁泄水建筑物甚至坝体的安全，严重影响工程的安全运行。因此，设置合适的泄洪建筑物，使深孔下泄水流在空中被充分纵向拉伸，大大降低对水垫塘底板的冲击压力，即可保证水垫塘底板的安全，也可降低工程投资。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是如何设置合适的泄水消能建筑物以降低对水垫塘底板的冲击，提供一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，包括：深孔上游有压段、闸门组件和下游出口段，所述闸门组件设置在所述下游出口段，且与所述深孔上游有压段的出口贴合；

4、所述深孔上游有压段具有上侧面、下侧面、左侧面和右侧面，所述下游出口段具有上侧面、下侧面、左侧面和右侧面；

5、所述深孔上游有压段的上侧面和所述深孔上游有压段的下侧面的横截面均为椭圆曲线，所述下游出口段的下侧面为平面；

6、所述闸门组件包括：支铰组件和弧形闸门，所述弧形闸门的外弧面用于封堵所述深孔上游有压段，所述弧形闸门通过支铰组件与设置在所述下游出口段内的支铰大梁固定连接。

7、具体地，所述深孔上游有压段为等宽隧洞，所述下游出口段的下侧面与水平面之间设置有夹角，所述下游出口段的下侧面沿水流方向倾斜向下设置。

8、可选地，所述下游出口段的下侧面的出射角度为15°。

9、具体地，所述下游出口段包括：上游墙体、左侧墙体和右侧墙体；所述左侧墙体(3)和所述右侧墙体延长线呈一定夹角，所述上游墙体与所述水流方向相交且与所述左侧墙体和所述右侧墙体垂直；所述支铰大梁与所述上游墙体平行设置，且所述支铰大梁与所述左侧墙体和/或所述右侧墙体垂直固定连接，所述支铰组件的固定端与所述支铰大梁连接，所述支铰组件的移动端与所述弧形闸门固定连接；

10、所述弧形闸门具有两种工作状态：

11、工作状态一，所述弧形闸门的外弧面封堵所述深孔上游有压段的出口；

12、工作状态二，所述弧形闸门位于所述深孔上游有压段的上方。

13、具体地，所述上游墙体包括：固定墙体和侧突结构，所述固定墙体竖直设置在所述深孔上游有压段的上方，两个所述侧突结构分别设置在所述深孔上游有压段的两侧，且两个所述侧突结构分别垂直于所述深孔上游有压段的左侧面和所述深孔上游有压段的右侧面；

14、所述弧形闸门的宽度大于所述深孔上游有压段的宽度。

15、可选地，两个所述侧突结构位于同一竖直面，两个所述侧突结构的内竖边分别与所述深孔上游有压段的左侧面和所述深孔上游有压段的右侧面垂直固定连接；

16、所述弧形闸门的宽度小于两个所述侧突结构的外竖边之间的距离。

17、具体地，所述左侧墙体的上游端与左侧的所述侧突结构的外竖边固定连接，所述右侧墙体的上游端与右侧的所述侧突结构的外竖边固定连接；

18、所述左侧墙体的上游端和所述右侧墙体的上游端之间的第一距离大于所述左侧墙体的上游端和所述右侧墙体的上游端之间的第二距离。

19、可选地，所述第一距离与所述第二距离的压缩比为：1：0.9～1：0.2。

20、具体地，所述支铰组件包括：门支铰和门摆臂，两个所述门摆臂的第一端分别通过两个所述门支铰与所述支铰大梁可转动连接，两个所述门摆臂的第二端均与所述弧形闸门固定连接。

21、进一步，所述支铰组件还包括：阻水块，两个所述阻水块分别设置在两个所述门支铰的上游方向，且所述阻水块的下端位于主流水舌上水面线的上方。

22、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

23、本发明通过设置深孔上游有压段、闸门组件和下游出口段，通过具有约束功能的下游出口段对从深孔出口段射出的高速水舌进行约束，避免大量水体砸向水垫塘底板，从而避免岸边被冲刷。

24、本发明还通过在门支铰上游设置具有阻水功能的阻水块，避免水翅冲击门支铰，影响弧形闸门的安全运行。

25、现有技术往往通过采用压板方法，即通过设置一个与水流方向平行的压板，抑制水翅向上运动，但这需要一定长度的压板，才能实现防止水翅冲击弧形门支绞。但在高拱坝的深孔窄缝体型中，由于弧形闸门两侧摆臂与边墙距离很小，若布置上述较长的压板，将影响弧形门摆臂的布置及运行，危机弧形门的结构安全，因此上述压板法，在高拱坝的深孔窄缝体型无法使用。

技术特征：

1.一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，其特征在于，包括：深孔上游有压段(1)、闸门组件和下游出口段，所述闸门组件设置在所述下游出口段，且与所述深孔上游有压段(1)的出口贴合；

2.根据权利要求1所述的一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，其特征在于，所述深孔上游有压段(1)为等宽隧洞，所述下游出口段的下侧面与水平面之间设置有夹角，所述下游出口段的下侧面沿水流方向倾斜向下设置。

3.根据权利要求2所述的一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，其特征在于，所述下游出口段的下侧面的出射角度为15°。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，其特征在于，所述下游出口段包括：上游墙体、左侧墙体(3)和右侧墙体；所述左侧墙体(3)和所述右侧墙体延长线呈一定夹角，所述上游墙体与所述水流方向相交且与所述左侧墙体(3)和所述右侧墙体垂直；所述支铰大梁(5)与所述上游墙体平行设置，且所述支铰大梁(5)与所述左侧墙体(3)和/或所述右侧墙体垂直固定连接，所述支铰组件的固定端与所述支铰大梁(5)连接，所述支铰组件的移动端与所述弧形闸门(2)固定连接；

5.根据权利要求4所述的一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，其特征在于，所述上游墙体包括：固定墙体和侧突结构(9)，所述固定墙体竖直设置在所述深孔上游有压段(1)的上方，两个所述侧突结构(9)分别设置在所述深孔上游有压段(1)的两侧，且两个所述侧突结构(9)分别垂直于所述深孔上游有压段(1)的左侧面和所述深孔上游有压段(1)的右侧面；

6.根据权利要求5所述的一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，其特征在于，两个所述侧突结构(9)位于同一竖直面，两个所述侧突结构(9)的内竖边分别与所述深孔上游有压段(1)的左侧面和所述深孔上游有压段(1)的右侧面垂直固定连接；

7.根据权利要求5所述的一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，其特征在于，所述左侧墙体(3)的上游端与左侧的所述侧突结构(9)的外竖边固定连接，所述右侧墙体的上游端与右侧的所述侧突结构(9)的外竖边固定连接；

8.根据权利要求7所述的一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，其特征在于，所述第一距离与所述第二距离的压缩比为：1：0.9～1：0.2。

9.根据权利要求4所述的一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，其特征在于，所述支铰组件包括：门支铰(4)和门摆臂(10)，两个所述门摆臂(10)的第一端分别通过两个所述门支铰(4)与所述支铰大梁(5)可转动连接，两个所述门摆臂(10)的第二端均与所述弧形闸门(2)固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，其特征在于，所述支铰组件还包括：阻水块(8)，两个所述阻水块(8)分别设置在两个所述门支铰(4)的上游方向，且所述阻水块(8)的下端位于主流水舌上水面线(6)的上方。

技术总结
本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种适用于高拱坝窄缝出流深孔的弧门支铰防冲结构，包括：深孔上游有压段、闸门组件和下游出口段，所述闸门组件设置在所述下游出口段，且与所述深孔上游有压段的出口贴合；所述闸门组件包括：支铰组件和弧形闸门，所述弧形闸门的外弧面用于封堵所述深孔上游有压段，所述弧形闸门通过支铰组件与设置在所述下游出口段内的支铰大梁固定连接；本发明通过设置深孔上游有压段、闸门组件和下游出口段，通过具有约束功能的下游出口段对从深孔出口段射出的高速水舌进行约束，避免大量水体砸向水垫塘底板，从而避免岸边被冲刷；通过在门支铰上游设置具有阻水功能的阻水块，避免水翅冲击门支铰，影响弧形闸门的安全运行。

技术研发人员：王川,吕海艳,金伟,叶茂,胡志毅,蒲云娟,刘善均,白瑞迪
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27