[發明專利]一種溢洪道折線形分流墩

有效

• 申請號: 201310237609.6
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103276703A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 劉韓生;周志平
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

技術領域

本發明內容屬于水利工程設施技術領域，涉及一種可用于保障水庫大壩、泄水建筑物、水電站廠房等水利工程設施安全的溢洪道折線形分流墩。

背景技術

現有技術中，公知的最典型的溢洪道分流墩就是閘墩，墩頭體垂直半圓柱，主要適用于低流速。對于溢洪道泄槽而言流速較高，目前對摻氣分流墩研究的較多，體型也較多，但對于純粹的分流墩，尚沒有成熟的體型。現用的分流墩可分為兩大類：第一類是墩頭體垂直，其墩頭形狀有三角形、半圓形和三角形半圓形組合體；第二類是墩頭體傾斜，其傾斜方式又分為直線傾斜和弧線傾斜兩種，直線傾斜墩頭的形狀有三角形、半圓形和三角形半圓形組合體，弧線傾斜墩頭的形狀為半圓形，墩身為復雜空間扭面。現有分流墩體型在實際應用中存在的不足之處是：（1）流態不好，表現為要么水翅過高、水花飛濺，要么水流脫壁，引起下游水流紊亂；（2）墩頭受力復雜，容易引起結構振動；（3）適用流量范圍小，制約水庫管理運行；（4）墩身體型過于復雜，不便土木工程實施；（5）容易發生水流空化，導致分流墩空蝕破壞；（6）對分流墩材料強度要求高，提高了施工難度和建造成本。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足之處，提供一種設計結構合理的溢洪道折線形分流墩，該溢洪道折線形分流墩的體型規則，墩頭受力簡單，改善了下游流態，減小了施工難度，降低了對材料強度的要求，能適應較大范圍的流量變化。

用于實現上述發明目的的技術方案是這樣的：所提供的溢洪道折線形分流墩具有一個連設在下游隔墻一端的由高度分別為H3、H2和H1的上部墩體、中部墩體和下部墩體組成的折線形墩頭體，其中，

所述的上部墩體為一個高度H3等于0或不等于0的半圓柱形墩體，墩體的直徑與下游隔墻的厚度D相等；

所述的中部墩體具有一個俯視面為等腰梯形且側視面為直角三角形的中體墩身,在中體墩身的前斜面上設置有底小頂大的半圓斜錐臺墩頭，半圓斜錐臺墩頭的底圓半徑為R2，頂圓半徑R3與上部墩體的半徑R4相等，半圓斜錐臺墩頭的上端面與上部墩體的下端面吻合并過渡連接；

所述的下部墩體具有一個俯視面為矩形且側視面為直角三角形的三角柱形墩身，在三角柱形墩身的前斜面上設置有一個側視面為平行四邊形的前小后大的等腰斜梯形棱柱體墩身，斜梯形棱柱體墩身的上端面與中部墩體的下端面吻合并過渡連接，在斜梯形棱柱體墩身的前斜面上設置有半圓斜柱臺墩頭，半圓斜柱臺墩頭的半徑R1與中部墩體上半圓斜錐臺墩頭的底圓半徑為R2相等。

本發明的技術方案還包括：下部墩體上半圓斜柱臺墩頭的半徑R1為0.10m～0.20m，下部墩體的斜梯形棱柱體墩身的前斜面與底面之間的夾角θ1為22°～32°，下部墩體上斜梯形棱柱體墩身之兩梯形側邊間的夾角θ3為14°～24°，下部墩體的高度H1=(0.8～1.1)Hw，Hw為溢洪道分流墩前最大水深。

本發明的技術方案還包括：中部墩體上半圓斜錐臺墩頭的底圓半徑R2為0.10m～0.20m，中部墩體前斜面與底面間的夾角θ2為43°～53°。

本發明的技術方案還包括：分流墩的高度H3+H2+H1與下游隔墻的高度H0相等。

在本發明所述溢洪道折線形分流墩結構中，主要起分流作用的是下部墩體，中部墩體所起的作用是連接上、下部墩體，而上部墩體所起的作用則主要是滿足隔墻高度。

與現有技術相比，本發明具有下述的有益效果：

1、本發明所述溢洪道折線形分流墩中的下部墩頭采用小半徑半圓，有意避開三角形尖墩頭，其半圓和緩直線擴散組合，避免了水流脫壁，改善了分流墩受力，又避免結構振動，減小空蝕破壞；

2、本發明所述溢洪道折線形分流墩中的下部墩體坡度較小，可保證在中小流量時不產生水翅；

3、本發明所述溢洪道折線形分流墩中的中部墩體坡度較大，它與下部小坡度墩體組合使用，可保證大流量時水翅微小，并完全貼壁。三段(或兩段)折線形墩頭結構亦可保證在各種流量情況時下游水流的流態平穩；

4、本發明所述溢洪道折線形分流墩中設置的中部半圓斜錐臺墩頭使上、下部墩體得以用規則曲面銜接，使施工難度減小，同時能保證分流后具有良好的水流條件；

5、本發明所述溢洪道折線形分流墩的上部墩體采用傳統的垂直半圓柱墩頭結構，其目的在于使分流墩能自然的與下游隔墻連接；

6、本發明中整個分流墩的墩頭部分均為規則曲面，墩身全為平面，體型相對簡單，便于施工，且整個分流墩的墩體均能用鋼筋混凝土等材料施工完成，能滿足設施的強度要求。

附圖說明