[發明專利]一種用于轉彎泄洪槽的異型導流裝置

有效

• 申請號: 201711290675.4
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107881994B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 劉亞坤;高琦;王德振;李英豪;張鴻煜;劉潔潔;張志強;張帝;張棟;鄭碩;王秋繹;王俊;陳永彰;施濟宏;曹剛;賈慶穩;那榮越;陸繼鑫;張嘉琦;李曉林
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

一種用于轉彎泄洪槽的異型導流裝置屬于泄水建筑技術領域，包括一個轉彎泄槽和平行鋪設在泄槽挑坎處的異形導流結構，根據上游來流在泄槽出口處的偏移方向、流速、流態，布設異形導流結構在泄槽出口處的間距。異形導流結構包括半橢圓柱形墩體、中部墩體、折線形墩體三部分，三者為一體結構；半橢圓柱形墩體分布于挑坎前，其側視圖為直角梯形；折線形墩體分布于挑坎上，其與轉彎泄槽縱軸同向；中部墩體為兩者的銜接段。本發明墩體設計簡便、易于工程施工。墩頭受力簡單，墩身與泄槽及挑坎貼合，墩體結構穩固。保證下泄水流均勻、平順導入下游的同時，分散下泄水流的能量，使對下游河床和岸坡的危害達到最小，由此減輕下游的防護工作，帶來較大的經濟效益。

技術領域

本發明屬于泄水建筑技術領域，提供一種用于轉彎泄洪槽的異型導流裝置，該異形導流結構可用于轉彎泄洪槽導流、消能，能夠改善下游水流流態及保障水電站廠房、泄水建筑物等水利工程設施安全。

背景技術

在現有技術中，關于導流設施的體型設計主要有流線型和折線形兩種，而目前存在的導流設施在實際應用中存在的顯著不足之處在于：1)作用及應用領域單一，不具有消能作用，對于轉彎泄槽的導流及消能效果較差；2)墩頭受力復雜，易引起墩體結構振動；3)墩身受壓大，對墩體材料強度要求高，建造成本高；4)適用流量及流速范圍小，制約水庫管理運行；5)墩身體型過于復雜，不便于工程實際施工。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種設計及受力簡單、結構合理、可應用于轉彎泄洪槽的異形導流墩體結構，該結構兼具引導水流及消除余能的作用，在保證下泄水流順利進入主河道，改善下游斜流回流現象的同時，利用其特有的體型特點，通過挑射作用消除余能，保護河床和岸坡。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：受地形限制及技術水平等諸多因數影響，部分水庫泄槽段與主河道軸線存在一定的偏角。為實現下泄水流與主河道的平順連接,其間的泄槽段在平面上常設置為轉彎泄槽。轉彎泄槽存在這樣的問題：受泄槽轉彎段拐彎半徑影響，若彎道轉角半徑偏小，致使水流轉彎過急，易造成泄槽轉彎段凹岸水面雍高，邊墻高度不滿足規范要求，并對下游河床及岸坡造成沖刷破壞。

一種用于轉彎泄洪槽的異型導流裝置，包括一個轉彎泄槽段和多個相同結構的異形導流結構，異形導流結構平行鋪設在泄槽出口段，自挑坎前延伸至挑流鼻坎末端。異形導流結構根據上游來流在泄槽出口處的偏移方向、流速、流態，設計異形導流結構在泄槽出口處的間距，具體為：分布于兩側的導流墩與泄槽邊墻距離較窄，以保證水流集中于泄槽中部下泄進入主河道。

所述的異形導流結構包括半橢圓柱形墩體、中部墩體、折線形墩體三部分，三者為一體結構；半橢圓柱形墩體分布于挑坎前，折線形墩體分布于挑坎上，中部墩體作為兩者的銜接段位于半橢圓柱形墩體和折線形墩體之間。折線形墩體包括兩部分，分別為位于挑流鼻坎之前的部分墩體，位于挑流鼻坎之上的部分墩體。

所述的半橢圓柱形墩體與來流方向一致，其側視圖為直角梯形。中部墩體與半橢圓柱形墩體相連，二者軸線均平行于泄槽縱軸線，其側視圖為直角梯形。折線形墩體為等高等厚結構，折角即為轉彎泄槽轉角，墩體與轉彎泄槽縱軸同向。半橢圓柱形墩體的高度由H1線性增加至H2，橫軸長度與中部墩體的厚度相等；中部墩體的高度由H2線性增高至H2；折線形墩體高度為H3；H1、H2、H3的取值原則為：H1取為來流水深的2倍，并以0.5的斜率線性增高至H2，H2以0.5的斜率線性增高至H3。