[發(fā)明專利]一種不對稱拱壩的系統(tǒng)性泄洪消能布置方法和結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010149831.0
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111321711B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張春生;徐建榮;彭育;王建新;薛陽;陶俊佳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

1.一種不對稱拱壩的系統(tǒng)性泄洪消能布置方法，其特征在于使泄洪中心線與下游河道的中心線重合或平行，并與拱壩中心線呈一定夾角，泄洪孔口被布置為多層孔口，各層孔口平面上采用與拱壩軸線呈一定夾角的不對稱圓弧布置，每個泄洪孔口的流道方向均沿所在圓弧的徑向布置；通過調(diào)整曲率半徑和孔口流道方向角度，使下泄水流順流道方向分別落入水墊塘且水舌落點不重疊；局部的水舌落點搭接可通過單個泄洪孔口流道方向小角度偏轉(zhuǎn)進(jìn)行微調(diào)；即通過圓弧曲率半徑、泄洪孔分組、孔口出流在垂直方向上的角度，控制泄洪水舌運動軌跡，使水舌分層錯落進(jìn)入水墊塘中央；

所述不對稱的拱壩結(jié)構(gòu)，是指因河道兩岸地勢相差較大，拱壩中心線向地勢較緩或地質(zhì)條件較差的一岸偏轉(zhuǎn)以改善拱推力方向，而與下游河道呈一定夾角；且拱壩左右兩側(cè)拱圈曲率也相差較大；

所述不對稱圓弧是指泄洪孔口前緣控制點軌跡線為兩段相切的圓弧組成，其切點和兩個圓弧的圓心均位于泄洪中心線上，兩側(cè)曲率半徑則根據(jù)拱壩不對稱程度選擇，拱壩曲率較緩一側(cè)的半徑大于另一側(cè)，其值以泄洪水流最大挑距的1.8~2倍控制。

2.如權(quán)利要求1所述的一種不對稱拱壩的系統(tǒng)性泄洪消能布置方法，其特征在于表層孔口采用分為若干組的不對稱分層大差動出流，避免相鄰水舌向心集中疊加，深層孔口采用不同的上挑角度縱向分散水流，與表層孔口水舌形成有效的碰撞消能效果。

3.如權(quán)利要求1所述的一種不對稱拱壩的系統(tǒng)性泄洪消能布置方法，其特征在于所述泄洪孔口前緣控制點軌跡線與拱壩壩軸線之間的距離定義為懸挑長度，所述懸挑長度隨拱壩不對稱程度而變化，拱壩軸線曲率較緩一側(cè)小，另一側(cè)逐漸增大；但拱壩軸線曲率較陡一側(cè)最大懸挑長度Sr、拱壩軸線曲率較緩一側(cè)最小懸挑長度Sl和不對稱度（Sr/Sl）應(yīng)限制在拱壩結(jié)構(gòu)應(yīng)力允許范圍內(nèi)。

4.一種不對稱拱壩的系統(tǒng)性泄洪消能布置結(jié)構(gòu)，由拱壩壩身泄洪孔口和壩后水墊塘組成；其特征在于所述泄洪孔口被布置為多層孔口，各層孔口平面上采用與拱壩軸線呈一定夾角的不對稱圓弧布置；深層孔口分為若干組，不同組間采用不同的上挑角度，同一組的深層泄洪孔口的上挑角度相同；表層孔口采用間隔2孔為一組的不對稱分層大差動出流，同組采用相同俯角和出口體型；表層孔的跌流與深層孔的挑流水舌軌跡在空中形成有效的碰撞消能；

所述不對稱圓弧是指泄洪孔口前緣控制點軌跡線為兩段相切的圓弧組成，其切點和兩個圓弧的圓心均位于泄洪中心線上，兩側(cè)曲率半徑則根據(jù)拱壩不對稱程度選擇，拱壩曲率較緩一側(cè)的半徑大于另一側(cè)，其值以泄洪水流最大挑距的1.8~2倍控制；

所述泄洪孔口在拱壩立面上分層布置，每層孔口由多個泄洪孔組成，使泄洪水流立體分層大差動出流；表層孔口分組采用不同俯角使水流進(jìn)一步縱向分散，同組表層孔口的出口體型和俯角相同，不同組之間俯角相差一定角度，使泄洪水舌軌跡縱向拉開距離；

深層孔口由外向內(nèi)兩兩對稱分組，同組深層孔口沿水流方向上挑角度相同，不同組之間的挑角相差一定角度而將水流進(jìn)一步分散。