[發明專利]一種鋼壩閘下游消能防沖設計方法

在審

• 申請號: 202310288338.0
• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN116289811A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 陳發展;蔡雪峰;王曉剛;陳敏;王新;丁盛;王國美;孟輝;冷晴;楊衛星;邱旭東;董家;顧學軍;侍賢瑞;吳英杰
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06;E02B7/40
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 許佳

本發明公開一種鋼壩閘下游消能防沖設計方法，根據鋼壩閘溢流水舌沖砸的最遠距離，確定鋼壩閘下游消能結構的最小長度。能夠將實際沖擊翻滾區范圍包括在內，避免鋼壩閘底板末端下方被掏空的情況，根據該值設置消力池或水墊塘長度，可以減少工程施工量的同時，降低了施工成本，并且可以確保閘后消能結構的安全性。

技術領域

本發明涉及鋼壩閘技術領域，特別是涉及一種鋼壩閘下游消能防沖設計方法。

背景技術

鋼壩閘是一種新型可調控溢流閘門，它有土建結構、帶固定軸的鋼閘門門體、啟閉設備等組成。由于它可以設計的比較寬，可以省去閘孔閘墩，所以不僅結構簡單，可以節省不少土建投資，而且可以立門蓄水，臥門行洪排澇，適當開啟調節水位，還可以利用閘門門頂過水，形成人工瀑布的景觀效果。

但是鋼壩閘在放水時，由于鋼壩閘獨特的泄流形態及其門后水舌拋射范圍和其水流振蕩特性，水流直接沖刷鋼壩閘底板，會將鋼壩閘底板末端下方掏空，形成安全隱患。因此現有的常規做法是通過在閘門下游設置消力池或水墊塘或防沖底板，來解決鋼壩閘底板末端下方掏空的問題。但是現階段沒有相應的規范要求及計算方法，明確需要設置的消力池或水墊塘或防沖底板的長度，因此現階段只能按照常規的消能公式來計算，但是常規的消能公式所對應的水流形態與鋼壩閘所對應的水流形態不同，因此導致此種計算方法雖然能夠解決鋼壩閘底板末端下方掏空的問題，但是使用此種方法計算出的消力池或水墊塘或防沖底板的長度會非常長，直接導致工程施工量的增加，提高了施工成本。為此，提出一種鋼壩閘下游消能防沖設計方法，以解決上述現有技術存在的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋼壩閘下游消能防沖設計方法，以解決上述現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種鋼壩閘下游消能防沖設計方法，具體包括以下步驟：

S1、確定鋼壩閘溢流水舌沖砸的最遠距離L_拋：

L_拋＝L_s+L_p???????????????????????????????????????????(1)

其中，

L_s為閘門開啟過程中閘門水平投影長度，(單位：m)；

L_p為水流平拋沖砸底板最遠距離，(單位：m)；

S2、確定鋼壩閘下游消能結構的長度L_池：

L_池＝ζ₁×L_拋????????????????????????????????????????????(2)

其中，

L_池為鋼壩閘下游消能結構的尾部距閘門轉軸中心距離，(單位：m)；

ζ₁為消能防沖范圍計算系數。

優選的，還包括：

S0、在鋼壩閘上游設置擋水坎，確定擋水坎頂部至閘門頂部距離H，(單位：m)；

S01、確定鋼壩閘轉軸中心與上游擋水坎頂部的高差Δ₁，(單位：m)；

S02、確定閘門的旋轉半徑R：

R＝H+Δ₁?????????????????????????????????????????????(3)

S03、確定鋼壩閘轉軸中心與下游河底高差Δ₂，(單位：m)；