CN101235633B - 水翅消除工 - Google Patents

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Abstract

一种水翅消除工，为四棱台结构，其前端面与后端面的底边位于同一水平面；其前端面的高度h1是闸墩墩尾水深的1～1.1倍、宽度b1等于闸墩宽度；其后端面的高度h2、宽度b2由溢流堰的类型确定，若溢流堰为实用堰型，后端面的高度h2为该端面安装位置处水深的0.5～0.6倍、宽度b2为闸墩宽度的1/7～1/6，若溢流堰为宽顶堰，后端面的高度h2为该端面安装位置处水深的1～1.1倍、宽度b2为闸墩宽度的1/8～1/6；其前端面与后端面之间的距离d为闸墩宽度的5～6倍。此种水翅消除工安装在溢洪道或河道闸坝的闸墩后面，可消除溢洪道或河道闸坝后的水翅现象，改善溢洪道内或河道内的水流流态。

Description

水翅消除工
技术领域
本发明属于水利水电工程中使用的引流设施，特别涉及一种应用在溢洪道闸墩后或河道闸坝墩后消除水翅现象的引流设施。
背景技术
在水利水电工程的溢洪道布置中，很多溢洪道由于过流宽度大，中间需要设置闸墩，为了满足设置闸门门槽和闸墩结构稳定性要求，溢洪道闸墩宽度往往大于3m，且溢洪道闸孔后一般都是陡坡，在这种布置情况下，溢洪道过流时，闸墩后由于两股水流的汇集碰撞，形成严重的水翅现象，因而引起溢洪道后的流态紊乱，增大溢洪道边墙的脉动压力，产生明显的菱形波，需增大溢洪道边墙的高度，从而增大工程投资。有的河道闸坝也存在类似的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的墩后水翅消除工，以解决溢洪道或河道闸坝后面的水翅现象，改善溢洪道内或河道内的水流流态。
本发明所述水翅消除工为四棱台结构，其前端面(又称棱台的下底面)与后端面(又称棱台的上底面)为矩形面，两矩形面的底边位于同一水平面；其前端面的高度h1是溢洪道或河道闸坝闸墩墩尾水深的1～1.1倍、宽度b1等于溢洪道或河道闸坝闸墩宽度；其后端面的高度h2、宽度b2根据溢流堰的类型确定，当溢流堰为实用堰型时，后端面的高度h2为该端面安装位置处水深的0.5～0.6倍、宽度b2为溢洪道或河道闸坝闸墩宽度的1/7～1/6，当溢流堰为宽顶堰时，后端面的高度h2为该端面安装位置处水深的1～1.1倍、宽度b2为溢洪道或河道闸坝闸墩宽度的1/8～1/6；其前端面与后端面之间的距离d(又称棱台的高)为溢洪道或河道闸坝闸墩宽度的5～6倍。
为了避免水流的冲击，所述矩形前端面和矩形后端面的顶边与两侧边的相交处由与两相交边相切的圆弧连接，上侧面与右侧面、左侧面通过圆弧面过渡。
本发明所述水翅消除工的安装方式：当闸墩后溢洪道无渐变段时，水翅消除工前端面与闸墩尾部相接，后端面与闸墩尾部平行，下侧面安装在溢洪道底板上：当闸墩后溢洪道有渐变段时，水翅消除工前端面顺接在闸墩尾部，后端面位于通过后端面的溢洪道横截面的等分点处，下侧面安装在溢洪道底板上。
本发明具有以下有益效果：
1、在溢洪道闸墩后或河道闸坝墩后设置了本发明所述水翅消除工，可消除闸墩后的水翅现象，改善溢洪道内或河道内的水流流态。
2、在溢洪道闸墩后或河道闸坝墩后设置了本发明所述水翅消除工，可减小溢洪道边墙或河道边墙所承受的脉动压力，降低溢洪道或河道边墙高度，节约工程投资。
3、本发明所述水翅消除工结构简单，易于制作，便于安装。
附图说明
图1是本发明所述水翅消除工的一种形状构造图；
图2是图1的右视图；
图3是图1的左视图；
图4是图1的俯视图；
图5是本发明所述水翅消除工用于实用堰后的一种安装布局图；
图6是图5沿溢洪道中线位置的剖视图；
图7是本发明所述水翅消除工用于宽顶堰后的一种安装布局图；
图8是图7沿溢洪道中线位置的剖视图。
图中，1-前端面、2-上侧面、3-右侧面、4-后端面、5-下侧面、6-左侧面、7-实用堰、8-闸墩、9-水翅消除工、10-溢洪道边墙、11-溢洪道、12-溢洪道中线、13-溢洪道引水渠、14-坝轴线、15-坝体、16-溢洪道边墙顶面、17-溢洪道底板、18-宽顶堰。
具体实施方式
实施例1
本实施例中的水翅消除工用混凝土浇注成形，其形状、构造如图1、图2、图3、图4所示，为一种四棱台，前端面1和后端面4的底边位于同一水平面；前端面1为矩形面，矩形顶边与两侧边的相交处由与两相交边相切的圆弧连接，后端面4为矩形与半圆相组合形成的“∩”形面，上侧面2与右侧面3、左侧面6通过圆弧面过渡，下侧面5与右侧面3、左侧面6通过棱过渡。
根据当地的地形、地质条件，所述工程溢洪道的溢流堰采用实用堰。因此，水翅消除工的有关尺寸为：前端面1的高度h1＝7m(溢洪道闸墩墩尾水深的1.05倍)、前端面1的宽度b1＝6m(为溢洪道闸墩宽度)；后端面4的高度h2＝1.21m(为该端面安装位置处水深的0.55倍)、后端面4的宽度b2＝1m(溢洪道闸墩宽度的1/6)；前端面1与后端面4之间的距离d＝35m(为溢洪道闸墩宽度的5.8倍)。
本实施例中，闸墩后安装了两个水翅消除工，由于溢洪道11闸墩后为等宽的溢洪道断面，所以两水翅消除工9的安装方式如图5、图6所示。两水翅消除工9的前端面1分别与两闸墩8尾部相接，后端面4与闸墩8尾部平行，下侧面5安装在溢洪道底板17上。
模型试验表明，本实施例所述水翅消除工有效的解决了水翅现象，明显改善了溢洪道内水流流态，降低了溢洪道边墙的脉动压力。
实施例2
本实施例中的水翅消除工如图1、图2、图3、图4所示，其形状、构造与实施例1所述水翅消除工相同。
由于本实施例所述水翅消除工用于宽顶堰，根据该具体工程，有关尺寸为：前端面1的高度h1＝6m(溢洪道闸墩墩尾水深的1.03倍)、前端面1的宽度b1＝3m(为溢洪道闸墩宽度)；后端面4的高度h2＝4.12m(为该端面安装位置处水深的1.05倍)、后端面4的宽度b2＝0.4m(溢洪道闸墩宽度的0.13倍)；前端面1与后端面4之间的距离d＝17m(为溢洪道闸墩宽度的5.7倍)。
本实施例中，闸墩后安装了两个水翅消除工，由于溢洪道11闸墩后有一段47.8m的渐变段，所以两水翅消除工的安装方式如图7、图8所示。两水翅消除工9的前端面1分别顺接在两闸墩8尾部，后端面4分别位于通过后端面的溢洪道横截面的两个等分点处(从图7可以看出，通过后端面的溢洪道横截面有两个等分点，两个等分点将所述溢洪道横截面均分为宽度为B的三部分)，下侧面安装在溢洪道底板上。
模型试验表明，本实施例所述引水墩后水翅消除工有效的解决了水翅现象，明显改善了溢洪道内水流流态，降低了溢洪道边墙的脉动压力。

Claims (2)

1.一种水翅消除工，其特征在于所述水翅消除工为四棱台结构，其前端面(1)与后端面(4)为矩形面，两矩形面的底边位于同一水平面，其前端面(1)的高度h1是闸墩墩尾水深的1～1.1倍、宽度b1等于闸墩宽度，其后端面(4)的高度h2、宽度b2根据溢流堰的类型确定，当溢流堰为实用堰型时，后端面的高度h2为该端面安装位置处水深的0.5～0.6倍、宽度b2为闸墩宽度的1/7～1/6，当溢流堰为宽顶堰时，后端面的高度h2为该端面安装位置处水深的1～1.1倍、宽度b2为闸墩宽度的1/8～1/6，其前端面(1)与后端面(4)之间的距离d为闸墩宽度的5～6倍。
2.根据权利要求1所述的水翅消除工，其特征在于所述矩形前端面(1)和矩形后端面(4)的顶边与两侧边的相交处由与两相交边相切的圆弧连接，上侧面(2)与右侧面(3)、左侧面(6)通过圆弧面过渡。
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