CN106087865A - 一种兜式柔性挡水坝 - Google Patents

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Abstract

一种兜式柔性挡水坝，它主要包括底板、支墩、坝兜，所述底板上设置有支墩，所述坝兜为柔性布兜状，坝兜的主体为兜布面，兜布面的四边分别为兜顶边、兜底边和两个兜侧边，兜底边通过底部锚固件锚固于底板的上表面，两个兜侧边分别与布置在坝兜两侧的支墩内的侧向止水结构连接。本发明具有结构简单实用、造价低廉、施工期短、管理维修方便等优点，且止水效果好，跨度大，汛期可降低坝高行洪，不阻水，可用于城区园林美化，在海绵城市建设中具有广泛的应用前景。

Description

一种兜式柔性挡水坝
技术领域
本发明涉及一种挡水坝结构，具体涉及一种兜式柔性挡水坝，结构简单实用，造价低，施工期短，管理维修方便，可广泛应用于农业灌溉、城市防洪、城市河道景观等海绵城市建设中。
背景技术
目前，随着国家“海绵城市”建设理论的提出，以及城市防洪建设、生态河道建设及滨水景观建设的快速推进，挡水坝的类型也越来越多，通常有重力式挡水坝、水闸结构、翻板闸门、橡胶坝以及卧倒式挡水结构等，其中较为新颖的为翻板闸门和橡胶坝，并在目前生态河道的挡水坝工程建设中广泛应用，翻板闸门是我国水利工程技术人员历经几十年的艰苦奋斗，于上世纪六十年代研发出来并拥有完全自主知识产权的挡水结构，至今已有多种改动型；而橡胶坝最早于1957年首先诞生于美国洛杉矶，此后橡胶坝开始在世界范围内流行，而我国于1966年6月建成我国第一座橡胶坝。
但经过我国水利人多年的工程实践证明，以上几种挡水坝结构均存在一定缺点，如重力式挡水坝整体结构笨重并且结构不可变，洪水期阻水严重，而翻板闸门和橡胶坝虽较重力式挡水坝有一定的进步，但仍存在一些先天性的不可避免的缺点，如翻板闸门存在造价高、运行中易卡轴、不利于管理运行控制等缺点，橡胶坝存在充气(充水)时间长、设备泵运行管理复杂、维修检修不便等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种兜式柔性挡水坝，具有结构简单实用、造价低廉、施工期短、管理维修方便等优点，且止水效果好，跨度大，汛期可降低坝高行洪，不阻水，可用于城区园林美化工程。
本发明采用的技术方案是：一种兜式柔性挡水坝，它主要包括底板、支墩、坝兜，所述底板上设有支墩，所述坝兜为布兜状，坝兜的主体为兜布面，采用防渗挡水、抗拉强度高的柔性材料，兜布面的四边分别为兜顶边、兜底边和两个兜侧边，兜底边通过底部锚固件锚固于底板的上表面，两个兜侧边分别与布置在坝兜两侧的支墩内的侧向止水结构连接。
所述支墩上设置有柱状孔洞和设备槽，柱状孔洞设有朝向坝体的开口；所述侧向止水结构包括柱状止水橡胶棒、侧向底部止水和侧向止水顶锚固件，柱状止水橡胶棒的上端与侧向止水顶锚固件连接，柱状止水橡胶棒的下端与侧向底部止水连接，侧向底部止水锚固于柱状孔洞的底面上，柱状止水橡胶棒置于柱状孔洞内，侧向止水顶锚固件锚固于柱状孔洞的顶部侧壁上；通过水压力产生的拉力作用，将柱状止水橡胶棒与支墩的柱状孔洞的侧壁挤压，进而达到侧向止水效果，水压力越大，其止水效果越好。所述两个兜侧边分别对应连接在两侧侧向止水结构的柱状止水橡胶棒上。
进一步地，所述两个兜侧边的顶端分别与布置在两侧支墩内的升降设备连接，或者在所述兜顶边连接有加筋索，加筋索采用高强度抗拉材料如悬链线状钢绞线或铁链，加筋索可以减小坝兜的厚度，以便于坝兜的两个兜侧边与侧向止水结构更好地连接，保证止水效果，加筋索的两端分别与布置在两侧支墩内的升降设备连接，升降设备可控制挡水坝的挡水高度。
所述支墩上设置有柱状孔洞和设备槽，柱状孔洞设有朝向坝体的开口；所述升降设备包括升降挂点、传动带、侧向滑块和动力设备，升降挂点、传动带、侧向滑块布置于支墩的柱状孔洞的内侧壁，动力设备布置于支墩的设备槽中；升降挂点与侧向滑块连接并固定在传动带上，传动带连接在动力设备上；所述两个兜侧边的顶端分别与对应侧的升降挂点固接，或者所述加筋索的两端分别与对应侧的升降挂点固接。
所述两个兜侧边为套边结构，分别套接在对应侧的侧向止水结构的柱状止水橡胶棒上。
所述兜顶边为套边结构，兜顶边套接在加筋索上。
所述柱状孔洞的横断面为“Ω”形。
所述支墩上还设置有安装拦污栅的拦污栅插槽。
所述底板上设有多个支墩，所述兜式柔性挡水坝为连续多跨布置。
所述坝兜采用耐风化、耐臭氧、耐紫外光，在极端温度下有显著特性的柔性特种材料，具有拉伸强度高、显著的还原形状优势，在长期的使用中不变形等特性。
本发明的有益效果是：
(1)本发明具有结构简单实用、造价低廉、施工期短、管理维修方便等优点，缩短工程建设工期，节省工程投资。
(2)本发明具有止水效果好，跨度大，汛期可降低坝高行洪，不阻水，此外具有可调性并且优雅美观，在海绵城市建设中具有广泛的应用前景，从而能大量节省国家海绵城市建设投资。
(3)本发明的坝兜采用柔性材料，外形曲面流畅，具有缓坡式跌水消能效果，减少水流对下游河道的冲刷影响，有利于河道的生态环保效果。
(4)本发明升降设备具有自动式和手动调式两种，升降动力较为灵活，采用手动式调节时则能进一步优化工程投资。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的平面示意图。
图3是本发明的立面剖视图。
图中：1-底板；2-支墩；3-坝兜；4-底部锚固件；5-侧向止水结构；6-加筋索；7-升降设备；21-柱状孔洞；22-拦污插槽；23-设备槽；31-兜布面；32-兜侧边；33-兜顶边；34-兜底边；51-柱状止水橡胶棒；52-侧向底部止水；53-侧向止水顶锚固件；71-升降挂点；72-传动带；73-侧向滑块；74-动力设备。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
如图1至图3所示，本发明一种兜式柔性挡水坝，它包括底板1、支墩2、坝兜3、底部锚固件4、侧向止水结构5、升降设备7。
底板1上设置有两个支墩2，底板1、支墩2为钢筋混凝土结构，可根据工程实际需求及受力条件计算确定结构尺寸。支墩2设有横断面为“Ω”形的开口朝向坝体的柱状孔洞21、拦污栅插槽22和设备槽23。
坝兜3为柔性布兜状，具有防渗挡水、抗拉强度高等效果，坝兜3由兜布面31、两个兜侧边32、兜顶边33以及兜底边34组成，兜布面31的四边分别为两个兜侧边32、兜顶边33以及兜底边34。兜布面31采用耐风化、耐臭氧、耐紫外光，在极端温度下有显著特性的特种橡胶，一般为高强度的涤纶织物，使其坝带拉伸强度高，具有显著的还原形状优势，在长期的使用中不变形。兜底边34通过底部锚固件4锚固于底板1的上表面，锚固方法一般比较简单，易于安装，主要是密闭、防水密封，根据上游水位等因素的不同，可采用单锚固或双锚线来固定兜底边34。
侧向止水结构5包括柱状止水橡胶棒51、侧向底部止水52以及侧向止水顶锚固件53；坝兜3的侧套边32套接于柱状止水橡胶棒51的外周，柱状止水橡胶棒51的上端与侧向止水顶锚固件53连接，柱状止水橡胶棒51的下端与侧向底部止水52连接，侧向底部止水52锚固于“Ω”形的柱状孔洞21的底面上，柱状止水橡胶棒51置于柱状孔洞内，侧向止水顶锚固件53与“Ω”形的柱状孔洞21的顶部侧壁锚接。两个兜侧边33为套边结构，套接在两侧支墩2中的侧向止水结构5的柱状止水橡胶棒51上。通过水压力产生的拉力作用，将柱状止水橡胶棒51与支墩2的“Ω”形的柱状孔洞21的侧壁挤压，进而达到侧向止水效果。值得注意的是，在对支墩2的“Ω”形的柱状孔洞21的工程实际设计过程中，要充分考虑检修工况的影响。
升降设备7包括升降挂点71、传动带72、侧向滑块73和动力设备74，升降挂点71、传动带72、侧向滑块73布置于支墩2的柱状孔洞21的内侧壁，动力设备74布置于支墩2的设备槽23中。动力设备74控制调节挡水坝的挡水高度，采用步进式电机控制，升降设备7在自动化要求不高情况下简化为手动调节控制，以进一步优化工程投资。升降挂点71与侧向滑块73连接并固定在传动带72上，传动带72连接在动力设备74上；坝兜3的两个兜侧边32的顶端分别与对应侧的升降挂点71连接。
实施例2：
与实施例1不同的是，当单孔跨度较大时，为了控制坝兜3的厚度，对坝兜3进行加筋设计，坝兜3的兜顶边33为套边结构，兜顶边33套接在加筋索6上，加筋索6的两端分别与对应侧的升降挂点71连接。加筋索采用直径为7mm的预应力钢绞线，加筋索6可以增强坝兜3的整体抗拉强度，进而减小坝兜3的厚度，以便于两个兜侧边32与侧向止水结构5更好地连接，保证止水效果。
本发明一种兜式柔性挡水坝可单跨或多跨连续布置。
本发明一种兜式柔性挡水坝具有结构简单实用、造价低廉、施工期短、管理维修方便等优点，缩短工程建设工期，节省投资；并且止水效果好，汛期可降低坝高行洪，不阻水，此外具有可调性并且优雅美观等优点，在海绵城市建设中具有广泛的应用前景，从而能大量节省国家海绵城市建设投资。最后本发明具有背水面曲面线条流畅，其具有缓坡式跌水消能效果，减少水流对下游河道的冲刷影响，有利于河道的生态环保效果。
上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种兜式柔性挡水坝，其特征在于：它主要包括底板(1)、支墩(2)、坝兜(3)，所述底板(1)上设置有支墩(2)，所述坝兜(3)为柔性布兜状，坝兜(3)的主体为兜布面(31)，兜布面(31)的四边分别为兜顶边(33)、兜底边(34)和两个兜侧边(32)，兜底边(34)通过底部锚固件(4)锚固于底板(1)的上表面，两个兜侧边(32)分别与布置在坝兜(3)两侧的支墩(2)内的侧向止水结构(5)连接。
2.根据权利要求1所述的兜式柔性挡水坝，其特征在于：所述支墩(2)上设置有柱状孔洞(21)和设备槽(23)，柱状孔洞(21)设有朝向坝体的开口；所述侧向止水结构(5)包括柱状止水橡胶棒(51)、侧向底部止水(52)和侧向止水顶锚固件(53)，柱状止水橡胶棒(51)的上端与侧向止水顶锚固件(53)连接，柱状止水橡胶棒(51)的下端与侧向底部止水(52)连接，侧向底部止水(52)锚固于柱状孔洞(21)的底面上，柱状止水橡胶棒(51)置于柱状孔洞内，侧向止水顶锚固件(53)锚固于柱状孔洞(21)的顶部侧壁上；所述两个兜侧边(32)分别对应连接在两侧侧向止水结构(5)的柱状止水橡胶棒(51)上。
3.根据权利要求1所述的兜式柔性挡水坝，其特征在于：所述两个兜侧边(32)的顶端分别与布置在两侧支墩(2)内的升降设备(7)连接。
4.根据权利要求1所述的兜式柔性挡水坝，其特征在于：所述兜顶边(33)连接有加筋索(6)，加筋索(6)的两端分别与布置在两侧支墩(2)内的升降设备(7)连接。
5.根据权利要求3所述的兜式柔性挡水坝，其特征在于：所述支墩(2)上设置有柱状孔洞(21)和设备槽(23)，柱状孔洞(21)设有朝向坝体的开口；所述升降设备(7)包括升降挂点(71)、传动带(72)、侧向滑块(73)和动力设备(74)，升降挂点(71)、传动带(72)、侧向滑块(73)布置于支墩(2)的柱状孔洞(21)的内侧壁，动力设备(74))布置于支墩(2)的设备槽(23)中；升降挂点(71)与侧向滑块(73)连接并固定在传动带(72)上，传动带(72)连接在动力设备(74)上；所述两个兜侧边(32)的顶端分别与对应侧的升降挂点(71)固接。
6.根据权利要求4所述的兜式柔性挡水坝，其特征在于：所述支墩(2)上设置有柱状孔洞(21)和设备槽(23)，柱状孔洞(21)设有朝向坝体的开口；所述升降设备(7)包括升降挂点(71)、传动带(72)、侧向滑块(73)和动力设备(74)，升降挂点(71)、传动带(72)、侧向滑块(73)布置于支墩(2)的柱状孔洞(21)的内侧壁，动力设备(74))布置于支墩(2)的设备槽(23)中，升降挂点(71)与侧向滑块(73)连接并固定在传动带(72)上，传动带(72)连接在动力设备(74)上；所述加筋索(6)的两端分别与对应侧的升降挂点(71)固接。
7.根据权利要求2所述的兜式柔性挡水坝，其特征在于：所述两个兜侧边(32)为套边结构，分别套接在对应侧的侧向止水结构(5)的柱状止水橡胶棒(51)上。
8.根据权利要求4所述的兜式柔性挡水坝，其特征在于：所述兜顶边(33)为套边结构，兜顶边(33)套接在加筋索(6)上。
9.根据权利要求1所述的兜式柔性挡水坝，其特征在于：所述支墩(2)上还设置有安装拦污栅的拦污栅插槽(22)。
10.根据权利要求1所述的兜式柔性挡水坝，其特征在于：所述底板(1)上设有两个以上支墩(2)，所述兜式柔性挡水坝为连续多跨布置。
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